• 我小学吊儿郎当、大学倒数第一,但我拿到了?#24403;?#23572;奖

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    原标题:我小学吊儿郎当、大学倒数第一,但我拿到了?#24403;?#23572;奖

    拿了?#24403;?#23572;物理学奖的小柴昌俊,并不是个好学生。

    小柴昌俊 | nndb.com

    似乎是个悲剧的童年

    小学时候,小柴用石头砸政府门口的玻璃,只是觉得它们摆?#35834;?#22826;整齐。学校发现了这事,判定小柴的“操?#23567;?#35780;价为最低档——“丙”。

    他父亲是个军人,一直实行严苛的家教,想让小柴成为一名飞行员。但小柴本人完全没有上进?#27169;?#27599;天只想着在海边玩耍,吹海风。

    没想到,潮湿的海风,让他病倒了。

    大病,一觉醒来,神志清醒,但身体不受控制。

    检查之后,是小儿麻痹。

    命运转折于一次泡澡

    虽然战胜了病魔,但小柴还是烙下了病根——右胳膊不好使了。

    因为残?#29627;?#24403;不了军人,所以只能继续上学。

    好不容易考进了高中的小柴,却由于家里穷,不得不打工挣钱。他身体受限,好在脑子灵光,就给人当家庭教师,一口气接了三四个活。成绩也理所当然地直线下降。

    更糟的是,马上就要迎来东京大学的入学考试了。小柴昌俊毫无目的,不知道下一步去哪。

    直到一天,他来宿舍澡堂洗澡。蒸腾的水汽?#26657;?#20182;忽然听到有人在议论自己。“小柴君准备考哪个系?#20426;?#22768;音来自一位同学。“他物理不?#26657;?#25152;以可能是哲学或文学吧,反正不是物理……”回话的是就是小柴的物理老师。

    当时的东大物理系只有学习成绩非常好的学生才敢报考。小柴的成绩全校中游,本就是毫无希望。

    可物理老师的这番话,却触及了小柴的自尊心

    于是,他几乎抱着拼死一搏的心态,开始玩命学习物理。三个月后,他考上了东京大学,物理系

    日本东京大学 | jpninfo.com

    倒数第一的吊车尾

    大学是考上了,可穷是依然穷,兼职还是要做。于是,小柴的整个大学?#36125;?#20960;乎没怎么正经上课。

    成绩吗,当然惨淡,倒数第一

    后来小柴成名之后,很多人会质疑,觉得不至于这么惨吧。但事实就是如?#32781;?#23567;柴的成绩单上,除了实验课,其他没有一个优。

    小柴昌俊的大学成绩单[1]

    实验课之所以还凑活,因为这是必修课,不去就挂了。

    也好在这个“优?#20445;?#21518;来通过实验课老师的推荐,小柴居然进了研究?#28023;?#36319;着一位名叫藤本阳一的老师,做起了核胶片的实验。所谓的核胶片,就是一种特质的相机底片,可以用来记录宇宙射线。

    小柴当时只有这一个选择,于是就接受了。

    开始科研吧

    机?#30331;珊希?#23567;柴所在的研究院有一个去美国留学的机会,他厚着脸皮,向导师要了推荐信,前往美国罗切斯特大学,开始研究宇宙射线

    美国的日子很舒服,因为有了奖学金,每月108美元。这在日本,可是副教授的待遇。小柴生平第一次过起了衣食无忧的生活,于是,生平第一次,他开始一心钻研实验了。

    他回忆,当时做研究的状态,如同短跑比赛,注意力高度集?#26657;?#39037;强学习。在?#20284;?#38388;,他没有参加过任何派对,买车也只是为了?#22870;?#21435;野外观测站。这一专注的状态一直保持到他完成论文——《宇宙射线中的超大能量现象》。

    从开始实验、到取得学位,小柴只用了一年零八个月,这是罗切斯特大学的有史以来的最短记录。

    小柴心想,“似乎,我也没那么差”。

    中微子

    就这样,小柴在物理学界也算闯出了名气,美国和日本的研究所同时向他伸出了橄榄枝。

    最后,他决定返回日本,虽?#36824;?#36164;只有美国的二十分之一。原因有二,一是美国的食物太难吃。二是因为语言的差异,跟别人吵架总是赢不了。

    返回日本后,小柴将目光?#26029;?#20102;他一生中最重要的研究对象——中微子。

    宇宙中充满了中微子,1立方厘米大约有300个。中微子经常降落到地球上,但它与其他粒子几乎不发生反应,所以能穿透几乎任何物质。正因如?#32781;?#20013;微子非常难以观测到,被称为“幽灵粒子”。在很长时间内,人们对中微子是否有质量,以怎样的速度运动等一概不知。

