在我們之前，測量初級宇宙線（氦，碳、氧）的結果沒有一個清楚的規(guī)律。但我們的結果非常奇怪，AMS初級宇宙線的測量結果是，氦、碳、氧隨著剛度的增加發(fā)生完全相同的變化。氦測了9000萬個數(shù)據(jù)，碳840萬個數(shù)據(jù)，氧700萬個數(shù)據(jù)，量是很大的。

同時有一個現(xiàn)象，在2000億伏以后，氦，碳、氧以完全相同的方式上升，這是出乎意料的結果。沒有任何一個結果和以前的結果是一樣的，沒有任何一個結果和理論推測是一樣的。用中國話說，叫“天下大亂”了。

除了初級宇宙線以外，還有次級宇宙線(鋰，鈹，硼…)。次級宇宙線是由初級宇宙線和星際物質碰撞產(chǎn)生的，所以次級宇宙線提供了宇宙線傳播過程和星際物質的特性。鋰測了190萬個數(shù)據(jù)，鈹90萬個數(shù)據(jù)，硼260萬個數(shù)據(jù)。次級宇宙線（鋰、鈹和硼）隨著剛度具有相同的行為，但他們在2000億伏以后慢慢改變方向。次級宇宙線和初級宇宙線隨剛度發(fā)生不同的變化，這是想象不到的結果。

“碳－氮－氧循環(huán)”是恒星能量的來源，是1939年Bethe提出來的，因此在1967年拿到諾貝爾獎。

“It is shown that the most important source of energy in ordinary stars is the reactions of carbon and nitrogen with protons. These reactions form a cycle in which the original nucleus is reproduced … “

他獲得諾貝爾獎時，實驗在太陽系中測量了碳、氮、氧比例的聯(lián)系。我們測量了銀河戲中的比例。在太陽系內(nèi)氮／氧＝0.17，在銀河系中氮／氧＝0.09；太陽系內(nèi)碳／氧＝0.54，銀河系內(nèi)碳／氧＝0.90。

在宇宙中除了原子外還有上百種帶電的基本粒子。只有電子、質子、正電子和反質子具有無限長的壽命,能夠在宇宙中一直穿行，直到被AMS接收為止。根據(jù)測量，隨著能量的增加，質子和反質子的能譜具有相同的行為。如果大家認為如果認為反質子是質子碰撞的產(chǎn)物，就很難想象這種結果。

最出乎意料的是：正電子、反質子和質子的能譜是一樣的，但是反質子和質子的質量比正電子的質量大2000倍。這和地面上的經(jīng)驗完全不同。電子的能譜則是完全不一樣的。4月15號，我在西班牙組織了一個國際會議，邀請了世界上最有名的的科學家來討論，到現(xiàn)在為止還沒有人能解釋。

美國物理學會過去10年共發(fā)表了20000篇重要物理結果(PRL)其中52篇最重要的物理結果入選“編輯建議”十周年回顧, 包括：

?  AMS暗物質論文

?  發(fā)現(xiàn)重力波(2017年獲諾貝爾獎）

?  發(fā)現(xiàn)117號元素

能看出，AMS已經(jīng)開始為人類的知識做出重要貢獻。

AMS的另一個目標是尋找由反物質組成的宇宙。如果宇宙起始于大爆炸，大爆炸之前是真空，那么大爆炸之后應該有相同數(shù)量的物質與反物質。過去50年，沒有實驗在太空中精確地尋找到反物質。所以，理論物理學家認為，對稱性是破壞的，對稱性理論是錯誤的，反物質在宇宙中是不存在的。

正因如此，過去50年大家都在找對稱性破壞，卻沒有找到。但AMS找到了一個反氦-4的候選事例。所涉及的（反氦-4的）動量=32.6 ± 2.5 GeV/c，電荷=-2.05±0.05。（現(xiàn)觀測的）所有氦的電荷都是正的，只有它是負的。它的質量=3.81±0.29 GeV/c2，而4He質量=3.73 GeV/c2，質量是一樣的，唯一不同的就是電荷。這表示宇宙中非常非常有可能有反粒子存在。找這種氦是很困難的。每1億個氦數(shù)據(jù)中，只有1個反氦。為了確保數(shù)據(jù)的準確性，現(xiàn)在正在對探測器進行精確的驗證。

