诺贝尔物理学奖得主中的外籍华人（三）

徐汉屏

丁肇中——1976年诺贝尔物理学奖获得者

丁肇中（1936，1，27-），美籍华裔实验物理学家，祖籍山东日照，美国艺术和科学院院士、美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士、中国台湾研究院院士，前苏联科学院院士，巴基斯坦科学院院士。

丁肇中1955年考进我国台南市台湾成功大学机械工程系，1956年他前往美国密歇根大学修习工程学、数学和物理学，1959年获得数学和物理学学士学位，1962年获得物理博士学位。

1963年他到瑞士日内瓦欧洲核子研究中心工作，1964年起在美国哥伦比亚大学工作，1965年成为该校讲师，1967年起任麻省理工学院物理学系教授，1977年起任托马斯·达德利·卡伯特讲座教授，现任美国麻省理工学院教授。

丁肇中从事高能实验物理、基本粒子物理、量子电动力学、y辐射与物质的相互作用等方面的研究，他做出的贡献主要有：

测量电子半径——早在1948年，理论物理学家根据量子电动力学的理论，得出电子是没有体积的结论，但是到了1964年，实验物理学家经过实验得到电子半径为10至13厘米的实验结果，随后，多个物理学家同样也得到这一实验结果，这就是说，发生了实验与理论不相符合的情况，1966年，丁肇中在德国用不同的方法重做了这个实验，发现电子的半径确实小到不可测量，实验的结果完全符合电子半径为零的理论推测，证明以前那些科学家的实验结果都错了。

发现J/ψ粒子——20世纪70年代初，物理学家们普遍认为，世界上只有三种夸克，用三种夸克的理论就能够解释粒子物理学中的所有的现象，1974年，丁肇中提出了“寻找新粒子与新物质”的实验方案，可惜未能被多数物理学家们重视，但他执着地求索，终于在实验中发现了新粒子，丁肇中把这种新粒子取名为J粒子，与此同时，美国科学家里希特也发现了这种粒子，并取名为ψ粒子，后来人们就把这种粒子称为J/ψ粒子，J/ψ粒子具有奇特的性质，其寿命值比预料值大5000倍，这表明它有新的内部结构，不能用当时已知的3种夸克来解释，而需要引进第四种夸克即“粲夸克”来解释，J/ψ粒子的发现大大推动了粒子物理学的发展，被国际高能物理学界誉为物理发展史上的一个重要里程碑，1976年丁肇中与里希特因此同获诺贝尔物理学奖。

证实胶子存在——在物理学中，理论上认为夸克之间的力是胶子传递的，如果胶子是存在的，那么在高能正负电子对撞的实验中就会出现三个喷注的现象，如果胶子不存在，那么只会有二个喷注现象，1979年夏，丁肇中在实验中果然发现了三个喷注的现象，为胶子的存在和量子色动力学提供了实验依据，1981年起，他组织和领导了一个国际小组一一包括中国在内的约13个国家近400名物理学家参加的IJ3组，在欧洲核子中心高能正负电子对撞机LEP上进行高能物理实验，寻找新的基本粒子及其粒子物理的新现象。

探索反物质——反物质的存在，是1928年由英国物理学家狄拉克推测出来的，1933年他因此获得诺贝尔奖，假如宇宙是大爆炸来的，有物质，也有反物质，有没有由反物质组成的宇宙7，如果反物质宇宙存在，它会在太空中发射出反氦或反碳等原子核，这些反原子核会穿过太空接近地球，我们应该能够在太空中探测到，因此，实验需要到外太空去测量带电粒子，需要用测量磁场的方法来确定它们，1998年6月2日，美东部时间凌晨6时零9分，发现号航天飞机腾空而起，机内载有中、美等国共同研制的“阿拉法磁谱仪”进行运行实验，此举揭开了人类第一次到太空寻找反物质和暗物质的序幕，阿拉法磁谱仪实验是一个大型国际合作科研项目，实验由丁肇中教授领导，包括美国、中国、意大利、瑞士、德国、芬兰等国家和地区的37个研究机构的物理学家和工程师参加，仅中国参加的科学家和工程师就不下200人，其目的是寻找太空中的反物质和暗物质，2013年4月3日丁肇中及其阿尔法磁谱仪项目团队宣布，借助阿尔法磁谱仪已发现40万个正电子，这些正电子可能来自人类一直寻找的暗物质。

丁肇中在学术上的主要贡献还有：反氘核的发现；精确研究矢量介子的实验；研究光生矢量介子，证实了光子与矢量介子的相似性；u子对产生的研究；u子电荷不对称性的精确测量，首次表明标准电弱模型的正确性；在标准模型框架内，证实了宇宙中只存在三代中微子等。

丁肇中除了1957年获得的诺贝尔物理奖外，1976年、1977年又先后荣获美国政府洛仑兹奖、美国工程科学学会埃林金奖章，1988年还获得意大利政府特卡斯佩里科学奖、意大利陶尔米纳市金豹优秀奖及意大利布雷西亚市科学金奖章。

