美籍华裔高能实验物理学家丁肇中因1974年发现J粒子而分享1976年诺贝尔物理学奖，成为继李政道和杨振宁荣获1957年诺贝尔物理学奖之后的第三位华裔诺奖得主。2024年1月27日，恰逢丁肇中先生88岁诞辰，北京阳光媒体集团出品的《杨澜对话》第一期节目对话的主人公恰是丁肇中，对话内容丰富，形式活泼，饶有趣味，从当事人口述中可获取一些有价值的一手信息。借此丁肇中先生米寿华诞暨发现J粒子50周年之际，特撰此文，以示热烈恭贺和永久纪念。
日照丁氏家族
日照丁氏家族是明清时期山东著名的科宦家族，素以“尚文崇教”而著称，其族训是“诗书济世，忠厚传家”。丁氏家族科举鼎盛，文化繁盛，生意兴隆，人才辈出，位居日照五大家族（丁、牟、秦、安、李）之首，门第显赫，可谓是山东名门望族之翘楚。日照丁氏家族远祖肇始于元末明初随军征战由武昌迁入淮安府海宁州东海（今江苏连云港市东海县）的丁兴，始迁祖丁顺明初由海宁州东海迁居日照城南刘家寨迤东二里许的丁家庄，二世丁尧（一世丁良儒之子。始迁祖和一世之间，通常认为名讳失考者有两世）再迁至今日照市东港区涛雒镇涛雒二村（原名南门里村）定居，经世代繁衍延绵至扬名海内外的科学巨匠丁肇中，他在日照丁氏家族世系中归属于老四支长房三支十六世孙。
日照丁氏家族十二世孙、丁肇中的高祖父丁健五（字象乾，1819—1870）共育4子：丁惟琨、丁惟瑎（原名惟璧，字云石，1852—1910）、丁惟珂（字佩亭，1858—1895）、丁惟璨。涛雒镇“五宅”是丁健五成家后的堂号（宅号），其四子堂号依次是慎德堂、种德堂（又作仲德堂，始建于1898年）、古梅轩和花山天井。同生堂是丁健五始创并曾享誉全国的茶庄总商号。旷视山房（简称山房，别称观澜堂）是十世孙、洋务运动时中国军火工业先驱丁守存（字心斋，1812—1883）的堂号。网传1930年秋丁观海在国立青岛大学（1932年9月更名为国立山东大学）学籍注册信息中曾自填出生地为“涛雒镇欲仁堂”，它相当于现在的门牌号。十三世孙丁惟汾（字鼎丞，1874—1954）是涛雒镇丁家官庄村人，系中国同盟会创始人之一。国民党元老丁惟汾和廖仲恺（1877—1925）并称为孙中山的“左膀右臂”，民国时流传着“蒋家天下丁家党”之说。丁惟汾是革命党人、辛亥革命烈士王以成（字箫九，1877—1912，祖籍今烟台海阳市盘石店镇）的挚友，因王以成早年牺牲，丁惟汾遂收其女王隽英（别号崆峒筱侠，1908—1960）为义女，颇为关爱。
丁惟珂共育4子：丁履晋、丁履升、丁履震、丁履巽（字绎言，1887—1923）。因擅长中医的丁惟瑎无嗣，丁履震（亦无嗣）和丁履巽便被过继给他当嗣子。丁肇中的祖父丁履巽共育2子4女：丁砚海（字鉴宏，生年不详，1967年卒于济南）、丁观海（1911—1991）；丁绛原、丁侃（丁蒨原）、丁丹（丁素原）、丁绘原。显然，在丁氏家族中，丁观海的辈分比王隽英要低一辈。1984年10月4日，邓小平拨冗专门会见并设午宴款待受邀专程回京参加35周年国庆盛典的丁观海和丁肇中父子。
幼时丁肇中的全家福照（1940 年摄于重庆大学）
丁健五父子相聚而居，逐步形成建筑群落，这便是涛雒镇丁氏祖居地庭院的源头。由于历史上的种种原因，丁氏祖居曾损毁严重。2002年11月9日，丁肇中祖居修复工程举行奠基仪式。2004年12月2日，以种德堂为主体的一期工程正式对外开放，内设丁肇中科技展馆。2009年12月15日和2022年1月14日，丁肇中祖居分别被列为日照市市级文物保护单位和山东省第6批省级文物保护单位。
