實用文閲讀攀登物理高峯尋找J粒子的丁肇中習題及答案

攀登物理高峯——尋找J粒子的丁肇中

20世紀50年代，丁肇中就對探索新的基本粒子發生了興趣。前輩科學家們的著作和思想，對丁肇中有巨大的吸引力，他在前人理論的基礎上，進一步探索基本粒子的新世界。但是，正在這時，非議和疾病向他襲來。

l966年至l970年粒子研究的5年是他科學道路上最為艱苦的5年。他和研究小組的科學家們制定攻克新粒子的實驗計劃，忙着設計製造儀器設備，進行一次又一次的實驗，但所得到的結果卻是一次又一次的失敗，始終找不到使人欣慰的新粒子。丁肇中陷入困境之中，然而科學研究的責任心鞭策着他不能停步。他和同事們不斷地修改實驗方案，反覆進行實驗，經常日夜奮戰在儀器旁，實驗室成了他們的卧室。就這樣，他們艱苦奮戰5個春秋，科學實驗數據仍然不能令人滿意。正當他們的實驗處於困境的時刻，學術界對他們發出了種種議論。有的説，丁肇中所設想的尋找新粒子的實驗是異想天開，已走到了死衚衕啦!

1966年至l970年，丁肇中為了在高能物理最厚的地方鑽孔，尋找新的基本粒子，弄得精疲力盡，全身無力，他虛脱了，不得不去醫院治療。醫生在他的病歷表上寫着：“因經常勞累患神經衰弱症。”醫生看看病歷表，按一按他的脈搏，又看看丁肇中無力支撐自己身子的樣子，耐心地説：“我勸你最好休息一年。”醫生的話晴空霹靂似的向他擊來，他頓時感到束手無策。丁肇中歎了一口氣，用祈求的口吻説：“大夫，難道沒有別的方法嗎?”醫生斬釘截鐵地説：“這是唯一的辦法!”

醫生的決斷，無疑對丁肇中是一個沉重的打擊。5年的汗水將毀於旦夕，他只好在醫院中痛苦地回憶過去，思索着未來。5年來，他領導美國和西德兩個實驗研究小組，夜以繼日的埋頭在實驗室之中，希望能揭開高能物理的新天地。在這5年裏，他受到不少同行的指責，他拋開家庭的天倫之樂，難道這條路走錯了嗎？他依然有一個信念：“在某一個能量階層內，一定存在着未被發現的基本粒子。”

丁肇中回顧了5年來的物理實驗工作，更加堅定地認為，5年的道路方向是正確的，在這條道路上，還需要掃除許多障礙。他下定決心，進一步總結過去5年來的得失，着手修改實驗計劃。一年來的休假，經過醫生的治療，妻子細心的照顧，丁肇中的體質逐漸恢復過來了。經過冬去春來的考驗，他現在精力更加充沛。隨着春天的到來，他對未來的事業充滿了信心，比以往更加堅定不移，像一顆永恆的星在宇宙中閃光。他説：“我要尋找到宇宙的真相!”

丁肇中的研究是從揭示基本粒子的內部結構開始的。儘管在這以前，科學界曾對基本粒子結構提出種種設想，他們都堅持基本粒子是由3個更基本的粒子所組成的。但丁肇中並沒有邯鄲學步，而是另闢蹊徑。他這樣提出問題：難道基本粒子只有3個更基本的粒子組成嗎?它為什麼不會有更多的基本粒子組成呢?