丁肇中虽然人了美国籍，但他深深地知道他的根在中国，他情系中国，是首次用中文在诺贝尔奖颁奖典礼发表演讲的科学家，为了中国高能物理的发展，他不辞辛劳，远涉重洋，多次来大陆从事学术交流和参观访问，介绍国际高能物理的发展，努力促进国际物理学界同中国物理学家合作，他热心培养中国高能物理学人才，经常选拔中国青年科学工作者去他所领导的小组工作，在他亲自指导和无微不至地关怀下，从事研究的中国科学工作者有的已经在欧美获得了博士学位，他不仅为中国培养了一批实验物理的科研人才，而且还热心为祖国培养实验物理的研究生而努力奔波，他是中国科学技术大学、上海交通大学、华东师范大学和北京师范大学的名誉教授，曲阜师范大学、日照职业技术学院名誉校长。

朱棣文——1997年诺贝尔物理学奖获得者

朱棣文（1948，2，28-），美籍华裔物理学家，祖籍江苏太仓，美国艺术和科学院院士、美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士、中国台湾研究院院士。

朱棣文出身于科学世家，他的家族先后出了12个博士和硕士，父亲朱汝瑾是当代科学家，母亲李静贞也卓有建树，他从小就是在这样的环境下成长起来的，因而很早就对科学表现出浓厚的兴趣。

朱棣文1970年毕业于美国罗切斯特大学，获数学学士和物理学学士学位，1976年获加州大学伯克利分校物理学博士学位，1976年至1978年在加州大学伯克利分校做博士后研究。

此后，朱棣文1978年就职于贝尔电话实验室，1978年至1983年担任电磁现象研究贝尔实验室研究人员，1983年至1987年担任美国电话、电报公司贝尔实验室量子电子学研究部主任，领导电子化研究工作，1987年担任斯坦福大学物理和应用物理教授迄今，是该校第一位华裔教授，其间，1987年至1988年兼任哈佛大学莫里斯洛伯讲师，1990年至1993年担任斯坦福大学物理系主任，2004年6月被任命为劳伦斯·伯克利国家实验室主任，是首位掌管这个美国能源部下属国家实验室的亚裔人士，在他的领导下，国家实验室完成了一系列影响深远的环境及能源问题报告，由美国总统奥巴马提名，2009年1月至2013年5月朱棣文出任美国能源部长。

朱棣文所从事的科学研究，是世界上最尖端的激光致冷捕捉技术。

在原子与分子物理学中，研究气体的原子与分子相当困难，因为它们即使在室温下，也会以每秒上百千米的速度朝四面八方移动，唯一可行的方法是冷却，然而，一般冷却方法会让气体凝结为液体进而结冻。

从1983年开始，朱棣文就着迷于原子冷却技术的研究，1985年发表第一篇学术论文，1987年到1992年间，他在斯坦福大学实验室利用激光束冷却气体，制造出了接近绝对零度（零下273摄氏度）的低温，大大减慢了原子速度，从而使原子变得非常容易俘获，开创了用激光冷却并捕捉原子的方法。

这种激光致冷方法，是利用激光的辐射压力对中性气体原子的热运动产生阻尼，使原子速度减慢，温度降低，通俗一点来说，是将激光进行适度调谐，使光子在撞向原子后弹开，带走一部分能量，从而降低温度，当然，不是所有的激光都能制冷，只有精确调谐的才可以。

朱棣文的此项研究成果为帮助人类了解放射线与物质之间的相互作用，特别是深入理解气体在低温下的量子物理特性开辟了道路，激光致冷技术有着非常广泛的实际用途，可以用来做精确测量，特别是做“重力测量”；人们还可以利用此技术做成重力分析图，由此解开地球上的许多谜团：例如观察油田的内层、勘探海底或地层内的矿物质，在生物科技上可以解读去氧核糖核酸（DNA）的密码；科学家还可以借此研究“原子激光”，制造精密的电子元件；也可以测量万有引力，进一步发展太空宇航系统，进行准确的地面卫星定位，科学家们普遍认为，这的确是一个了不起的研究成果。

朱棣文因此被誉为“能抓住原子”的人，凭借这项创举朱棣文与菲利普斯（美国）、科昂·塔努吉（法国）一起获得了1997年的诺贝尔物理学奖。

诺贝尔物理学奖的获得，为朱棣文带来了全球声誉，他说服一些大企业捐资，由他亲自主持，在斯坦福修建了世界上第一个Bio—x实验室，这也是当前世界上最先进的Bio-X实验室；他还创建了精密测量实验室、玻色一爱因斯坦实验室等世界顶级物理实验室，在这些实验室中，朱棣文迎来送往，一批又一批科学新秀在他的指导下成长起来。

朱棣文除了1997年获得的诺贝尔物理奖外，1987年获美国物理学会在激光光谱领域的布洛依达奖，1993年获费塞尔国王国际科学奖，1994年获美国物理学会在激光科学领域的获亚瑟萧洛奖及美国光学学会的威廉梅格斯奖。

朱棣文在掌管劳伦斯·伯克利实验室后，朱棣文即把研究重点转到新型的生化能源、人工光合作用和太阳能等一系列“绿色工程”上，最近几年在朱棣文的领导下，该实验室主要研究将太阳能电力转换成化学燃料和创造或改善有机体，再将有机体转为化学燃料，使美国成为全球替代能源和再生能源的主要研究国家之一，朱棣文还希望能制造出新一代微生物，这种微生物经基因改造可以制造较自身需要还要多的酒精或燃油，就像微生物为白蚁将纤维素变成能量的过程一样，朱棣文并非痴人说梦，他已要求劳伦斯·伯克利实验室进行研究，此外，他还大力提倡政府引进措施，减少排放温室气体，提倡把环保理念引进家庭生活。