我在上文《沒有最黑,只有更黑,暗物質(zhì)是如何被發(fā)現(xiàn)的? 》中提到:瑞士裔美國天文學(xué)家弗里茨?茲威基于1933年對后發(fā)座星系團中一些星系的速度分布做了研究,他發(fā)現(xiàn),要想解釋清楚測量得到的速度,其所需要的產(chǎn)生引力的質(zhì)量是星系團質(zhì)量的10倍。由此,“質(zhì)量缺失”的迷霧在天文學(xué)中產(chǎn)生。
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有人的地方就有江湖,茲威基的同事們并不接受這個假設(shè),認(rèn)為他瘋了,還剝奪了茲威基檢驗假設(shè)所需要的觀察時間。有些人開始傳播一些有關(guān)于黑的傳說,并認(rèn)為這是茲威基自身性格中的“孤狼”那一面導(dǎo)致的。
正是由于同行不能接受茲威基的假設(shè),天體物理學(xué)的發(fā)展也因此停滯了40年。而關(guān)于暗物質(zhì)的起源問題,就好像存在著某種我們不愿意看到的東西。
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到了今天,盡管所有人都沒有親眼看過暗物質(zhì),但仍然被大多數(shù)天體物理學(xué)家所接受。在他們看來,暗物質(zhì)就是難以發(fā)現(xiàn)甚至是無法發(fā)現(xiàn)的,這也激發(fā)了科學(xué)家們的好奇心,使得大批學(xué)者投身于尋找暗物質(zhì)的隊伍中。
由于暗物質(zhì)是黑的,看不見的、未知的,只能與引力一起產(chǎn)生共同的效果,因此充滿了神秘感。易經(jīng)文言:天玄而地黃;千字文:天地玄黃;說文:幽遠也,黑而有赤色者為玄;康熙字典:黑而有赤色者為纁,有黃色者為玄。由此,也能看出“玄”的引申義為:高遠、不可捉摸、高深莫測。
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我這樣的說法,并非我認(rèn)為陰陽五行和天體物理學(xué)家的研究之間有什么關(guān)系,只是因為,陰陽五行同樣用筆墨勾勒出了黑暗所具有的神秘形象。我所要探討的是:天體物理學(xué)家們是如何對黑暗進行研究,并逐漸對暗物質(zhì)進行“上色”。
黑色在我國古代社會作為天界的顏色備受崇拜,天上黑色為尊,地下黃色為貴。而黑色對于天文學(xué)的重要作用不言而喻。不論是圭表還是日晷都是利用太陽照射后產(chǎn)生的影子來進行測量的工具。
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陽光照射在表上,就會在地面投射出一個正弦曲線,把這個曲線畫在一個圓面內(nèi)分別填充黑白兩色,來表示白天和黑夜,這可能就是太極的雛形。古人在利用圭表的觀測中很容易就能發(fā)現(xiàn)物體與影子之間的關(guān)系,并由此利用影子來進行研究。
如果說太陽系內(nèi)的行星運動軌跡就是萬有引力的影子,事實上,萬有引力也的確是因為行星軌道與圓周運動的相似性才被發(fā)現(xiàn)的,那么通過觀測星系、星云的運動軌跡異常,把它作為暗物質(zhì)存在的證據(jù),就是順理成章的思路。茲威基認(rèn)為星系的理論速度與觀測速度之間的巨大差異應(yīng)該是由于“質(zhì)量缺失”導(dǎo)致,其實就是這個意思。
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不論是以牛頓力學(xué)還是以廣義相對論為理論框架,都要求天體物理學(xué)家們必須承認(rèn)有額外的、我們看不見的物質(zhì)(暗物質(zhì))產(chǎn)生了這樣的影響。當(dāng)然也有人認(rèn)為需要對引力理論進行修正,認(rèn)為是目前理論存在缺陷導(dǎo)致,不能接受額外引入一種未知的物質(zhì)的說法。
但如果我們按照陰陽五行來思考,就完全可以接受暗物質(zhì)的存在。任何龐大的事物都逃不出陰陽的范疇,任何微小的事物又具有陰陽的兩方面,陰陽在一定的條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的,在可見的物質(zhì)范圍內(nèi)存在某種不可見的物質(zhì)是可能的。
