“双重替代”的修正引力导致逻辑背反
  对宇宙加速膨胀的解释既产生了“暗能量理论”，也产生了“修正引力理论”，由于两种理论都解释了宇宙的膨胀和加速膨胀，因此，两种理论的解释符合“等效原理”，既然两种理论具有“等效性解释”的对应关系，我们现在就不能判断哪一个理论符合科学的真理。大约二十年前，天文学家在对超新星的观测中发现了宇宙的加速膨胀，这是继哈勃在上个世纪二十年代发现宇宙的膨胀之后天文学家取得的最重要发现。“哈勃定律”的发现使得物理学家重新思考爱因斯坦广义相对论场方程的意义，爱因斯坦在场方程中“人为”地设置了一个“宇宙学常数”，该常数项具有阻止宇宙膨胀，维持一个静态宇宙的功能，爱因斯坦得知哈勃的发现后，放弃了该常数，声称自己在场方程中引进的常数项是一生中犯下的最大错误。当物理学家寻找宇宙加速膨胀的“动力学”时，重新拾取了爱因斯坦的“宇宙学常数”，用假想的“暗能量”概念来描述宇宙膨胀的“动力因”，于是，暗能量理论最早可以追溯到爱因斯坦的“无中生有”的常数项。现在，广义相对论和暗能量理论构成了宇宙模型的两大基石。

  “暗能量”是近年来宇宙学研究中最大的神秘问题之一，支持暗能量理论的证据来源于近来的天文观测，一个证据与对遥远的超新星的观测有关，对Ia类超新星退行速度的观测表明，宇宙的膨胀速度不是哈勃定律描述的那种线性关系，而是呈现加速的状态。天文学家把星系之间的分离理解为宇宙的膨胀，或者星系分离和宇宙膨胀之间符合“等效原理”，可以把所有的星系在远离我们的方向上作匀速和加速运动等效地解释为宇宙的膨胀，物理学家把宇宙的膨胀形象地比喻为一个不断吹大的气球，但是，不是所有的天文和物理学家都认同宇宙膨胀的法，他们认为天文学家并没有观测到所有的星系，不排除一些星系“向我们靠拢”。物理学家用“暗能量”产生的负压力，合理地解释了宇宙空间的膨胀。另一个证据与对宇宙微波背景辐射的观测有关，宇宙几乎是平坦的，由此可以推断宇宙物质的平均密度大约等于零界密度，在如此平坦的宇宙中含有大量的物质和暗物质，它们的引力应该收拢星系之间的距离，为了抵消和超越物质和暗物质的引力作用，需要一种我们看不见的，起负压效果的“真空能量”，物理学家暂时将这种未知的能量定义为“暗能量”。

  即使爱因斯坦的广义相对论对了，也只对了一半，广义相对论只能解释宇宙大尺度中物质的引力，不能解释和预测“暗能量”的性质，尽管爱因斯坦是现代宇宙学的奠基人，但是，我们在讨论“后爱因斯坦时代”的宇宙学时，必须引入“暗能量理论”，尽管物理学家不知道用什么数学方程式来描述暗能量的作用，然而，突破爱因斯坦宇宙学的框架似乎是必然的选择。不是每一位物理学家都同意暗能量驱动了宇宙膨胀的观点，有一些物理学家一直怀疑宇宙真空中“潜伏“的暗能量，试图用一种修正引力理论来取代暗能量的解释。一些持修正引力观点的物理学家认为，引力的机制也许不同于牛顿和爱因斯坦理论的解释，引力在宇宙学和在本地星系群的尺度上会表现不同的特征，如果宇宙真空含有暗能量，那么引力与光的传播速度相等；如果宇宙真空缺失暗能量，那么引力与光的传播速度不同。既然暗能量的实在性可以转化为引力和光传播速度的对比问题，那么物理学家通过比较引力波和光波抵达地球探测器的时间来判别两者传播速度的异同，前提条件是引力波和光波发源于同一个物理事件。去年的二月份，LIGO合作团队宣布，他们第一次发现了引力波，但是，天文学家对引力波源和相应辐射光源的解释出现了分歧。

