欧文·张伯伦

1953 年秋天，张伯伦在布鲁克海文过完暑假回到伯克利，开始琢磨怎样找反质子。那前后他听说了一个赌局：哈特兰·斯奈德与莫里斯·戈德哈伯打赌，戈德哈伯押了一大笔钱——也许是 500 美元，当时看来是笔巨款——赌反质子不存在。

我很尊敬戈德哈伯这位物理学家。我猜他打赌时有点喝多了，可就算喝多了，他也是个好物理学家。连他这种分量的人都觉得反质子可能不存在，这就是一记真正的鞭策。我想就在那一刻，我决定了：天哪，这就是我要做的事。

两年后，他和同事在伯克利的 Bevatron 上把反质子一个一个数了出来。

医生的儿子

张伯伦 1920 年生在旧金山，父亲是斯坦福大学医院的放射科医生，对物理很有兴趣。十岁那年全家搬到费城。据他自己回忆，读中学时历史、英语作业常要做两三个小时，物理、化学十分钟就写完。

真正把他引进物理的是哥伦比亚大学的物理学家昆比。昆比爱给这个少年出难题，有一道是：一对正负电子顺着真空管往下掉，被引力加速后湮灭成一个光子；光子沿管子飞回顶端，能量比原来多出一截，又变回一对正负电子——这台永动机错在哪里？张伯伦答出来了：光子往上飞要付出引力红移。他后来说，物理就是「问题与谜题」。

1941 年他从达特茅斯学院毕业。据他说那里的物理教得「太古典」，老师们认为量子论大概只是碰巧预言对了几件事。

战争与塞格雷

那年秋天他到伯克利读研究生，系主任伯奇让他直接去上奥本海默的量子力学课，他后来说那是学生时代最受折磨的经历之一。他也上了塞格雷的光学课。塞格雷在自传里记得这个学生：「他以挑讲课里的毛病为乐，提出的异议总是很有礼貌，常常说得在理，显出一副挑剔而警觉的头脑。」

珍珠港事件后，劳伦斯招人支援战争，张伯伦被派去帮塞格雷用 60 英寸回旋加速器研究自发裂变，不到一年就退掉了所有课程。据塞格雷自传，他有一次失手打翻了一瓶强放射性的钠-24 溶液，受到相当剂量的照射，血象变化到需要休假。据张伯伦回忆，那批溶液用的重水几乎是全美国的库存。

1943 年，他随塞格雷小组去了洛斯阿拉莫斯，测量铀与钚的自发裂变率。小组发现反应堆产的钚自发裂变太频繁，枪式钚弹因此作废，实验室转攻内爆式。1945 年 7 月 16 日，他在阿拉莫戈多的掩体里看着第一颗原子弹炸响。

他起初全心支持造原子弹，认为我们不造别人也会造。但战争这么快就结束，让他意识到军事上发生了一场普通读者还没看懂的革命。几个月后，他就在新成立的原子科学家联合会里活动，目标是防止下一场核战争。

费米的学生

战后塞格雷劝他去芝加哥跟费米读博士。1946 年他到了芝加哥，同学里有杨振宁、李政道、斯坦伯格、杰弗里·丘、戈德伯格。他原想读理论，很快转做实验，博士论文是慢中子在液体中的衍射。

他把费米与塞格雷并列为对自己影响最大的两位老师，风格却正好相反：费米似乎什么都懂，能把几乎所有问题归到七八个基本概念上，绕开难点时让人觉得难点根本不存在，要等你自己去重复他的步骤，才会掉进他早知道怎么躲的陷阱；塞格雷则总是自己先掉进陷阱，看他怎么爬出来最有教益。

1948 年，哈佛、伯克利都给了他职位，哥伦比亚的拉比也在拉他。他听了费米的建议回到伯克利，从讲师做起，一待就是 41 年。第二年，加州大学董事会要求教员签一份特别的反共忠诚誓词。张伯伦没签那份誓词，只寄去一份经过公证的普通公职誓词，外加一封信，声明自己不是共产党员、没有任何与大学职责冲突的承诺——内容都说到了，只是不宣那份他认为不妥的誓。