1985年6月28日，丁肇中偕新婚夫人苏珊回到已阔别47年之久的故乡涛雒镇寻根省亲。2018年10月1日，丁肇中夫妇参加日照市科技馆主体竣工活动是最近一次返乡。有据可查，丁肇中至少已8次单独或率亲友回到故乡日照探亲访友、祭祖或开展学术交流与合作。1994年10月23日，丁肇中专程到母亲故里海阳探访，了解王氏家族渊源和人文历史。2005年6月19日，丁肇中第3次返乡时偕妻带子在日照探访后再顺访海阳。
丁肇中简略生平
1929年秋，丁观海和王隽英同时考入私立光华大学（上海），同乡人在校园邂逅初识，格外亲切，1933年二人在上海订婚。1930年秋，丁观海从光华大学物理学系转学到铁道部交通大学上海本部（1937年8月更名为国立交通大学，今上海交通大学）土木工程学院，1934年夏获该大学市政门工学学士学位。（经考证，所谓丁观海1934年6月毕业于国立山东大学中国文学系的说法应有误。）1934年8月14日至29日，丁观海乘坐“胡佛总统号”海轮从上海到达旧金山。1933年夏，王隽英获光华大学教育门文学学士学位，同年秋考入北平（今北京）燕京大学研究院。1935年1月19日至2月5日，王隽英乘坐“塔夫脱总统号”海轮从上海到达旧金山。丁、王二人同入美国密歇根大学深造。1935年春，丁观海和王隽英在密歇根大学所在地——密歇根州沃什特诺县县治安娜堡（又译为安阿伯，Ann Arbor）——喜结良缘。同年冬，丁观海获密歇根大学土木工程学和弹性力学文学硕士学位，王隽英获儿童心理学和教育心理学文学硕士学位。夫妇俩原想把小孩生在祖国，但考虑到王隽英身孕已重，临盆在即，不宜长途航行，故丁观海只好于1935年底先期回国赴任焦作工学院（今河南理工大学）教授。王隽英早产约2个月，1936年1月27日（农历正月初四），丁肇中出生于密歇根大学医院产房，因生于美国而自动获得美国国籍。丁肇中下有胞弟丁肇华（1937年9月3日生于芜湖）和胞妹丁肇民（1939年3月27日生于重庆）。
1936年4月初，襁褓中的丁肇中由母亲携带启程离美，远渡重洋回到祖国与父亲团聚。战乱中的中国，社会动荡不安，生活十分艰难，丁肇中主要由外祖母抚养带大，随家人过着颠沛流离的流亡逃难生活，主要生活轨迹（途经短暂停留的地点未计）是焦作→日照→青岛→日照→南京→芜湖→合肥→日照→汉口→宜昌→万县（今万州）→重庆→南京→青岛→南京。丁母王隽英是20世纪40年代中后期民国政坛的热点新闻人物，她容貌俊俏，打扮洋气，知性优雅，气质高贵，善于交际，业余喜好运动（曾是光华大学女篮校队队员）并爱好弹奏钢琴，其社会活动和逸闻趣事常登上当时的报刊。1949年春节（1949.01.29）来临前，王隽英携母亲迟瑞香（1879—1958）和3个子女赴台，“太平轮沉没事件”（1949.01.27）发生后不久，丁观海亦抵台与家人团聚。丁观海曾师从现代工程力学之父和应用力学之父、美国籍乌克兰裔力学大师铁木辛柯（Stephen Timoshenko，1936年入美国籍），抵台后先在台南市的台湾省立工学院（今台湾成功大学）任教一年，1950年2月至1981年8月任台湾大学工学院土木工程学系教授，他学养精深，教学水平很高，深受学生喜爱。丁家一直住在台北市大安区泰顺街33巷4号，2007年该住宅被列入历史建筑加以保护。
丁肇中与父亲及弟妹（后排）合影（1955 年摄于台北）
丁父是工程学教授，丁母是心理学教授（在四川省立教育学院讲授《普通心理学》），他们深谙教育之真谛和少年儿童成长的心理与规律，言传身教，躬身实践，教子有方。丁家子女在开明的中国传统知识分子书香门第家中长大，深受家庭浓厚学术氛围的熏陶，耳濡目染，加之长辈们的正确引导，日后均成为社会的栋梁之才。1960年12月3日（即丁肇中初婚婚礼后10天），王隽英因直肠癌病逝于纽约，其临终遗言是“爱祖国，爱科学，双爱双荣”。1991年2月19日，丁观海因肺癌病逝于台北。
