诺贝尔奖获得者、美籍著名物理学家丁肇中博士日前（1991年11月上旬）在上海第二工业大学向该校师生作了有关本世纪来实验高能物理研究进展的报告，以下是根据报告录音整理的文字材料。整理材料如与报告内容有误，概由整理者负责。
我很高兴到这儿来，和大家见面。我想借这个机会向大家很简要地介绍一下我所做的工作。我所做的工作和刘永龄先生（香港亿利达公司董事长）的工作既有相同的一面，又有相对的一面。相同的是我所做的实验高能物理在本世纪有很重要的发现。物理学的发现在本世纪初重要的有X光，X光是1890年前后发现的，30年后就慢慢用在医学、工业上；20年代初期物理学上的发现是原子物理。原子物理现在用在电子学上，超导上，用在通讯设备上；40年代高能物理的发现是原子能。最初发现时没有人想到原子能可用在能源上。所以做我们这一行的，虽是做基础研究，可是往往基础研究的重要发现一旦被应用时，就可以改变整个人类的生活，这是我和刘先生工作相似的一面。不相似的是，刘先生的工作是以赚钱为目的，而我所做的工作则是很花钱的工作，我所做的工作就是寻找宇宙间最基本、最简单的结构。寻找这种宇宙间最基本结构的努力在任何社会都有。在中国古代，中国人研究最简单结构和西方一样。中国人中有人认为，宇宙间最简单的结构是粒子，是可分开的；有的人认为是连续性的，不可分开的，粒子观念起来，最简单的是阴和阳，有了阴和阳后就有了八卦。连续性的观念在公元前600年左右，老子认为宇宙中最基本的东西是永远不可分的，也就是说你永远不可能找到宇宙间最基本的东西。西方国家中也同样有类似的看法。几千年前，希腊人认为，土地、空气、水、火是最简单的东西，然后又加上硫磺、盐和水银。到了1640年，人们慢慢知道宇宙间有不同的化学元素。上个世纪末期，所有科学家都认为，宇宙间最基本的物质是化学元素，没有比化学元素更简单的东西了，大家认为现在所有的东西都知道了。直到这个世纪初，电子、质子被发现了，发现了质子、电子后，把人类整个物理观念都改变了，认为宇宙间最简单的东西不是几百种化学元素，而是两个东两：质子、电子。到了30年代，正电子、中子、许多不同的最小的粒子都发现了；到了60年代，我们就认为宇宙间最小的东西是所谓的基本粒子，宇宙间有几百种基本粒子；在70年代，经过很多实验，其中包括我的一些实验，现在人们又改变了基本观念，认为宇宙间最基本的东西是夸克（中文叫层子），还有轻子（lipton）。现在我们认为，宇宙是由点粒子组成的，所谓点粒子就是一种没有半径的基本粒子，有夸克、有轻子、有电子、有宇宙线电子（又称重电子，比通常电子重200倍），还有超轻子（比通常电子质量重4000倍），还有同类粒子称作中微子。所以现在可以说，宇宙是由很简单的东西，是由夸克（已知有5种）、轻子（已知有3种）组成的。如此就可以提出以下问题，即一、宇宙间到底有多少种夸克？为什么只有5种，有没有第6种、第7种？夸克到底有多大？在实验上如不测量就永远不知道。第二个问题是夸克究竟能不能分开，再分成更小的东西？同样的问题是电子到底有几种？除了宇宙线中间的电子，除了正电子以外，有没有更多的电子？到底电子有多大？我们天天都在用电，想想真是很奇怪，到底电子能不能分成更小的东西。还有一个问题也是我现在所研究的比较重要的问题，即质量问题，为什么不同的东西有不同的质量，对这些问题作出解释要用到加速器。（说到这里、丁教授拿着一张卫星拍摄的加速器图作了介绍，这台加速器位于瑞士和法国之间，周长27公里，在地底下50公尺左右。）所有的物理的东西看起来是很复杂的，最主要的是要掌握基本原理，基本原理是非常简单的。