信手笔记（三十六）：致敬丁肇中：一项重大发现，撑起中外高能物理多项突破

一、J/ψ粒子发现：两种实验装置催生的重磅成果

1974年，丁肇中教授取得了职业生涯里程碑式的科研突破——发现J/ψ粒子，这一成果的实验基础与后续研究，也奠定了正负电子对撞机在其科研体系中的核心地位。

本次发现的实验装置并非正负电子对撞机，而是美国布鲁克海文国家实验室的质子同步加速器（AGS），实验通过高速质子流轰击静止铍靶完成，属于质子-核固定靶实验。

几乎在同一时间，物理学家里克特在斯坦福直线加速器中心（SLAC）的SPEAR正负电子对撞机上，独立发现了这一全新粒子。由此可见，J/ψ粒子的问世，是两种不同实验装置、两种实验方式共同促成的重大科研成果。

在此之后，丁肇中教授将正负电子对撞机作为核心科研利器，依托该装置持续深耕基本粒子物理领域，取得多项关键突破。

二、依托正负电子对撞机的核心科研突破

（一）1979年：证实胶子存在，夯实粒子物理标准模型

丁肇中教授精准预判了正负电子对撞机的科研优势，其能够营造纯净的实验环境，可高效开展基本相互作用的相关研究，为精准探索微观粒子奠定了基础。

实验装置与地点：1978年至1979年，丁肇中教授带领马克-杰（Mark-J）国际合作组，使用位于德国汉堡的PETRA正负电子对撞机开展实验，该装置是当时全球能量最高的正负电子对撞机之一。

重大科研成果：本次实验首次观测到正负电子对撞产生的三喷注现象，这一现象成为胶子存在的直接实验证据，为粒子物理标准模型的确立提供了关键支撑，是粒子物理领域的标志性突破。

除此之外，丁肇中教授始终倡导升级高能实验装置，曾提出利用27公里长、能量达1000亿电子伏特的加速器，开展大型正负电子对撞实验，持续推动高能物理领域的前沿探索。

（二）助力北京正负电子对撞机落地与升级

丁肇中教授的科研成果与前沿倡议，是中国正负电子对撞机建设与发展的重要推动力，为中国高能物理事业的起步奠定了重要基础。

行业发展背景：欧美发达国家对正负电子对撞机的研发建设起步远早于中国。20世纪60年代，欧美已建成多款高能加速器；70年代美国SPEAR装置、德国PETRA装置，以及80年代日本TRISTAN装置等，陆续产出多项诺贝尔奖级别科研成果，全球高能物理研究进入快速发展阶段。

核心推动作用：1982年，丁肇中教授访华并发表题为《一个未来的实验》的学术报告，详细介绍了依托高能正负电子对撞机探索新粒子的前沿科研规划。其验证胶子存在的重大成果，充分印证了正负电子对撞机的科研价值，坚定了我国自主建设高能对撞机的决心。

装置落地成果：在这一背景下，1988年10月16日，我国首台大科学装置——北京正负电子对撞机（BEPC）成功实现首次对撞，正式建成投用，标志着中国高能物理研究迈入新阶段。

三、丁肇中科研成果的延伸学术价值

丁肇中教授关于J/ψ粒子发现、正负电子对撞实验的系列成果，为笔者提出的“大空间爆炸”理论、反应方程式、双势场等核心学术思想，提供了扎实的实验依据与理论支撑，也是笔者构建宇宙发生学相关模拟实验的重要基础。

基于对正负电子对撞机核心科研价值的深度认知，笔者在全国政协提交专项提案，建议我国打造世界一流的高能正负电子对撞机。该提案获评全国政协优秀提案，有效推动了北京正负电子对撞机升级为世界最高功率级别装置。

四、总结

综合来看，丁肇中教授的系列科研工作，不仅推动了世界粒子物理领域的跨越式发展，更是我国北京正负电子对撞机建设、升级的核心促成因素，为国内高能物理、宇宙学相关研究提供了重要的实验支撑。基于其卓越的科研成就与对中国科研事业的助力，笔者对丁肇中教授始终心怀崇高敬仰。

常州《黄帝内经》当代科学语境解读馆

主持人：金日光

2026年7月4日