反物质真的存在吗？如何证明？ 第1页

虽然问题很蠢，我还是想提醒一个对很多人显而易见但对某些人却始终绕不过弯的问题：

当我们说一个物理实体是否存在时，实际上是说某个描述该实体的理论所预言的该实体的性质，是否符合我们实验上观测到的某个信号。如果一个实验信号完全拥有理论预言的性质，我们就说实验上我们找到了这个物理实体。

尤其对于现代物理，不管是凝聚态还是粒子物理，很多所谓的物理实体早已不是什么“看得见摸得着”的东西了，而是拥有比较抽象的性质的微观现象，它与人类进化出来的“感官”早已不适配，因此人类百万年来发展出的“直觉”也毫无用处，我们只能谈实验信号。

比如2012年发现的Higgs boson，最早达到5个sigma时我们说“发现”了一个新的Higgs-like particle。为什么会有Higgs-like这种说法？按照某些人的简单思路，存在就是存在，不存在就是不存在，找到了就是找到了，没找到就是没找到，“找到一个长得像的”根本就不是一个科学论断。然而这种说法恰恰是最科学的，因为就像上面说的，物理实体是一种实验信号的“构建”，而“构建”需要一个过程，因为理论会预言实体各种不同的性质，这些性质很可能不会是同时发现的。我们先发现“存在一个新粒子”，这在实验信号里是“超过5个sigma的共振峰”这样的性质；接着我们在累积数据的过程中，逐渐确认这个新粒子的自旋、宇称、与其它粒子的耦合强度等等，这些都在理论中有所预言，当这些性质逐渐被验证时，我们把粒子的名字从"Higgs-like"慢慢换成"Higgs"；而实验测得的数据也很难完全符合理论预言，根据不符合的程度不同，如果有严重的不符，我们也许会不再叫它"Higgs"，而如果只是轻微的不符，我们仍然叫它"Higgs"，但是宣称理论需要修改。

理解上面这个过程，是一个很好的科学思维训练题，它教你现代物理乃至整个科学中一些所谓的“实体”的概念的本质，以及科学理论发挥作用的方式。