实用文阅读攀登物理高峰寻找J粒子的丁肇中习题及答案

实用文阅读攀登物理高峰寻找J粒子的丁肇中习题及答案

　　攀登物理高峰——寻找J粒子的丁肇中

　　20世纪50年代，丁肇中就对探索新的基本粒子发生了兴趣。前辈科学家们的著作和思想，对丁肇中有巨大的吸引力，他在前人理论的基础上，进一步探索基本粒子的新世界。但是，正在这时，非议和疾病向他袭来。

　　l966年至l970年粒子研究的5年是他科学道路上最为艰苦的5年。他和研究小组的科学家们制定攻克新粒子的实验计划，忙着设计制造仪器设备，进行一次又一次的实验，但所得到的结果却是一次又一次的失败，始终找不到使人欣慰的新粒子。丁肇中陷入困境之中，然而科学研究的责任心鞭策着他不能停步。他和同事们不断地修改实验方案，反复进行实验，经常日夜奋战在仪器旁，实验室成了他们的卧室。就这样，他们艰苦奋战5个春秋，科学实验数据仍然不能令人满意。正当他们的实验处于困境的时刻，学术界对他们发出了种种议论。有的说，丁肇中所设想的寻找新粒子的实验是异想天开，已走到了死胡同啦!

　　1966年至l970年，丁肇中为了在高能物理最厚的地方钻孔，寻找新的基本粒子，弄得精疲力尽，全身无力，他虚脱了，不得不去医院治疗。医生在他的病历表上写着：“因经常劳累患神经衰弱症。”医生看看病历表，按一按他的脉搏，又看看丁肇中无力支撑自己身子的样子，耐心地说：“我劝你最好休息一年。”医生的话晴空霹雳似的向他击来，他顿时感到束手无策。丁肇中叹了一口气，用祈求的口吻说：“大夫，难道没有别的方法吗?”医生斩钉截铁地说：“这是唯一的办法!”

　　医生的决断，无疑对丁肇中是一个沉重的打击。5年的汗水将毁于旦夕，他只好在医院中痛苦地回忆过去，思索着未来。5年来，他领导美国和西德两个实验研究小组，夜以继日的埋头在实验室之中，希望能揭开高能物理的新天地。在这5年里，他受到不少同行的指责，他抛开家庭的天伦之乐，难道这条路走错了吗？他依然有一个信念：“在某一个能量阶层内，一定存在着未被发现的基本粒子。”

　　丁肇中回顾了5年来的物理实验工作，更加坚定地认为，5年的道路方向是正确的，在这条道路上，还需要扫除许多障碍。他下定决心，进一步总结过去5年来的得失，着手修改实验计划。一年来的休假，经过医生的治疗，妻子细心的照顾，丁肇中的体质逐渐恢复过来了。经过冬去春来的考验，他现在精力更加充沛。随着春天的到来，他对未来的事业充满了信心，比以往更加坚定不移，像一颗永恒的星在宇宙中闪光。他说：“我要寻找到宇宙的真相!”

　　丁肇中的研究是从揭示基本粒子的内部结构开始的。尽管在这以前，科学界曾对基本粒子结构提出种种设想，他们都坚持基本粒子是由3个更基本的粒子所组成的。但丁肇中并没有邯郸学步，而是另辟蹊径。他这样提出问题：难道基本粒子只有3个更基本的粒子组成吗?它为什么不会有更多的基本粒子组成呢?

　　研究小组经过长期的观测，l974年8月把能量控制在30～40亿电子伏特时，计数器开始显示出结果了。丁肇中的研究小组对所观测得到的数据进行分析。他们发现一个重大的事实：那就是，在31亿电子伏特附近反应数目急剧增加而形成了一个极端显著的尖锋。丁肇中对这一奇迹般的现象进行分析研究，认定在这个尖锋处有一个新粒子存在。为了慎重起见，丁肇中迟迟不向外公开他们的实验结果，而丁肇中的研究小组的同事一直坚持要尽快地发表他们的实验结果。研究组的陈先生曾对丁肇中博士说：“有一只鸟在手中总比在森林中的两只鸟好。”

　　经过l0年的艰苦奋战，丁肇中领导的研究小组终于在物理学这个皇冠上添加了一颗珍珠。在丁肇中发现新粒子的同时，美国西海岸的伯顿·里希特博士领导的研究组也发现了性能相同的新粒子。二人一同获得1976年诺贝尔物理奖。

　　（节选自鲍振元《丁肇中——跨世纪科学家的典范》，有删节）

　　（1）下列对传记内容的分析和概括，最恰当的两项是：（5分）

　　A．1966年至l970年的5年中，丁肇中和研究小组的科学家们进行一次次实验，虽然一次次失败，始终没有找到使人欣慰的新粒子，但是却为后来获得成功打下了基础。

　　B．在学术界对他的研究发出的种种议论，以及不少同行的指责和谩骂中，丁肇中认为“在某一个能量阶层内，一定存在着未被发现的基本粒子”，是信念支撑他获得了成功。

　　C．由于前辈科学家们的著作和思想对丁肇中产生了巨大的吸引力，他在前人理论的基础上，进一步探索基本粒子的新世界，所以他的研究是有继承性的'。

　　D．科学界都坚持基本粒子是由3个更基本的粒子所组成的，但丁肇中认为基本粒子是由更多的基本粒子组成的，他率先发现J粒子的事实也证明了他的说法。

　　E．本文对丁肇中发现新的粒子的研究过程进行了详细的介绍，尤其是对他因寻找新的基本粒子累病，不得不去医院治疗的描述，表现出了一位伟大的科学家的研究精神。

　　（2）作为科学家，丁肇中具有怎样的研究精神？请概括说明。（6分）

　　（3）丁肇中得病后休假一年，这对他发现新的粒子（J粒子）有怎样的作用？请简要分析。（6分）

　　（4）在认定有新粒子存在的情况下，丁肇中和他的同事想法不同，丁肇中是“迟迟不向外公开他们的实验结果”，而同事“坚持要尽快地发表他们的实验结果”。请任选其中一个观点，结合全文，谈谈你的看法。（8分）

　　参考答案：

　　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勇于创新，具有敢于超越前人，在前人研究的基础上向尖端科学挑战的精神；②坚韧执著，具有不畏困境、不怕一次又一次地失败的奋斗精神；③具有科学研究上的合作精神；④具有严谨务实的精神。（答对三点即可）

　　（3）①回顾以往的研究之路，坚定了继续研究去发现新的粒子的信念；②总结过去5年研究中的得失，修改自己的实验计划，更有利于新的粒子的发现；③通过一年的休假，体质恢复，精力更加充沛，有利于以后发现新粒子的实验研究。

　　（4）观点一：丁肇中迟迟不向外公开他们的实验结果表现了一个科学家严谨认真的态度。

　　①这种做法表现了丁肇中作为科学家的一种严谨的研究精神；②丁肇中的研究另辟蹊径，所以对新的发现要慎重对待；③丁肇中的研究曾经遭受过学术界的议论和同行的指责，所以更要谨慎从事。

　　观点二：丁肇中的同事坚持要尽快地发表他们的实验结果，表现了一种更为现实的态度。

　　①既然新粒子的研究已经获得成果，就应该尽快地发布出来；②掌握一种科学发现的发明权是科学研究中的实实在在的事情，是辛勤研究的回报；③在科学研究中新的发现层出不穷，一旦成功就应该发布，伯顿·里希特博士领导的研究组同时也发现了性能相同的新粒子这一事实也说明应该尽快发表。

　　（观点明确2分；理由充分，论述合理6分）