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  1936年,丁肇中出生在美國密歇根州的安娜堡,他的父母原本希望他出生在中國,不過當他父母在美國進行學術訪問的時候,他提早出生了,因為這個小意外,丁肇中具有了美國公民的身份。在出生的兩個月後,丁肇中隨父母回國。由於中華民國正與日本交戰,丁肇中的童年直到他12歲之前都並未接受傳統教育,而主要由他的父母在家裡教育他。

  1949年,因為國共內戰,丁肇中全家輾轉遷入臺灣,進入竹南國小就讀,小學畢業於臺中市大同國小。當年後來考入了臺北市立成功中學初中部。隔年轉入臺北市立建國中學初中部,1952至1954年就讀高中部。初中時,他在數理領域已有卓越表現。高中畢業會考時,被保送進入臺灣省立工學院,但丁肇中放棄保送,參加聯考。後來參加聯考失利,又考進臺灣省立工學院機械工程系。入學未久,於1956年9月,丁肇中旋以志趣不合為理由辦理休學迅速離開省工學院,隨後進入美國密歇根大學,才算正式進入高等教育學府修習工程學、數學和物理學。1959年,獲得數學和物理學學士學位。1962年獲得物理博士學位。並在求學過程中,認識了凱伊·庫尼(Kay Kuhne)。

  畢業後,他立志要從事研究工作,於是選擇了在瑞士日內瓦歐洲核子研究中心一份薪金較低的工作。一年後到哥倫比亞大學物理系擔任講師,1967年起轉到麻省理工學院擔任教授。他研究的方向主要是高能實驗粒子物理學,包括量子電動力學 (quantum electrodynamics)、電弱統一理論 (Electroweak theory)、量子色動力學 (qunatum chromodynamics) 的研究。  1966年開始,丁肇中領導的實驗小組進行了一連串關於量子電動力學和向量介子 (vector meson) 的實驗工作,不但加深了人類對向量介子的認識,還證實了量子電動力學的正確性。1972-74年,小組在美國布魯海文國家實驗室進行實驗,發現了第四種夸克 (quark)。1979年他與中科院高能所唐孝威等科學家合作,發現用來傳播夸克之間的力的膠子 (gluon)。  1974年,丁肇中與美國加州斯坦福大學教授伯頓·里克特幾乎同時各自發現新的複合粒子-J/ψ介子。1976年,兩位教授因此獲得諾貝爾物理學獎及美國政府的。他是首次用中文在頒獎典禮發表演講的科學家。他在演講中強調實驗和理論工作同樣重要。  阿爾法磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer,又譯反物質太空磁譜儀,簡稱AMS)是一個安裝於國際空間站上的粒子物理試驗裝置,由丁肇中博士於1995年首次倡導開始。目前計劃由CERN等機構合作進行。

  丁肇中為美國物理學會、義大利物理學會、歐洲物理學會會員,中央研究院外籍院士,巴基斯坦科學院院士以及俄羅斯科學院院士。並且獲得密歇根大學、香港中文大學、哥倫比亞大學、莫斯科國立大學、波隆那大學、中國科學技術大學、香港浸會大學等校的名譽博士,併為上海交通大學的名譽教授。此外他也是中國科學院高能物理研究所學術委員會委員,復旦大學資深校董以及榮譽教授,曲阜師範大學名譽校長以及山東日照職業技術學院的名譽院長,以及前身為臺灣省立工學院的國立成功大學傑出校友。

  曾經流傳一種說法,因為他自己中文姓氏“丁”和英文字母“J”類似,所以命名為J粒子,其實這是一個誤會。  真正的意思“J”在量子力學上代表電流、光,而J粒子和光、電有密切的關係,所以就命名為J粒子。

  丁肇中的父親丁觀海早年求學於光華大學(今華東師範大學)和交通大學,因國共內戰,隨中華民國政府遷入臺灣,擔任國立臺灣大學工程學教授。母親王雋英是心理學教授。  丁肇中是家中長子,有一弟一妹,分別取名為丁肇華及丁肇民,全家皆擁有中華民國國籍。丁肇中接受中國中央電視臺主持人曲向東採訪時,在被問到如果有第四個兄弟姊妹,是否取名為「丁肇族」時,他爽快說:「不,叫丁肇國,因為沒有這個國,所以就到臺灣去了!」取名「中華民國」是要紀念為中華民國起義而殉國的外祖父王以成。  丁肇中和他的第一位妻子凱伊·庫尼(Kay Kuhne)於1960年結婚,並有二個女兒:珍妮(Jeanne)和艾美(Amy)。1985年他與蘇珊·卡洛·馬克思(Susan Carol Marks)博士結婚,1986年生下兒子克里斯多福(Christopher)。

  

  丁肇中在山東日照的祖居“五宅”由曾祖父丁惟堦,於清光緒二十四年(公元1898年)所建,分別由“種德堂”、“古梅軒”、“花山天井”......等五個庭院組成,有各種不同型別的功能房140間,建築面積,原為1818平方米,總佔地約14000多平方米,為清代北方具有代表性的一組建築群落,2009年12月15日由日照市立為市級文物保護單位。目前並設有丁肇中科技展覽館。

  丁肇中在臺灣的舊居(臺北市大安區泰順街33巷4號))已依《》被臺北市政府指定為歷史建築,名稱為「國立臺灣大學日式宿舍-丁觀海、丁肇中寓所」(1928年臺北帝國大學在新生南路與羅斯福路一帶設校,在溫州街臺大教職員宿舍群),為丁肇中青少年時期與其父臺大教授丁觀海在臺灣住處。
丁肇中(英語:Samuel C. C. Ting,1936年-1月27日), 山東省日照市人,生於美國密歇根州安娜堡,於中國大陸及臺灣長大,擁有美國國籍,為華裔美國人,物理學家,中央研究院、美國科學院院士及中國科學院外籍院士,現任美國麻省理工學院教授,曾獲得1976年諾貝爾物理學獎。他曾發現一種新的次原子粒子,並把那種新粒子命名為“J粒子”。