  对星系自转速度异常的解释产生了“暗物质理论”，也产生了“修正引力理论”，由于两种理论都解释了星系内部恒星速度的异常现象，因此，两种理论的解释符合“等效原理”，既然两种理论具有“等效性解释”的对应关系，我们现在就不能判断哪一个理论符合科学的真理。20世纪30年代，天文学家第一次发现了“暗物质”的证据，弗里茨·扎维奇发现，大型星系团中的星系有极高的运动速度，而星系团没有足够的物质来束缚这些星系，至少要将星系团中恒星的数量乘以100倍，计算所得到的物质才能维持星系团的稳定，以后的天文观测支持了扎维奇的发现。“暗物质”存在的另一种证据来自“引力透镜”，从遥远星系发出的光在到达地球之前经过了“光线弯曲”的折射，某种看不见的物质发挥了“引力透镜”的功能。现在，天文学家利用“引力透镜”来勘测“暗物质”在太空的分布。物理学家对“暗物质现象”的解释形成了暗物质理论，天文物理学家只是大致上了解“暗物质”属性，它不与电磁力产生相互作用，具有和普通物质同样的引力作用，它的数量相当于普通物质的6倍。

  “暗物质”对宇宙和星系演变的影响力大大高于普通物质，在我们观测和分析的星系与宇宙大尺度结构之中“隐藏”了一个“暗物质”框架，恒星、行星和地球上的人类其实“依附”在“暗物质”的身体上，如果认为暗物质是“将军”，那么普通物质和我们则是“奴隶”。人类出现了，具有自由意志和价值理念，那是因为一切都准备好了，宇宙为人类的诞生和成长预制了“孵化器”，人类是宇宙的“主人”，在系外行星上居住的外星人同样可能是宇宙的“主宰”。除了“暗物质理论”以外，近几十年来，物理学家一直在探索“修正引力理论”的可能，由于该理论同样解释了星系和星系团中恒星运动的异常现象，必然产生两个“背离传统”的惊天结论，一个结论是否定暗物质的存在，“暗物质”维系星系和星系团的作用力将被“修正引力”、或“变引力”取代，尽管牛顿和爱因斯坦的引力理论分属于两大理论体系，但是，经典和现代的两大力学体系都将被“修正引力”、或“变引力”取代，就像爱因斯坦现代力学没有全盘否定牛顿的经典力学，而是将牛顿力学纳入其中，实现一次物理学史上伟大的综合一样，“修正引力理论”也没有全盘否定爱因斯坦的现代力学，而是将爱因斯坦的相对论纳入其中。谁也无法预测“修正引力”能否获得成功，如果物理学家有一天发现了暗物质粒，那么暗物质理论就会更令人信服。

  现在，我们的“桌面”上摆放了两套“修正引力理论”，一套理论替代了“暗能量理论”，另一套替代了“暗物质理论”，在“暗能量”解释宇宙膨胀的情形中，“修正引力”和“暗能量”符合“等效性解释”的原理，都可能是正确的解释，而在“暗物质”解释星系内恒星运动速度异常的情形中，“修正引力”和“暗物质”符合“等效性解释”的原理，都可能是正确的释义。两套“修正引力理论”同时为真的情形不可能发生，既能解释“暗能量”，又能够解释“暗物质”的“修正理论”不可能同时存在，或者“双重替代”的修正引力理论必然陷入“二律背反”的泥沼。既有物理学家用“修正引力”来解释宇宙的膨胀现象，也有物理学家用“修正引力”来解释星系和星系团中恒星运动的异常，为了化解这种“物理哲学”的矛盾，本作者不得不引入一个新的词条，即：“修正暗能量理论”，将“修正引力”对“暗能量”的替代理解为“修正暗能量”对“暗能量”的替代。引进了新的词条之后，在我们的“桌面”上将摆上两套“修正理论”，一套是“修正引力理论”，另一套则是“修正暗能量理论”，在“修正引力”的理论中，暗物质的概念取消了，而在“修正暗能量”的理论中，暗能量的概念消失了。本作者在物理哲学上第一次使用“修正暗能量理论”的词条，为的是化解两套“修正引力理论”的逻辑矛盾，当然，哲学逻辑的分析不能代替科学的真理，也许真的存在一种“七十二变”的引力，表现为“吸力”时，维持了星系和星系团的稳定，表现为”斥力“时，驱动了宇宙的膨胀，同时表现时，既维持了星系的稳定，又推动了星系的分离和宇宙的膨胀，如此“古怪”的引力难道符合量力学的最新解释？。

  （邓如山2017-3-3邮箱：deepmind_123@163.）

  （“Doublesubstitution”ofmodifiedgravitycauseslogicaltradi)

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