2023年5月16日，87歲的諾貝爾物理學(xué)獎得主丁肇中在中國科學(xué)院做現(xiàn)代物理背景的報(bào)告時(shí)說了一段話，“實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，理論如果沒有實(shí)驗(yàn)的證明，是沒有意義的，當(dāng)實(shí)驗(yàn)推翻了理論后，才可能創(chuàng)建新的理論。過去400年，我們對物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的了解，大都來自實(shí)驗(yàn)物理?！?/p>

5月21日，諾貝爾獎得主丁肇中先生受邀參加大灣區(qū)科學(xué)論壇開幕式和主論壇做題為《我所經(jīng)歷的現(xiàn)代物理與我的體會》的主題報(bào)告。他在開幕式致辭中指出實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，經(jīng)過400多年的努力，我們對物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本了解，高能物理獲諾貝爾獎的發(fā)現(xiàn)，改變了我們對宇宙的基本認(rèn)知，加速器的發(fā)展對科學(xué)技術(shù)的貢獻(xiàn)及未來發(fā)展具有重要意義?，F(xiàn)在中國和歐洲都在討論下一步建設(shè)100公里周長加速器的計(jì)劃，他認(rèn)為討論非常重要，中國有很多世界一流的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，他們有想象力、有發(fā)展新技術(shù)及領(lǐng)導(dǎo)國際合作的經(jīng)驗(yàn)和能力，他們可以主持最前沿的實(shí)驗(yàn)物理，繼續(xù)為人類知識做出重要貢獻(xiàn)。

現(xiàn)年87歲的丁肇中依然沉浸在科研一線，國際空間站的質(zhì)譜儀AMS一直在收集數(shù)據(jù)，丁肇中幾乎每天都在觀察數(shù)據(jù)，他和團(tuán)隊(duì)成員有個(gè)約定，如果有重要的事情發(fā)生，不管是什么，一定都要在第一時(shí)間告訴他。5月16日這一天恰好是阿爾法磁譜儀（AMS）發(fā)射升空12周年的紀(jì)念日，丁肇中高度贊揚(yáng)了中國科學(xué)家在暗物質(zhì)搜索領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)。2011年5月16日，美國航空航天局“奮進(jìn)號”航天飛機(jī)搭載了AMS-02，從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射升空。

到目前為止，阿爾法質(zhì)譜儀AMS已經(jīng)取得了一批重要成果，發(fā)表了300多篇相關(guān)的研究論文，主要的成果包括：宇宙中的正電子能譜在高能區(qū)有截?cái)?，高能的正電子譜有超出，正電子譜和質(zhì)子譜相似?？梢杂冒滴镔|(zhì)粒子的相互作用給以解釋，過量的高能正電子也可能來源于超新星。AMS測量到的高能正電子的能量分布與暗物質(zhì)理論的預(yù)測相一致。但丁肇中解釋說，絕對不能說找到了暗物質(zhì)，科學(xué)家需要在2千億到2萬億電子伏的能量范圍找到更多的數(shù)據(jù)，以確定暗物質(zhì)的存在。

丁肇中在報(bào)告中提到，未來的AMS將會有升級版，研發(fā)一款大約8平方米的新半導(dǎo)體探測器，通過馬斯克的龍飛船抵達(dá)國際空間站，升級版的AMS計(jì)劃在2027年完成，屆時(shí)將數(shù)據(jù)的接收率提高300%。暗物質(zhì)是最大的宇宙未解之謎之一，也是現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)最熱門的研究對象之一，除了丁肇中的阿爾法質(zhì)譜儀科學(xué)團(tuán)隊(duì)，中國科學(xué)家的“悟空”號暗物質(zhì)探測衛(wèi)星和四川綿屏的地下暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室都處于世界科學(xué)的前沿。

