他發現宇宙第6夸克 轉念就推動癌症治療革命 高能物理學奇才 葉恭平

在你腦中,高能物理學家是什麼模樣?葉恭平,發現第6夸克、改變運算生態、發明遠程視訊控制;不凡的成就,是他口中「一路都有最好的機會」堆疊而來的。

文/劉軒彤

頂著一頭愛因斯坦髮型,身穿雅痞花襯衫,葉恭平一現身就讓人印象深刻。琢磨他那不凡的跨維度經歷:發現宇宙基本粒子「頂夸克」、改變運算生態,就連日本名校沖繩科學技術大學院,也是他提議並參與創辦。再看一眼那鮮明的造形,突然間,與天才博士的形象就融合了。

根據《財訊》雙週刊報導,73歲的葉恭平是國際知名的高能物理學家,玩粒子加速器到現在,剛好50年。退休後,藉由他的科學地位與專長,到各國推廣善用直線加速器解決能源、癌症兩大人類的挑戰。

國小就將高中數學當娛樂

葉恭平兒時就有「算數大王」稱號,小學就把哥哥就讀師大附中的數學題目當娛樂。「我除了數學,其他科目都只是剛好及格,高中聯考一定考不好,所以我向爸媽要求出國念書,整整吵3年。」葉恭平初中念的是北一女新聯分校,父親是茶葉商,家境不錯,但是父母沒答應他。直到初三快結束前,「有一天我媽突然和我說,你爸說你可以去了,我們已經幫你準備好護照。」兩個星期後,葉恭平1個人飛到日本沖繩念小小的天主教學校,因為爸爸的茶葉有外銷到沖繩。

毫無準備下離開台灣,葉恭平英文、日文都不會,但一進到國際學校還被要求選修日文、英文以外的第2外國語,「我只好修西班牙語。我用不會的英文學西班牙語,有時候考試題目都分不清是英文還是西班牙文。」往事付諸一笑;所幸皇天不負苦心人,4年內,他考進美國麻省理工學院(MIT)。

「我當時是MIT有史以來英文分數最低的,但數學與物理是滿分。」葉恭平的天分被MIT看中,但在滿是精英的頂尖學府中,他只是最下面的一個。「第1年有3個選擇:退學、自殺、往前走。真的,當時第1年很困難!」可是,人生就是如此奇妙;現在的葉恭平回頭看,輕舟已過萬重山,曾經的波瀾,都變成人生幸運的好風景。

《財訊》雙週刊指出,在MIT,葉恭平開始接觸高能物理。1972年,一位恩師叫他去實驗室玩粒子,甚至暑假也給薪;第2年暑假老師問他要做什麼?他回答:「如果我可以到另一個實驗室做類似的東西,可能更好。」於是老師介紹他到史丹福直線加速器研究中心。

頂尖實習環境開啟研究之路

「那個加速器長3公里耶,是當時世界上最好的。」由於史丹福直線加速器研究中心暑期只聘研究生,恩師還自掏腰包付薪水,讓葉恭平能到頂尖研究中心學習。沒想到暑假過後,史丹福驚訝於他的天賦,第3年主動給薪繼續實習。也就是這段1973~1974年間的頂尖加速器經驗,開啟葉恭平成為高能物理學家的路。

1975年葉恭平的大學論文指導老師傅利曼(JI. Friedman),是1990年諾貝爾獎得主,而傅利曼也是「原子能之父」恩里科.費米的最後學生。葉恭平拿到博士學位後,1984年正式加入隸屬於美國能源部的「費米國立加速器實驗室」,也是全球頂尖的高能物理研究聖地。

直到退休,葉恭平在費米實驗室待了30年,而他沒有浪費特殊的機遇,在這段期間,成就了3件人生中最不平凡的大事。

1995年,費米實驗室宣布發現宇宙第6種夸克「頂夸克」,葉恭平就是最早的發現者。他解釋,人類100年來發現整個宇宙差不多20個最基本的粒子,其中包括6種夸克。

葉恭平順便幫大家科普,夸克的大小小於10的負17次方公分,而頂夸克的生命是10的負24次方秒。「我們在粒子對撞機撞1兆次只能看到1個頂夸克,而它的生命又那麼短;用當時的加速器和偵查器每秒撞100萬次,1年也只看到30秒。」不行!葉恭平心想,至少要改良1000倍才行,但是1個計算就要500萬美元,總不能花幾十億、幾百億美元買超級電腦吧!