丁肇中的主要学习经历：幼时因战乱和频繁迁居，抵台前没有接受过系统的正规教育，主要靠在家里接受父母的启蒙教育。1949年春在台中县丰原大同小学重读六年级，1950年春升入台北市成功中学念初中，同年秋转学到建国中学念初中（按成绩优劣分在初二甲班）和高中，理科成绩优秀，获“丁大头”或“大头丁”之绰号。高中阶段对中国历史最感兴趣，其次才是物理、数学和化学。1955年夏放弃保送资格参加联考，因英语和语文成绩拖后腿还是不情愿地考入台湾省立工学院机械工程学系。1956年9月6日怀揣100美元与受美国国务院邀请访美的母亲一同飞抵底特律维罗朗机场，赴美深造。丁肇中的双亲特委托自己的朋友、密歇根大学工学院院长乔治 · 布朗（George Granger Brown）予以关照，丁肇中被安排住在布朗家中。丁肇中获全额奖学金就读于密歇根大学工学院工程学系，一年后转学到理学院物理学系，1959年夏获工程物理学和工程数学双学士学位，1960年夏获该大学实验物理学理学硕士学位，1962年底再获该大学实验核物理学哲学博士学位。博士学位论文是《高能介子和质子相互作用的研究》（A Investigation of Pion-Proton Interactions at High Energies），其硕导和博导都是马丁 · 佩尔（Martin Perl，1995年诺贝尔物理学奖得主，后来师生交恶）和劳伦斯 · 琼斯（Lawrence William Jones）。
丁肇中的主要职业履历：1963年4月参加哥伦比亚大学（此地离丁母墓地不远，便于凭吊）物理学系讲师应聘面试时首次见到李政道并求职成功，1964年3月底受福特基金会资助赴日内瓦欧洲核子研究中心（CERN，1954.09.29）进行博士后研究，与仰慕已久的良师益友科科尼（Giuseppe Cocconi）共同使用28 GeV的质子同步加速器做实验，获益良多。1965年春回到哥大续任物理学系讲师、助理教授（1966年晋升）至1967年。1965年10月赴汉堡德国电子同步加速器中心（DESY，1959.12.18）任实验小组主管至1969年。经麻省理工学院（MIT）物理学系系主任韦斯科普夫（Victor Weisskopf）游说并许诺优厚条件和待遇，1967年转任MIT实验物理学副教授、教授（1969年晋升），1977年被聘为MIT首位物理学托马斯 · 卡伯特（Thomas Dudley Cabot）院级教授这一最高教职职衔。丁肇中曾是MIT唯一没有授课任务的长聘教授，通常也不参加大学的会议，连教授会都极少参加，只管专心致志地做实验。因晚年主持领导AMS实验，现每天仍处在工作中，耄耋之年的丁肇中至今尚未退休。
在丁肇中的职业生涯中，除在DESY工作以外，他还在CERN工作过很长一段时间，参与在大型正负电子对撞机LEP（1989年7月14日投入运行，圆形隧道周长达27千米，LEP-II最高能量达209 GeV，2000年11月2日关闭停运，稍后拆除进行升级改造）上进行的4个国际合作实验项目：1989—2003年进行的L3实验以及1996—2007年进行的ALEPH实验、OPAL实验和DELPHI实验。丁肇中领衔的L3实验在这4个实验中规模最大、历时最长、任务最重且耗资最多，主要物理目标是系统地研究Z0粒子的特性以及寻找新粒子和发现新现象。因LEP运行时可产生大量Z0粒子，故习称“Z0工厂”。LEP的升级改造版大型强子对撞机（LHC）于2008年9月10日投入运行，最高能量高达2x7 TeV。因LHC运行时可产生大量t夸克，故习称“T工厂”。
丁肇中的婚姻与家庭