对加速器的原理，可以假设有1千亿电子伏的正电子和1千亿电子伏的负电子让它们对撞。可以这样设想一下，譬如把整个南京市的电放到加速器上，让电子（约10亿个正电子）向左转，同时把另一个相当于南京市城市的负电子加到加速器上，令它向右转。然后在10亿分之1秒内让它们对撞，对撞后产生很高的能量、很高的温度（约为4千亿个太阳表面的温度，太阳表面温度约为6000°C），通常原子武器爆炸是6000°C，等于4千亿个原子武器爆炸。假如我们认为宇宙在大爆炸以前没有时间、空间，时间、空间是因大爆炸而成，那我们就在实验室里制造宇宙在瞬间开始时的情况，了解宇宙将爆炸时最简单的物质是什么？有没有比电子更小的东西？什么东西最小？力源是什么？这就是我做实验的目标。
我们现在使用的这台加速器周长27公里，4个点对撞，造价20亿美元，用了10年时间建成。现在有来自世界各国近2000名科学家在这里工作，我参加了其中一部分工作。正、负电子对撞时，各种不同的仪器用于测量对撞时产生的很多东西并加以分辨。整个设备看起来十分复杂，但基本原理也是十分简单的。仪器基本上分好几层，最简单的一层是测量基本粒子寿命是多少；第二层测量产生的电子和光子；第三层测量别的不同的基本粒子，再上一层测量电子，即分层测量不同的粒子。这个实验室是第一次由欧洲、美国、苏联、中国大规模合作，美国有12个大学、150位科学家参加；原先的苏联的原子能研究所、苏联科学院；中国有北京、合肥、上海的硅酸盐研究所；瑞士全国所有的大学、法国、意大利、西班牙、德国、印度、匈牙利、保加利亚等。最初有580位科学家一起工作，最近由于世界政治局势的变化，原子武器的研制已不如前了，所以美国的3个重要核武器国家实验室也参加了我们的工作。测量光子和电子是在上海做的，上海做了很好的晶体BGO，这种晶体的重量和铁一样，光学性质和金刚钻一样，这一晶体的产量在我们没有做实验前全世界只有几公斤一年，我们需要12吨。现在我们已经工作了一年了，这台加速器通常每天24小时工作，每天三班，一班有10位物理学家操纵，日夜不停地工作，没有办法停下来，因为停下来后很不容易再启动工作。1万台微处理机在控制它的运行，中间任何一环都不能出差错。
一年多时间的工作，现在得到下列结果：1. 宇宙中间只有三种电子，即μ子、电子、超子，只有这三种、没有其他的电子；2. 电子、μ子和超子的半径小于10-17，非常小。1964年我刚开始工作时，做的第一个实验就是寻找电子的半径，当时测得电子半径小于10-14，25年后测得小于10-17；第三个结果是试图解释有没有不自旋的电子。通常的基本粒子很容易和别的粒子结合，产生新的粒子，但电子从来不和其他粒子结合，例如不和光子，其他的电子结合，电子永远是独自存在，不和别的粒子结合。再一个结果就是最小的东西——夸克有多大，其半径也小于10-17。
目前这一实验仍在继续，有些问题的解释看来还要过10年。但到底会有什么结果，大家可以从这张图中作出推测，这张图是讲过去50年里人类对物理学的重要发现。在1962年，美国建造了当时最大的加速器ATA，目的是寻找π粒子和质子对撞的结果，可发现的是两种中微子和第四种夸克，也就是说最终的发现与原定目标毫无关连；70年代美国又建造了7公里长的加速器，当时的目标是研究中微子，结果发现了第5种夸克；80年代德国的对撞机迈克尔本意在寻找第6种夸克，但却找到了胶子。如此看来，过去50年里，做加速器时的发现与原来的目标不一定相符。我们做物理的最后发现什么很难说，最终会发现什么，我们做物理的无法推测。
（江世亮整理）