今天早上被一条新闻刷屏,北京时间2017年11月30日凌晨2点,《自然》杂志首次发表中科院暗物质粒子探测卫星的成果:“悟空”(DAMPE)卫星首次探测到目前世界上最精确的高能电子宇宙线能谱,并证实了一种宇宙新物理粒子的存在。
对于不了解“高能电子宇宙线能谱”的小伙伴,可以这样简单去理解:
科学史上,关于广义相对论、粒子标准模型这些理论的提出,让人们能够更加清晰地探索到宇宙最本真的样子。但即使如此,人类也只描述了宇宙5%的内容,还有95%的宇宙总量内容是未知的,而这其中,占有宇宙总量的26%的未知内容,是人类想要探知的下一个目标。我们的宇宙空间中,还存在着“质量为1.4万亿电子伏左右的新物理粒子”。
这就是暗物质,寻找多年,它在2017年11月30日凌晨2点,第一次被明确证实存在。
其中的意义不做赘述,2015年12月17日,自我国的“悟空号”卫星成功发射,两年后的今天,中国人第一次用自己的卫星,在全世界首次探测到了暗物质。
暗物质(DarkMatter),这是一种比电子和光子还要小的物质,不带电荷,不与电子发生干扰,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。暗物质和暗能量是影响当今量子粒子物理和天体物理的两个盲区。而宇宙的密度可能由约68.3%的暗能量,4.9%的重子物质,26.8%暗物质组成。所以说,绝大部分的宇宙是我们尚未探知的。
暗物质的密度非常小,但是数量庞大,因此它的总质量很大,它并非由重粒子构成,却代表了宇宙中26%的物质含量,其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到。
根据广义相对论,大质量的暗物质可以让周围的光线弯曲曲折,这种现象就是暗物质导致的“引力透镜效应”,而现在,终于在宇宙中被得以观测到。
我换句简单的话说,这种力量,是万有引力之外的额外引力。
人类在观测星系旋转的时候,发现所有发光的物质提供的引力,都无法抵消旋转时的离心力,而星系里存在比普通物质多得多的暗物质来提供额外的引力,来阻止星系的解体。所以,没有暗物质,星系就不会存在,就不会汇聚在一起。
我想,2017年11月30日这天,暗物质的发现,是具有不同寻常的历史意义的,我们的物理教科书极有可能将被改写,而万有引力也将被质疑。这种新发现的粒子,将为我们解释宇宙提供更大的可能性思考方法,也能够为我们搭建一个属于量子物理的更详细的框架。
而我今天想说的,是一本我看过的名为《仁学》的近代哲学著作,它的作者是一位当年只有31岁的青年哲学家,写作这本书的时间距今正好120年,这位学者名叫谭嗣同。
这个名字应该不为人所陌生,他是戊戌变法中享有盛名的政治家,同时也是晚近中国的启蒙思想家。这位120年前的哲学家,在这本名为《仁学》的著作中,他探讨了探究世界与宇宙本源或基质的哲学理论,并提出一种世间万物的构成方式,就是“以太说”。这一学说在17世纪由一位名叫笛卡儿的法国哲学家提出,并将其最先引入科学研究中。而这位近代哲学家谭嗣同在自己的论述中将这一理论深化和系统化。
他在一篇名为《以太说》的文章中写下了这样一段话:
用通俗的语言可以这样解释:是什么,让行星彗星流星构成了它们的运转轨道与方式?又是什么,能够让宇宙诸星团汇聚一处各司其职而终究不会出现过大的紊乱与崩塌?这是一种怎样的内在力量和粒子,有如此强大的宇宙统摄能力?你们以为离心力、向心力、万有引力就可以解释星团聚散的原理吗?解释不了!必然还有一种物质是存在的,这种物质才是宇宙星团聚散的最根本原因。
而这种物质,就是他所说“以太”。
以太对于万物的主宰作用是通过操纵事物的传导波和运动力实现的,这使以太成为波、力背后的操控力量的根本原因。
首先,以太构成了万物的媒介网和以太场。物质具有声音、颜色等属性,人们通过各种波认识事物的这些属性。物理学家将它们解释为光波、气波、声波和电波。面对物理学家的解释,人们不禁要进一步追问:万物之光亮、声音孰为之?所谓波,不过是动荡之长短而已。动荡者又是何物?又是谁在使其动?在谭嗣同看来,这一切的答案就隐藏在以太之中,也都只有在以太那里才能得到说明和解释。以太既保障了不同事物的各种波发出时“各不相碍”,又为它们寂然未发时提供了消归之处。
其次,以太是各种力量背后的原因,也就是宇宙的第一动源。在对地球、太阳系和银河系进行解释的过程中,谭嗣同援引牛顿力学的第三定律,借助作用力与反作用力原理用各个星体内部的离心力与向心力和各个星体之间的吸引力与排斥力来分析天体的运动。谭嗣同在探究吸引力与排斥力背后的原因时推出了以太。对于这个问题,他的基本思路和逻辑推演是:吸引力与排斥力都表明万物之间具有“牵引之势”,在牵引之后必然有一个“主其牵”、“令其动”、“任其吸”的牵引者和主宰者。如果进一步追究此牵引者是谁?各个天体“各吸所吸”,“互吸所吸”,吸引力与排斥力又何以能够保证它们既 “不相切附”,又“不相陵撞”?是谁使各个天体之间和谐相处?答案就是以太。
这样的论述作为自然科学家的本色,与西方近代物理学家的观点无异;然而,谭嗣同并没有就此止步,而是进一步追究力背后的力,指出操纵者是以太———这是作为哲学家的本色。
正是凭借这一点,谭嗣同不仅利用牛顿力学进行论证,凸显了以太的作用,而且等于用以太说推翻了力是宇宙间的支配力量的说法。经过这番论证,谭嗣同将以太诠释为兼具元素之地位的第一存在和力之作用的第一动力,既提升了以太的地位和作用,又将作为自然科学概念的以太演绎为一个哲学概念和范畴。
而在谭嗣同有限的有生之间,他来不及将他所质疑的万有引力之外的“以太”之力作出更为深入的阐释,就不幸早逝。
不难看出,在谭嗣同的论述中,以太的许多特性与今天证实发现的“暗物质”有着极其相似的统一性。也正是他,第一个意识到力并不是宇宙间的支配力量,而暗物质恰好是一种粒子,并非一种力。这样的说法或许在本世纪乃至今天会被斥为怪谈,而今天,无需多言,万有引力将真正被质疑并改写人类科技史。
这位第一个质疑万有引力、并提出万有引力之外另有他物假说的青年哲学家,或许他的脑海里,有北斗,有星空,有宇宙本源,有世间万物。或许,他们可以砍下他的脑袋,但没法阻止他的思考与探索。
实有许多不专业之处还望各位专家批评指正
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