中文大學校刊 一九八七年第二期

訪問丁肇中敎授 丁肇中敎授一九八七年三月廿五日接受大 學物理學系楊綱凱敎授及本刊編輯訪問，訪問 内容節錄如後。 問：丁敎授，您一九七六年獲頒諾貝爾物理學 獎，就是因爲發現了「J」粒子，可否請您 向我們的讀者解釋一下，您是怎樣發現這種 重要基本粒子 ？同時，這項發現又有甚麼 重要意義？ 答：物理學家硏究的主要目的之一，是探求大 自然的基本結構單元，以及一切物質的組成 部分。古代中國人認爲宇宙萬物是由金、木、 水、火、土五行組成的。後來人類逐漸認識 到宇宙間是有許多化學元素 ，例如鐵、水 銀等；到了十七世紀，人類開始了解各種化 學元素了。二十世紀末，門捷列夫的 素周 期表出現了，因此，我們在本 初都認爲 世界是由大約一百多種化學元素構成的；我 們稱這些元素爲大自然的結構單元。但是， 後來我們又發現了電子及氫原子核——質 子。我們的槪念因而改變了，我們認爲大自 然的結構單元只有電子和質子兩種，而不是 數百種基本元素。其後， 發現了越來 越多質子型粒子；到了一九六零年，已知的 基本粒子達數百種，例如較重的電子、μ粒 子、質子、中 、K介子等。那時候， 們 的槪念又再度改變，把這數百種基本粒子作 爲大自然的結構單元。一九六四年，大家開 始思索，認爲世界可能是由稱爲夸克的更小 結構單元組成的，並開始建立一種理論。根 據這種理論，大多數的基本粒子都是由三種 夸克組成的。這種理論幾乎可以解釋所有的 現象。一九七四年，我的硏究組做了一項實 驗，發 了J粒子。這種J粒子在兩方面有 異於當時已知的數百種基本粒子：第一，它 重得多，第二，壽命亦長得多，大槪較其他 粒子的壽命長一萬倍。爲甚麼它會重得多？ 壽命又何以更長呢？原因是它並不由原來假 定的三種夸克組成，而是來自一種新的夸 克。因此，我們的硏究顯示必定有第四種 克存在，三種夸克不足以構成這個世界：不 過，若有四種，也可能有五種、六種……。 我這項硏究給我帶來了諾貝爾獎。 問：可否請您談談發現的過程？ 答：由一九六四年至一九七二年，我的研究是 在漢堡做的。當時我利用電子加速器，以高 能光波撞擊原子核 結果，我證明了普通的 光，若 量夠高時，本身會變成一個有質量 的粒子。這點的確很奇異 因爲我們知道光 一般是沒有質量的。我這些年間的硏究工作 顯示，所有這些光般粒子都有質量，約等於 一個氫原子的質量。但爲甚麼所有這些粒子 15