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然而,從科學(xué)的角度來說,盡管大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為暗物質(zhì)是存在的,但他們也不得不承認(rèn):迄今為止能夠證明暗物質(zhì)存在的證據(jù)就是那些觀測到的事實與理論計算之間的差異。這迫使物理學(xué)家們只有兩條道可選:要么修改理論、要么承認(rèn)暗物質(zhì)存在。
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從這個角度來說,尋找神秘的暗物質(zhì)對于科學(xué)家們來說是令人興奮的,這似乎與陰陽學(xué)說達成了一致,這種一致不表現(xiàn)在研究方法上,而是不論是科學(xué)家還是那些研究陰陽五行的人都對他們所研究的對象有一種迷戀。
陰陽五行將青赤黃白黑與木火土金水相對應(yīng),這樣一來,黑色既是水的顏色,黑色在五行中是正色,中國古代在漢朝之前都是以黑色為尊。在如今的天體物理領(lǐng)域,黑色與物質(zhì)結(jié)合起來定義的暗物質(zhì),成為了解決理論計算與實際觀測之間巨大差異的一個方法。
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對于那些堅信本體論(相信暗物質(zhì)存在)的科學(xué)家來說,這是一個等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)的“新宇宙”,宇宙中的物質(zhì)要比我們看到的多得多!可見物質(zhì)只是真實存在物質(zhì)的九牛一毛。在那些研究陰陽哲學(xué)的人看來,暗物質(zhì)就是宇宙中的陰。
陰陽五行里到處都有這種最基本的二元論的表述,比如白天、黑夜;一動、一靜;一升、一降。所以陰陽的出現(xiàn),是樸素而又必然的。白天和黑夜的交替,就是陰陽。太陽就是日,太陰就是月。陰中有陽,陽中有陰,就是太極。
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陰陽五行就是用這樣的語言游戲,自由地將陰陽五行的模型投射于宇宙萬物,不需要進行任何實證,也無需質(zhì)疑。但天體物理學(xué)作為科學(xué)的一個分支,這樣的思維模式是不行的,要想研究暗物質(zhì),就必須找到可以實驗的參照點。
天體物理學(xué)家曾經(jīng)把一些“昏暗的物質(zhì)”看做是暗物質(zhì),比如白矮星、褐矮星、中子星和黑洞。但從目前的天文觀測中發(fā)現(xiàn)的這類天體的數(shù)量,還遠遠達不到計算與觀測產(chǎn)生巨大差異的所需要的比例。
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于是天體物理學(xué)家們寄希望于量子力學(xué),期待能夠找到那些即不違反現(xiàn)有粒子模型,又能解釋差異的“新”粒子。為此那些研究高能粒子的物理學(xué)家們拓展了標(biāo)準(zhǔn)模型,創(chuàng)立了“超對稱性理論”,耗費巨資建立了歐洲大型粒子對撞機LHC。
不幸的是,盡管“超對稱性理論”預(yù)言,這種粒子是存在的,但這么多年過去了,仍然沒有找到它們的任何蛛絲馬跡,甚至有些理論物理學(xué)家認(rèn)為“超對稱性理論”已死。從這個角度來說,暗物質(zhì)概念已經(jīng)變成了一個奇怪的、讓人聯(lián)想到陰陽五行巫術(shù)思想的負(fù)面形象。
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從科學(xué)的角度來說,如無必要勿增實體,與其爭論暗物質(zhì)是否存在,不如直接探討“缺失質(zhì)量”這個謎題。從這個角度看,修正引力理論也是一種可能的候選項。
與陰陽五行可以左右逢源的話術(shù)模式不同,不論是找到暗物質(zhì)存在的直接證據(jù),還是重新修正引力理論都需要科學(xué)家們突破現(xiàn)有的思維方式,在實踐中不斷摸索前行。或許楊振寧老先生堅決反對中國建立超級粒子對撞機,就是對尋找暗物質(zhì)的一次叫停吧。
相似的靈魂總會相遇,我是@郭哥聊科學(xué),關(guān)于質(zhì)量缺失之謎,最后是暗物質(zhì)假說被證實,還是修改引力理論取得成功,就讓我們這些吃瓜群眾拭目以待。至于陰陽五行說,雖然它解決不了任何實際問題,但也許能給科學(xué)家們揭開“質(zhì)量缺失”之謎提供一點啟發(fā)。
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