密歇根大学有一个老传统，每当学年结束时，校长会从全校各系挑选出若干优秀学生，为他们专门举办一次晚宴聚会。1959年夏，丁肇中正是在这样的晚宴聚会中初识美国籍德国裔女孩凯伊（Kay Louise Kuhne，生于1940年），她是建筑系大三本科生，比丁肇中晚一届。二人相识、相知、相爱后迅速坠入爱河，征得双方家长同意后，1960年11月23日，丁肇中和凯伊在安娜堡密歇根大学附近一所基督教教堂举行婚礼，婚后育2女：长女丁明隽（Jeanne，生于1964年），从事生物学方面的科学教育和管理工作；次女丁明美（Amy，生于1966年），从事考古学研究。因丁肇中常年在西欧忙碌而造成夫妻长期分居两地，在L3实验开始酝酿的1982年前后，凯伊无奈提出分手，稍后经双方友好协商协议离婚。1988年12月，建筑设计师凯伊再婚。
1985年4月28日，丁肇中和美国籍爱尔兰裔女士苏珊（Susan Carol Marks，生于1953年前后）在波士顿北部石港镇（Rockport）一所基督教教堂举行婚礼。1975年，苏珊从波士顿大学心理学硕士毕业后来到MIT工作，1978年冬开始担任丁肇中的行政秘书，后获MIT心理学哲学博士学位。婚后育独子：丁明童（Christopher，生于1986年），美国首都华盛顿的知名律师。
粒子物理学标准模型
人类已知自然界存在的4种相互作用（按作用力强弱排序）是强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。粒子物理学标准模型（SMPP）肇始于20世纪60年代末并逐渐发展完善为现代物理学迄今最为成功的理论之一，它可用于精确描述从微观到宏观除引力以外的一切物理现象，完美阐释已知基本粒子及其相互作用，深刻改变了人类对物质和宇宙的理解与认知。
粒子物理学标准模型示意图
标准模型理论框架中包含两类基本粒子：一类是作为物质基本组成的费米子，另一类则是传递相互作用的玻色子。标准模型中包含着61种（不含尚未发现的引力子）基本粒子。强子是复合粒子，包括介子（由1个夸克和1个反夸克组成）和重子（由3个夸克或3个反夸克组成）两大类，重子又分为质子、中子和超子三类。渐近自由和夸克禁闭理论认为不存在自由夸克。规范玻色子是指参与相互作用的4类媒介粒子，共有13种：胶子（gluon）有8种；光子γ；W+，W-，Z0；引力子g。量子电动力学（QED）、量子色动力学（QCD）和量子味动力学（QFD）分别用于描述电磁相互作用、强相互作用和电弱统一理论。1954年杨振宁和罗伯特 · 米尔斯（Robert Mills）发现的定域规范场论是标准模型的重要基石。科学家追求的终极目标是把4种相互作用都统一起来，力图建立起理论物理学的圣杯——万有理论（即万物理论，ToE）。
2012年7月4日，CERN主任霍耶尔（Rolf-Dieter Heuer）在日内瓦CERN主礼堂宣布，ATLAS和CMS两个合作组通过在LHC上进行的实验发现了被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子。2013年10月8日，1964年率先从理论上提出希格斯机制（现通称EBH机制）的恩格勒特（Francois Englert）和希格斯（Peter Higgs）得以迅即斩获当年诺贝尔物理学奖。希格斯玻色子的发现为标准模型补齐了“最后一块拼图”，这是高能物理学（即粒子物理学）发展史上具有划时代意义的重大事件。希格斯粒子在标准模型中发挥着关键作用，它通过神秘的自发对称性破缺（SSB）机制赋予基本粒子质量，与高深莫测的量子真空息息相关，也被认为在宇宙演化的极早期起过重要作用。
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本文作者朱安远是北京金自天正智能控制股份有限公司高级工程师，诺奖研究者