我們測量的正電子的結果和暗物質的理論是符合的，但是要完全證明找到暗物質，還需要幾年的時間。宇宙線的各種原子核的能量分布，都與現(xiàn)有的宇宙線理論不符合。AMS推翻了以前所有的理論，帶來了新的知識。

但AMS最重要的結果是，探索到自然界中存在,然而我們卻無法想像的,前所未有的現(xiàn)象。這才叫“向前走”。

我剛拿到物理博士學位的時候是60年代，那時候最新的儀器是美國300億電子伏的質子加速器。根據(jù)專家的意見，（原定目標）是了解原子核力的來源。實際發(fā)現(xiàn)是2種中微子、時間對稱破缺、J粒子；70年代，美國4000億電子伏的質子加速器，原來是想找中微子，實際上發(fā)現(xiàn)了第5種夸克、第6種夸克；

70年代，美國60億電子伏正負電子對撞機，原來的目標是量子電動力學，實際的發(fā)現(xiàn)是部分子、第四種夸克、第三種電子；80年代，德國400億電子伏正負電子對撞機，原來的目標是第6種夸克（實際的發(fā)現(xiàn)是膠子（有中國科學家參與））；2000年，日本地下實驗室，原來的目標是質子壽命（實際的發(fā)現(xiàn)是中微子有質量）；哈伯望遠鏡，原來的目標是銀河探索，最后找到了暗能量。

科學是多數(shù)服從少數(shù)，只有少數(shù)人把多數(shù)人的觀念推翻以后，科學才能向前發(fā)展。因此，專家評審并不是絕對有用的。因為，專家評審是依靠現(xiàn)有的知識，而科學的發(fā)展是推翻現(xiàn)有的知識。所以受到別人的反對是很好的事情。

剛才已經(jīng)說過了，現(xiàn)在再來總結一下山東大學和AMS：

1.  山東大學現(xiàn)在主要工作合作者：美國宇航局、美國麻省理工學院。麻省理工學院現(xiàn)在有大約50位科學家（參與實驗）。

2.  程林教授主要負責熱控制系統(tǒng)的設計，主管AMS整個熱控制系統(tǒng)?？臻g站白天（46.5分鐘）和晚上（46.5分鐘）的溫度變化超過30度。所以，熱控制系統(tǒng)是最主要、最關鍵的儀器，要長期保持AMS儀器的溫度穩(wěn)定在上下起伏小于等于3度。

3.  AMS主要團隊有：

1)    德國亞琛大學、卡爾斯魯厄大學

2)    中國山東大學、航天部、中山大學、東南大學、電工所

3)    意大利佩魯賈大學、羅馬大學、特倫托大學、博洛尼亞大學、比薩大學等

4)    美國宇航局休斯頓航天中心

5)    美國麻省理工學院

6)    臺灣中央研究院、中央大學

7)    中國科學院高能所

8)    瑞士日內(nèi)瓦大學

9)    西歐核子中心

10)    西班牙國家核子物理研究中心CIEMAT

這個實驗對工程上的意義在于建造載人登月、登火星的熱控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。希望山東大學和世界上知名的學校和航天機構繼續(xù)合作，對人類認識宇宙的奧秘繼續(xù)做出重要的貢獻。

這個實驗是由16個國家花了20年的時間建成的。AMS是太空中唯一的磁譜儀，今后幾十年內(nèi)，不可能再有第二個磁譜儀。AMS所有的結果都是獨一無二的，改變了人類對宇宙的認識。

我最后一個體會：自然科學的研究，是具有競爭性的，只有第一，沒有第二。沒有人知道誰是第二個發(fā)現(xiàn)相對論的人。

謝謝大家。

丁肇中

2018.7.6

于山東大學