“暗物质”的证实和证伪具有同等科学价值
  1933年，瑞士天文学家家弗里兹·兹威基发现了“暗物质现象”，即：在星系和星系团中看到的、显现的物质远远少于看不见的、潜在的物质，通过肉眼看到和通过电磁波技术检测的物质属于自然界的普通物质，而肉眼看不见、通过电磁波技术检测不到的物质属于“黑物质”、或“暗物质”。暗物质是一种假设或理论预测的物质，“暗物质”不与电磁波发生相互作用，或者它们既不吸收、也不发射电磁波，对于我们的肉眼和电磁波检测而言，它们是“黑暗物质”，对于引力和引力波的检测而言，它们则是“明亮物质”，天体物理学家“三番五次”地发现了“暗物质”的引力作用，这比他们发现“黑暗王国”——黑洞的次数和机遇要多得多。从1933年到现在，八十多年的时间“悄然离去”，最早提出并探索“暗物质物理学”的科学家纷纷“随时间而去”，新一代的科学家依然“前赴后继”地投入到暗物质发现的“战场”。中国科学家在暗物质的搜索行动中“起步晚、发展快、后劲足”，2017年11月30日，中科院高能所的暗物质团队首次发布了“悟空”号暗物质探测卫星的数据，首次和后续发布的数据能够提供“暗物质”存在的关键线索。

  瑞士天文学家兹威基在天文观测和天文计算中发现，在超大星系团中运转的星系具有极高的速度，它们自身的质量不足以维系如此的高速，除非星系团的质量是现有恒星质量的100倍以上，否则，星系团质量提供的总体引力不足以束缚高速运转的星系，兹威基当时的计算显示，看得见的星系质量只占理论预期值的1/300，或者299/300的质量是由看不见的物质、或“暗物质”占据的。现在的天体物理学家提供了星系中暗物质成分更加精确的数据，他们对“暗物质”的理解却与兹威基没有根本的区别，没有取得有“突变原理”价值的贡献。二十世纪的七十年代，美国天文学家鲁宾提出了令人信服的暗物质存在的重要证据，她采用了恒星围绕星系中心转动的速度测定法，根据牛顿的运动力学和万有引力定律，通过测量人造卫星运转的速度和高度可以计算地球的质量，通过测量地球围绕太阳旋转的速度和地球与太阳之间的距离可以计算太阳的质量，以此类推，通过测量恒星围绕星系中心运转的速度和恒星与星系中心的距离可以计算星系的总体质量，鲁宾的计算显示，经过计算得出的星系质量大大超出了实际观测的各类星体的质量，她发现了星系中“迷失的物质”，“暗物质”的存在可以解释星系外围的恒星为什么以超过预期的速度围绕星系中心运转。

  2016年12月25日，88岁高龄的美国女天文学家维拉·鲁宾在普林斯顿的家中去世，作为暗物质研究的先驱者之一，她和天文学有过“无尽的爱”，总共研究了200多个星系，包括银河系和邻居的仙女座星系，她在这些星系的观测中发现了背离牛顿运动力学和万有引力定律的现象，星系、或者星系边缘恒星的旋转速度超过了正常值，如果不加进理论假设的“暗物质”，那么不能解决星系、恒星的引力不足问题，星系、恒星如果缺少了这部分万有引力的束缚，就会从星系团、星系中成功地“越狱”，飞离它们所在的星系团和星系。既然星系团和星系的可见物质不能满足结构稳定所需的引力，那么需要向星系团、星体注入引力，能够施加“暗引力”的物质就是“暗物质”。科学家不知道暗物质是什么，却发现“暗物质”和普通物质施加的引力作用符合自然哲学的“等效原理”。暗物质搜索与人们的日常生活缺少关联，这丝毫不影响科学家对暗物质发现的热情。暗物质的重要性起源于天文学，它们是宇宙和星系结构中“迷失的成分”，没有暗物质就没有宇宙和星系结构的稳定，宇宙的形成和人类的生成依赖“暗物质”的作用。天文学和物理学研究价值的“等效关系”使得大批的物理学家争先恐后地走进了“黑暗世界”，“最冷门”的变成“最热门”的，“最黑暗”的变成了“最光明”的物理学。

