丁肇中团队发现了暗物质吗？

2023年5月16日，87岁的诺贝尔物理学奖得主丁肇中在中国科学院做现代物理背景的报告时说了一段话，“实验是自然科学的基础，理论如果没有实验的证明，是没有意义的，当实验推翻了理论后，才可能创建新的理论。过去400年，我们对物质基本结构的了解，大都来自实验物理。”

5月21日，诺贝尔奖得主丁肇中先生受邀参加大湾区科学论坛开幕式和主论坛做题为《我所经历的现代物理与我的体会》的主题报告。他在开幕式致辞中指出实验是自然科学的基础，经过400多年的努力，我们对物质基本结构已经基本了解，高能物理获诺贝尔奖的发现，改变了我们对宇宙的基本认知，加速器的发展对科学技术的贡献及未来发展具有重要意义。现在中国和欧洲都在讨论下一步建设100公里周长加速器的计划，他认为讨论非常重要，中国有很多世界一流的实验物理学家，他们有想象力、有发展新技术及领导国际合作的经验和能力，他们可以主持最前沿的实验物理，继续为人类知识做出重要贡献。

现年87岁的丁肇中依然沉浸在科研一线，国际空间站的质谱仪AMS一直在收集数据，丁肇中几乎每天都在观察数据，他和团队成员有个约定，如果有重要的事情发生，不管是什么，一定都要在第一时间告诉他。5月16日这一天恰好是阿尔法磁谱仪（AMS）发射升空12周年的纪念日，丁肇中高度赞扬了中国科学家在暗物质搜索领域的重要贡献。2011年5月16日，美国航空航天局“奋进号”航天飞机搭载了AMS-02，从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。

到目前为止，阿尔法质谱仪AMS已经取得了一批重要成果，发表了300多篇相关的研究论文，主要的成果包括：宇宙中的正电子能谱在高能区有截断，高能的正电子谱有超出，正电子谱和质子谱相似。可以用暗物质粒子的相互作用给以解释，过量的高能正电子也可能来源于超新星。AMS测量到的高能正电子的能量分布与暗物质理论的预测相一致。但丁肇中解释说，绝对不能说找到了暗物质，科学家需要在2千亿到2万亿电子伏的能量范围找到更多的数据，以确定暗物质的存在。

丁肇中在报告中提到，未来的AMS将会有升级版，研发一款大约8平方米的新半导体探测器，通过马斯克的龙飞船抵达国际空间站，升级版的AMS计划在2027年完成，届时将数据的接收率提高300%。暗物质是最大的宇宙未解之谜之一，也是现代物理学和天文学最热门的研究对象之一，除了丁肇中的阿尔法质谱仪科学团队，中国科学家的“悟空”号暗物质探测卫星和四川绵屏的地下暗物质实验室都处于世界科学的前沿。

通过人们的肉眼和天文学家的望远镜看到的物体都是由普通物质构成的，19世纪和19世纪以前的科学家和哲学家对物质的研究仅限于普通物质的范围，20世纪的科学家和哲学家将物质研究的范围扩大到了暗物质的领域，未知的暗物质至少是已知普通物质的6倍以上。人们最熟悉的普通物质天体就是恒星和行星。大质量的天体分为发光体和不发光体两种，发光的大质量天体称为恒星，不发光的大质量天佐称为行星，行星本身不发光，却能反射恒星的光线，比如：我们在地球上看到了月球，那是因为月球反射了太阳的光线，宇航员在月球上看到了地球，那是因为地球反射了太阳的光线。

为何恒星发光而行星不发光?20世纪初，大物理学家爱因斯坦依据狭义相对论推出了一个质量和能量的关系式，帮助天文学家回答了恒星为何发光的问题。恒星内部的温度高达1000万℃,，处在如此高温度的物质发生了热核反应，从较轻的原子核聚变成为较重的原子核或从氢原子聚变为氦原子，在核聚变的过程中损失了一部分质量，同时释放出巨大的能量。由损失质量转化而来的能量以辐射方式向外传播，从恒星表面发射到了周围的太空，长期向外辐射的恒星在太空中闪闪发光。行星内部的温度远低于恒星，它们不能像恒温一样释放出巨大的能量，发不出灿烂夺目的光芝。行星的质量通常要比恒星小得多，即使是太阳系中质量最大的木星也不到太阳质量的千分之一，从引力收缩得到的能量小，行星的内部温度达不到发生热核反应的程度。

新科学哲学的等效原理来源于普通物质和暗物质引力属性的等效性，普通物质或物质和暗物质的属性可能千差万别，但物质和暗物质的引力属性没有任何的差别，两种形态的物质在引力属性上遵循科学哲学的一致性原理，天文学家正是通过“暗物质”的引力作用发现了暗物质的存在。依据新科学哲学等效原理做出了几项推测，其中的一项推测是暗物质和暗能量的转化遵循爱因斯坦的质能方程式，但是，理论的推测不等于实验的证实，科学家迄今既没有发现所谓的暗物质和暗能量，也没有找到暗物质和暗能量相互转化的证据。如同物质在微观尺度上由基本粒子组成的一样，理论物理学家普遍相信，暗物质在微观尺度上也是由暗物质粒子组成的。

暗物质是首先在地下实验室发现的，还是首先在太空实验站发现的，甚至是通过欧洲的大型强子对撞机发现的？丁肇中和他的科学团队是不是发现暗物质的第一人和第一支科学团队？科学探索的谜底未见分晓，在不确定的科学预见中可以确定一点，第一位发现暗物质或揭开暗物质现象谜题的科学家将毫无争议地斩获物理学的诺贝尔奖。

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