就是這一個念想之間,讓葉恭平在1997年又開始了大膽的嘗試。當時費米實驗室用工作站電腦負責運算,葉恭平提出改用免費軟體串連個人電腦進行平行運算。在那個年代,這算是空前的革命,很多計算機工程專家不認同,葉恭平硬是集結一組團隊,使用Linux系統將眾多個人電腦連線運算,結果證實比原有工作站電腦效能高,成本更便宜。當時的媒體報導,費米實驗室主導世界運算方式的改變,正是因為葉恭平的介入才得以起飛。

改變全球電腦運算方式

這當中還有一個不為人知的小故事。在葉恭平與團隊成功使用Linux系統組合超級電腦後,提供Linux販售與技術服務的紅帽公司老闆向葉恭平取經。「我說你公司太小了,必須找英特爾或IBM去談;因為一旦費米實驗室採用Linux做平行運算,全世界有兩百個大學會跟進,所以我給他兩百個大學的名單。」後來的故事,科技界都知道,紅帽果真很快壯大並吸引巨頭投資,2018年還被IBM以340億美元現金收購。

《財訊》雙週刊指出,葉恭平在第6夸克與超級電腦的貢獻,讓日本政府注意到了這位曾在沖繩念過4年書的物理學家,請他協助日本發展科學。葉恭平聽聞後,馬上提議在沖繩蓋1個類似MIT的大學,而日本政府也接受建議開始進行。葉恭平隨後得到費米實驗室和MIT的指導老師幫忙,2003年的一場籌備會議中,「坐在我旁邊就有8位諾貝爾獎得主」。

2011年沖繩科學技術大學院(OIST)開學了,這是日本經過特殊立法與每年撥款3億美元成立的精英大學院,每年只收50位博士生。據說先前召聘10位教授,來了1500位爭取。身為該校創辦人之一,沖繩縣長還給了葉恭平「沖繩親善大使」的名譽。

12年前,葉恭平從費米實驗室退休了。他一直記得媽媽與他之間的一段對話,那是發現頂夸克後,媽媽問:「你們這個頂夸克什麼時候用得到?」葉恭平回說可能1、2千年內用不到。沒想到葉媽媽直言:「那你就是全世界最沒用的人。」葉恭平坦言媽媽給他的刺激,對他後來行事有很大的影響,「我要證明我是有用的人,所以我只做沒有人能做的事;若其他人能做,就不需要我了。」

葉恭平認為,人類下一個挑戰是世界能源問題與打擊癌症,而先進的加速器能提供解方。美國能源部也曾提到加速器可應用於腫瘤治療、新能源釷發電、核廢料處理的觀點。「我必須做,因為我的經驗太好了。」因此,退休後他個人在全世界盡力推廣。

但很快的,他發現個人力量有限,便成立了葉恭平基金會。葉恭平表示,癌症粒子加速器治療漸漸盛行,他從高能物理原則的角度,認為利用直線加速器的硼中子治療會是未來的顯學。

落實科學推動硼中子治療

推廣多年後,2022年,葉恭平在美國成立IPT公司,並擔任主席科學家,準備直線加速器硼中子治療的商業化。他說,2023年6月他去加州羅馬.琳達大學(Loma Linda University)演講,今年2月該校就宣布已經募款1億美元,將在新的建物建置硼中子治療中心。由於羅馬.琳達大學就是1990年在醫院建置質子治療的全球領先者,當年這台質子加速器也是費米實驗室做的。葉恭平認為,只要美國開路,硼中子治療很快就會擴散。

今年9月底葉恭平短暫停留台灣,10月初又飛到日本參加國際科學會議,和一群重要人士與專家討論如何用科技幫助世界。然而,改變世界能源與核廢料議題何其複雜,葉恭平說,他花了幾年做改變世界能源的事,「因為我有那麼好的經驗與機會,所以我感謝。如果我不做就沒人做,所以我必須做。就這樣而已,很簡單」。

《財訊》採訪末了,詢問葉恭平在平時都做什麼消遣?他說喜歡欣賞古典音樂,尤其想轉換心情時,必聽貝多芬,「貝多芬的音樂總提醒我,欸,該做些事情了!」抬頭再看一眼葉恭平那醒目的頭髮與襯衫;這回,天才博士又與古典浪漫的樂章融為一體了。…(本文出自《財訊》雙週刊724期)

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