    20世纪中叶,科学家们曾利用原子炉和加速器成功制造了人工中微子,但还没有人捕捉到除太阳之外的天然中微子。若能查明中宇宙里中微子的真实面?#29627;?#23601;能极大丰富扩展人们对宇宙整体环境、星体的诞生和演化这一类信息。毫不夸?#35834;?#35828;,中微子蕴含了理解宇宙的可能

    宇宙中产生中微子等粒子的示意图 | sciscomedia.co.uk

    虽然中微?#26377;?#36394;不定,但也不是完全无迹可寻。中微子可以在极其纯净的水里和电子碰?#29627;?#21457;出一种叫做“?#26032;?#31185;夫光”的信号。如果能捕捉到这种信号,就能进一步反推出中微子的信息。

    而为了探测“?#26032;?#31185;夫光?#20445;?#38656;要有两个基本条件:

    首先,要有足够多纯净的水,越多越好,这样才能提高中微子碰撞的概率;

    另外,要提高探测器的精密度,力争最微小的信号也可以检测到。

    为了构建一个这样的探测器,小柴来到了神冈。

    神?#34164;?#27979;器

    选择在神冈,一是因为原本这里有个地下矿坑,废弃了,容易改建;另一个也是因为这里的地下水质优?#36857;?#26434;?#24335;?#23569;。

    即便如?#32781;?#36807;滤得到纯水仍是极为艰难的工作。小柴特意组织了专?#35834;?#30740;究小组来进行这一工作。最终,神?#34164;?#27979;器用的水,透明?#21364;?#21040;了60米,几乎是世界上最干净的水。

    神?#34164;?#27979;器内部 | universetoday.com

    然而,神?#34164;?#27979;器有一个先天缺陷,就是矿坑体积有限,至多装入3000吨的水。而同时期,神?#34164;?#27979;器的主要竞争者,在美国的麻省理工学?#28023;∕IT)。美国探测器的储水?#20426;?000吨。

    既然无法提高水量,那就想办法提升探测器的精度吧。

    探测器的核心?#32771;?#21483;做光电?#23545;?#31649;,其外形有点像老式的灯泡。把几千个这种光电?#23545;?#31649;密集排布在水池的周围,以尽可能接受来自中微子的信号。

    当时,世界最大的光电?#23545;?#31649;直径20厘米,MIT用的12.5厘米。小柴推算了一下,若要对抗MIT,神?#34164;?#27979;器的光电?#23545;?#31649;,需要达到的直径是—— 50厘米。

    科学家也要当强盗

    小柴找来了当时光电?#23545;?#31649;的厂商——?#26680;?#20809;学株式会社。

    这家企业是世界顶级的光学设备生产商。小柴把会社的社长昼马辉夫请了过来。昼马此时还没意识到,?#21364;?#33258;己的会是什么。

    小柴开门见山,说要把光电?#23545;?#31649;的尺寸从12.5厘米提高到50厘米。

    昼马立刻摇头:困难太大!50厘米的?#23545;?#31649;是无法用机器制造的,只能手工制作。而且原本材料选择、器件设计要全部推翻重来。

    小柴提议可以提供研究人员参与开发,但昼马还是极其为难,毕竟这事以前没人做成过。

    他们争论了3个小时后,小柴使出了最后的手段

    “我说,社长的生日是1926年9月20日吧,我们是同一年生人,不过,我早你一天出生。所以我就是你大哥!对年长者说的话,要老老实?#26723;?#21548;呦”

    昼马社长一愣,估计心里都蒙圈了,只好说道:“那就试试看吧”。

    一年后,直径50厘米的光电?#23545;?#31649;生产了出来,精度在原有基础上提高了10倍。按小柴自己的话说:“哪怕月亮上有一束手电的光向地球射来,它都能捕捉到。[1]