研究小組經過長期的觀測，l974年8月把能量控制在30～40億電子伏特時，計數器開始顯示出結果了。丁肇中的研究小組對所觀測得到的數據進行分析。他們發現一個重大的事實：那就是，在31億電子伏特附近反應數目急劇增加而形成了一個極端顯著的尖鋒。丁肇中對這一奇蹟般的現象進行分析研究，認定在這個尖鋒處有一個新粒子存在。為了慎重起見，丁肇中遲遲不向外公開他們的實驗結果，而丁肇中的研究小組的同事一直堅持要儘快地發表他們的實驗結果。研究組的陳先生曾對丁肇中博士説：“有一隻鳥在手中總比在森林中的兩隻鳥好。”

經過l0年的艱苦奮戰，丁肇中領導的研究小組終於在物理學這個皇冠上添加了一顆珍珠。在丁肇中發現新粒子的同時，美國西海岸的伯頓·裏希特博士領導的研究組也發現了性能相同的新粒子。二人一同獲得1976年諾貝爾物理獎。

（節選自鮑振元《丁肇中——跨世紀科學家的典範》，有刪節）

（1）下列對傳記內容的分析和概括，最恰當的兩項是：（5分）

A．1966年至l970年的5年中，丁肇中和研究小組的科學家們進行一次次實驗，雖然一次次失敗，始終沒有找到使人欣慰的新粒子，但是卻為後來獲得成功打下了基礎。

B．在學術界對他的研究發出的種種議論，以及不少同行的指責和謾罵中，丁肇中認為“在某一個能量階層內，一定存在着未被發現的基本粒子”，是信念支撐他獲得了成功。

C．由於前輩科學家們的著作和思想對丁肇中產生了巨大的吸引力，他在前人理論的基礎上，進一步探索基本粒子的新世界，所以他的研究是有繼承性的'。

D．科學界都堅持基本粒子是由3個更基本的粒子所組成的，但丁肇中認為基本粒子是由更多的基本粒子組成的，他率先發現J粒子的事實也證明了他的説法。

E．本文對丁肇中發現新的粒子的研究過程進行了詳細的介紹，尤其是對他因尋找新的基本粒子累病，不得不去醫院治療的描述，表現出了一位偉大的科學家的研究精神。

（2）作為科學家，丁肇中具有怎樣的研究精神？請概括説明。（6分）

（3）丁肇中得病後休假一年，這對他發現新的粒子（J粒子）有怎樣的作用？請簡要分析。（6分）

（4）在認定有新粒子存在的情況下，丁肇中和他的同事想法不同，丁肇中是“遲遲不向外公開他們的實驗結果”，而同事“堅持要儘快地發表他們的實驗結果”。請任選其中一個觀點，結合全文，談談你的看法。（8分）

　參考答案：

12．（1）【A】【C】答A得3分，答C得2分，答D得1分，答B和E不得分。

（2）①勇於創新，具有敢於超越前人，在前人研究的基礎上向尖端科學挑戰的精神；②堅韌執著，具有不畏困境、不怕一次又一次地失敗的奮鬥精神；③具有科學研究上的合作精神；④具有嚴謹務實的精神。（答對三點即可）

（3）①回顧以往的研究之路，堅定了繼續研究去發現新的粒子的信念；②總結過去5年研究中的得失，修改自己的實驗計劃，更有利於新的粒子的發現；③通過一年的休假，體質恢復，精力更加充沛，有利於以後發現新粒子的實驗研究。

（4）觀點一：丁肇中遲遲不向外公開他們的實驗結果表現了一個科學家嚴謹認真的態度。

①這種做法表現了丁肇中作為科學家的一種嚴謹的研究精神；②丁肇中的研究另闢蹊徑，所以對新的發現要慎重對待；③丁肇中的研究曾經遭受過學術界的議論和同行的指責，所以更要謹慎從事。

觀點二：丁肇中的同事堅持要儘快地發表他們的實驗結果，表現了一種更為現實的態度。

①既然新粒子的研究已經獲得成果，就應該儘快地發佈出來；②掌握一種科學發現的發明權是科學研究中的實實在在的事情，是辛勤研究的回報；③在科學研究中新的發現層出不窮，一旦成功就應該發佈，伯頓·裏希特博士領導的研究組同時也發現了性能相同的新粒子這一事實也説明應該儘快發表。

（觀點明確2分；理由充分，論述合理6分）