通過人們的肉眼和天文學(xué)家的望遠(yuǎn)鏡看到的物體都是由普通物質(zhì)構(gòu)成的，19世紀(jì)和19世紀(jì)以前的科學(xué)家和哲學(xué)家對物質(zhì)的研究僅限于普通物質(zhì)的范圍，20世紀(jì)的科學(xué)家和哲學(xué)家將物質(zhì)研究的范圍擴(kuò)大到了暗物質(zhì)的領(lǐng)域，未知的暗物質(zhì)至少是已知普通物質(zhì)的6倍以上。人們最熟悉的普通物質(zhì)天體就是恒星和行星。大質(zhì)量的天體分為發(fā)光體和不發(fā)光體兩種，發(fā)光的大質(zhì)量天體稱為恒星，不發(fā)光的大質(zhì)量天佐稱為行星，行星本身不發(fā)光，卻能反射恒星的光線，比如：我們在地球上看到了月球，那是因?yàn)樵虑蚍瓷淞颂柕墓饩€，宇航員在月球上看到了地球，那是因?yàn)榈厍蚍瓷淞颂柕墓饩€。

為何恒星發(fā)光而行星不發(fā)光?20世紀(jì)初，大物理學(xué)家愛因斯坦依據(jù)狹義相對論推出了一個(gè)質(zhì)量和能量的關(guān)系式，幫助天文學(xué)家回答了恒星為何發(fā)光的問題。恒星內(nèi)部的溫度高達(dá)1000萬℃,，處在如此高溫度的物質(zhì)發(fā)生了熱核反應(yīng)，從較輕的原子核聚變成為較重的原子核或從氫原子聚變?yōu)楹ぴ?，在核聚變的過程中損失了一部分質(zhì)量，同時(shí)釋放出巨大的能量。由損失質(zhì)量轉(zhuǎn)化而來的能量以輻射方式向外傳播，從恒星表面發(fā)射到了周圍的太空，長期向外輻射的恒星在太空中閃閃發(fā)光。行星內(nèi)部的溫度遠(yuǎn)低于恒星，它們不能像恒溫一樣釋放出巨大的能量，發(fā)不出燦爛奪目的光芝。行星的質(zhì)量通常要比恒星小得多，即使是太陽系中質(zhì)量最大的木星也不到太陽質(zhì)量的千分之一，從引力收縮得到的能量小，行星的內(nèi)部溫度達(dá)不到發(fā)生熱核反應(yīng)的程度。

新科學(xué)哲學(xué)的等效原理來源于普通物質(zhì)和暗物質(zhì)引力屬性的等效性，普通物質(zhì)或物質(zhì)和暗物質(zhì)的屬性可能千差萬別，但物質(zhì)和暗物質(zhì)的引力屬性沒有任何的差別，兩種形態(tài)的物質(zhì)在引力屬性上遵循科學(xué)哲學(xué)的一致性原理，天文學(xué)家正是通過“暗物質(zhì)”的引力作用發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)的存在。依據(jù)新科學(xué)哲學(xué)等效原理做出了幾項(xiàng)推測，其中的一項(xiàng)推測是暗物質(zhì)和暗能量的轉(zhuǎn)化遵循愛因斯坦的質(zhì)能方程式，但是，理論的推測不等于實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，科學(xué)家迄今既沒有發(fā)現(xiàn)所謂的暗物質(zhì)和暗能量，也沒有找到暗物質(zhì)和暗能量相互轉(zhuǎn)化的證據(jù)。如同物質(zhì)在微觀尺度上由基本粒子組成的一樣，理論物理學(xué)家普遍相信，暗物質(zhì)在微觀尺度上也是由暗物質(zhì)粒子組成的。

暗物質(zhì)是首先在地下實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)的，還是首先在太空實(shí)驗(yàn)站發(fā)現(xiàn)的，甚至是通過歐洲的大型強(qiáng)子對撞機(jī)發(fā)現(xiàn)的？丁肇中和他的科學(xué)團(tuán)隊(duì)是不是發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的第一人和第一支科學(xué)團(tuán)隊(duì)？科學(xué)探索的謎底未見分曉，在不確定的科學(xué)預(yù)見中可以確定一點(diǎn)，第一位發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)或揭開暗物質(zhì)現(xiàn)象謎題的科學(xué)家將毫無爭議地?cái)孬@物理學(xué)的諾貝爾獎。

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