    光电?#23545;?#31649; | OFweek.com

    唯一的缺点就是,一个要30万日元。

    小柴可是要几千个的,这成本他可受不了。于是他?#32456;?#21040;昼马,厚着脸说:“我们支援了你们两名?#21028;?#30340;研究人员呢,他们应该抵消一部分开发经?#36873;?#35831;按成本价给我们吧”。

    如果咱们往上回翻,会发现派遣研究人员,这事可是小柴自己提的。

    不管怎样,经过各种软磨硬泡,昼马只能答应按每个13万日元的成本价卖给小柴。

    当年,昼马的厂子出现了3个亿赤字。

    不过,随着神?#34164;?#27979;器取得了一系列重大突破,一举奠定了?#26680;?#20809;学株式会社的好名声,也算打消了昼马的牢骚

    爆炸新闻

    1987年,小柴的实验室生活走向了尾声。作为国立大学教授,他的任期只到这年3月底。接班人?#24049;苡判悖?#22269;际合作也顺利进?#26657;?#25353;说一切?#24049;?#22914;愿。

    这份风平浪?#27493;?#26463;于2月25日。当天,一份传真低到了小柴手上,是来自美国的合作者,内容就两句:“惊人的消息!你们看到了吗!”

    第二天,理论学家们发布了“超新星爆炸”的大新闻。

    理论上,在整个银河系,每1000年,才会发生10次左右的超新星爆炸。上一次的记录还是1604年。

    更为重要的是,随着超新星的爆炸,会伴随着巨大能量的?#22836;牛?#32780;产生大量中微子。

    但小柴并没有特别激动。因为超新星爆炸有两种,?#30452;?#26159;I型和II型:I型是巨大星体晚年产生核聚变,II型是星体核聚变产生铁,铁?#36153;?#36807;多产生重力衰变而生成中?#26377;恰?#21482;有II型的超新星才能能?#36824;?#27979;到中微子。

    区?#30452;?#27425;是哪种类型,神?#34164;?#27979;器可以做到

    当时小柴正在伊豆旅?#26657;?#34429;然对数据的期待相当强烈,但他没有取消已经预定好的温泉。

    要稳

    几天之后,小柴返回实验室,助手见面的第一句就是:“老师,有了!”神?#34164;?#27979;器,在2月23日下午4点35分,检测到了11个中微子信号!

    但小柴却不太高?#32781;?#22240;为在法国蒙布兰的一组研究人员,报?#28010;?#21457;现了5个中微子,并且比他们提前公之于众。

    可事情有些不对劲,因为这些?#20998;?#20154;的观测时间,比神冈的结果提前了4个小时。

    小柴决定:“如果慌?#35834;?#25552;出我们的结论,肯定会陷入哪一个是真正中微子的争论,不能马虎!”

    此时,需要镇定。

    小柴的目标要让人们把蒙布兰数据和神冈的比较时,谁都一眼就能看到神冈是正确的!

    首先,小柴对全组人员下达了禁口令,在最终报告完成之前,任何人不可传播流言蜚语。甚至一位要好的记者打来电话,试?#21483;?#22320;询问,小柴只是回复:“不要瞎猜”。

    随后,全组人员马不停蹄排查了各种可能性与细节,终于确定了没有问题。此时,已经滞后了一个星期了。在只有第一、没有第二的科研界,可想而知,这一星期里,小柴的组员都经历了什么。

    但小柴还是再仔细检查了一遍论文,最终才发表了它。

    当然,神冈赢了。蒙布兰修正了他们的报告,同意了神冈所确认的信号时间。至?#32781;?#23567;柴终于?#20005;?#24471;紧紧的领带结,松了下来。此时,离他退休只有20天

    神?#34164;?#27979;器检测到的中微子脉冲串[1]。

    尾声

    2002年,由于对中微子的研究,小柴昌俊获得了?#24403;?#23572;物理学奖。

    颁奖后的记者招待会上,小柴特地?#38057;?#20102;自己大学那张倒数第一的成绩单,引得现场众人大笑。

    所以,朋友,如果你现在是倒数第一,不要悲?#32781;?#19981;要放弃,努努力,你也能创造出比分数更有价值的东西。

    作者:圆的方块

    编辑:Yuki

    排版:大庆

    参考文献

    [1]我不是好学生-?#24403;?#23572;奖获得者小柴昌俊的传奇人生,科学出版社,2008。

    本文首发于我是科学家iScientist

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