  在“暗物质疑难”困扰了八十多年，“暗能量疑难”困扰了近二十年之后，瑞士科学家给出了两种截然不同的解答。2017年6月，苏黎世大学的计算机天体物理学家使用了一台超级计算机，模拟了整个宇宙的成分构成，他们假想了“暗物质流”在自身引力的作用发生不断的演变，而像银河系一类的星系是在暗物质流、或“暗物质晕”中形成的，模拟的结果显示了普通物质占宇宙成分的5%，暗物质占23%，暗能量占72%。2017年11月22日，日内瓦大学的理论物理学家在《天体物理学》杂志发表了“标新立异”的研究论文，他们以真空的尺度不变形为前提，开发了一种全新的理论模型，该模型最显著的特征是否定了“暗物质”和“暗能量”的存在，从科学哲学“等效原理”的角度来审视，该模型替代了“暗物质”对暗物质现象、“暗能量”对暗能量现象的解释。日内瓦大学科学系天文学分部的安德烈·梅德教授认为真空的属性不会因为真空尺度的膨胀或收缩而发生变化，真空属性的尺度不变性既是引力理论、也是现代电磁理论的基础，他开发的宇宙模型不需要考虑“暗物质”的作用，可以解释星系团中星系超出常规的运转速度，星系中恒星超出预期的转动速度；不需要考量“暗能量”的作用，能够解释宇宙加速膨胀的现象。真空属性的“尺度不变性”不是梅德教授首先提出的假设，而是起源于爱因斯坦在场方程中引入的“宇宙学常数项”。

  瑞士科学家对“暗物质”和“暗能量”的假设给出了两种截然不同的回答，根据物理哲学认识论的“等效原理”，世界各国的科学家和科学爱好者同样可能对物理学晴朗天空上最大的“两朵乌云”提出两种“南辕北辙”的解决方案，在获得和实验检测相一致的正确结论之前，自然哲学的“等效原理”容许他们开发两种、或多种理论建构的模型，在一种模型中引入“暗物质”和“暗能量”的可能，而在另一种模型中排除它们的存在。在获得和实验检测相一致的正确结论之前，科学家和科学爱好者的认识必然受到自然哲学“广义测不准原理”的约束。什么是哲学认识论的“测不准”、或“认不准原理”，举个科学以外人生经验的例，2017年11月30日，在杭州召开的世界浙商大会上，阿里巴巴的“超级演家”马云发表了最新的语录，他到自己在创业的阶段“压根儿”没有想到阿里巴巴会发展成一个“商业王国”，“压根儿”没有考虑阿里巴巴可以加入世界经济体的GDP排名，工作阶段每个月赚个一、两万、创业阶段每个月赚个一、两百万“绝对儿”是人生的最大幸福，现在的阿里巴巴在资金上“大进大出”，每个月不进账一、二十个亿“绝对儿”是阿里巴巴的“不幸”。即使阿里巴巴和腾讯在互联商业和互联社交取得了绝对的垄断地位，马云和马化腾还要防范风险，总在寻找互联和信息经济的“下一个风口”。

  根据科学哲学的“等效原理”，可以推断对一个命题证实和证伪的科学价值是等价的，根据演绎逻辑的法则，可以推断对“暗物质”存在性的证实和证伪具有同等的科学价值。苏黎世大学的科学家在“计算机天体物理学”研究中支持了“暗物质”的假设，而日内瓦大学的科学家在“宇宙物理学”的研究中反驳了“暗物质”的设想。可以预期在未来天体物理学的研究中还会出现支持和反驳“暗物质”的两种观点，一种观点代表了“证实主义”的科学流派，而另一种观点则代表了“证伪主义”的科学流派，根据科学哲学的“广义测不准原理”，证实主义和证伪主义流派的争辩属于“学术的争鸣”。在文学艺术创作领域适用的“百家齐放、百家争鸣”的原则也适用于科学探索活动，或者科学和文学艺术的学术争鸣和学术进步符合哲学认识论的“等效原理”。本作者暂时将真空属性的“尺度不变性”和“宇宙学常数项”看成是符合科学哲学“等效原理”的关联，暂时用科学哲学的“突变原理”来看待日内瓦大学梅德教授对爱因斯坦广义相对论原理的突破，以等待物理学家和天文学家更多发现的检验。2017年11月30日，中科院高能所运营的“悟空”号暗物质探测卫星发布了阶段性成果的数据，中国科学家的发现支持了暗物质的合理性。

  （邓如山2017-12-1邮箱：deepmind_123@163.）

  (HowtofirmandHowtodisproveareedtothenaturalphilosophyof“Equivalenceprinciple”,Especiallyinsearchof“darkmatter”.）



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