反质子实验

回到伯克利后，他与维甘德、塞格雷组成研究组，在 184 英寸同步回旋加速器上做质子-质子散射，后来又有伊普西兰蒂斯带来的极化质子三散射实验。1954 年，Bevatron 即将建成，找反质子成了伯克利好几个组的头号目标。

据他当时的研究生施泰纳回忆，张伯伦是这个实验的思想领袖，维甘德是技术核心，塞格雷凭眼光与经验把关，伊普西兰蒂斯是推着轮子转的发动机。张伯伦自己说：「这个主意本来就摆在那里，谁都可以拿去捣鼓。我抓住它跑了起来——当然是和维甘德一起，我们俩下了很大功夫。」

办法是同时量动量与速度。磁铁与四极透镜只放动量 1.19 GeV/$c$ 的负粒子通过；速度则用两种独立的办法测：一是两个闪烁计数器之间 12 米的飞行时间，二是切连科夫计数器。反质子的难处在于它太少，束流里约四万多个 π 介子才夹着一个，而两个 π 介子恰好前后相隔 11 纳秒经过，就能冒充一个反质子。所以再加一道：一只只对特定速度发光的石英切连科夫计数器，组里戏称「泡菜桶」，是张伯伦构想、与维甘德一起造的；另一只氟碳液体计数器对一切太快的粒子报警。

据施泰纳回忆，这个速度选择计数器的思路，是塞格雷从东部一次会议上听了林登鲍姆的报告回来，在黑板上画给张伯伦看的；张伯伦后来发现原理与林登鲍姆的计数器完全相同，林登鲍姆听说后只说了句「很好，祝好运」。

1955 年 9 月下旬，第一批反质子出现了。起初他们几乎错过：装置无意中调到了一个略偏离质子的质量，是反转磁场改找正质子、发现几乎找不到，才查出了对准错误。到 10 月 19 日论文定稿，他们已数到六十个反质子。1959 年，他与塞格雷共获诺贝尔物理学奖。诺贝尔演讲里，他特别提到维甘德「对我们的成就绝对不可或缺」，也提到皮乔尼在四极透镜上的建议。

极化靶

反质子之后，张伯伦想自己开一条路。1959 年在哈佛讲学时，同事威尔逊提到一个传闻：也许能造出极化质子靶，让靶里的质子自旋大多朝同一个方向。背后的技术是动态核极化，法国萨克雷的阿布拉加姆与伯克利的杰弗里斯各自独立发展了它。

1960 年回到伯克利，他就与杰弗里斯等人一头扎了进去。最早的靶只有几厘米大，自由质子约占 3%，极化度约 20%；几年后，极化靶已在世界各地的粒子物理实验室遍地开花。他的组用极化靶研究 π 介子-核子散射的共振结构、测超子的自旋宇称、在电子-质子散射里检验时间反演对称性。这条线他做了二十多年。

教书与良心

张伯伦的办公室以杂乱出名：文件夹、论文、期刊堆满每一寸桌面与地板，黑板只好挪到走廊上。可他伸手进哪一堆，总能抽出要找的那份。他几乎教遍了伯克利物理系的每一门课，学生敲门叫「张伯伦教授」，话还没说完就被他打断：「叫我欧文。」

他把越来越多的精力投向物理之外。他是犁铧基金会（Ploughshares Fund）的创办人与领导者之一，这个基金会以废除核武器为目标；他公开抗议越南战争，声援苏联异见科学家萨哈罗夫、奥尔洛夫、夏兰斯基，支持 60 年代的言论自由运动与农场工人争取更好的劳动条件；他还与数学家亨金合办了一个奖学金项目，让家境困难的优秀高中生能读上加州大学。

晚年他患上帕金森病，身体一年年衰弱，仍由妻子陪着去听物理系每周的学术报告，直到去世前几周。2006 年 2 月 28 日，他在伯克利家中去世，终年 85 岁。