暗物質是所有物質中最豐富、最難以捉摸的。人們能理解這個物理學中的巨大未解之謎嗎？
我們所看到的世界只是一種幻覺，盡管是一種高度持久的幻覺。
人們逐漸認識到，大自然的真實情況是一個不確定的量子場；我們所看到的並不一定是真實的。
暗物質是這一概念的深刻延伸。宇宙中的大部份物質都不為我們所知。
這讓物理學家和我們大家都感到不安。物理學家擔心，無法指出一個明確證實的預言或對物質本身的積極探測。
我們大家則認為很難接受如此朦朧和難以捉摸的東西。
事實上，這種情況與一個多世紀前的"以太 "之爭極為相似。
19 世紀末，科學家們對電磁波，如光如何穿過真空感到困惑。
就像我們最熟悉的波被限制在水中一樣，很明顯是水產生了波，必須有某種介質使電磁波成為波。
因此，人們提出了 "以太 "的概念，認為它是一種滲透整個空間的不可感知的場。
1887 年，科學家麥可遜和莫利進行了最著名的實驗，以驗證"以太 "的存在。
他們推斷，如果光的傳播需要介質，那麽地球也應該透過同樣的介質運動。
他們建立了一個巧妙的儀器來驗證這一想法，一個堅硬的光學台漂浮在液態汞墊上，這樣光學台就可以向任何方向旋轉。
他們的計劃是在儀器旋轉旋轉時，比較不同相對方向的光線波長。
由於我們的星球在其軌域上的運動方向與背景"以太 "相反，因此光線應該會受到阻礙，其波長也會被壓縮。
六個月後，阻抗的方向應該逆轉，波長應該擴大。
但出乎許多人意料的是，兩個方向的波長都是一樣的。
沒有任何跡象表明存在預期的介質。"以太 "似乎是個錯誤。
但這並不能排除所有物理學家心中存在"以太 "的可能性。
分歧一直持續到至少一些"以太 "學家去世。
莫利本人也不相信自己的研究成果，事後看來，麥可遜-莫利實驗才被視為不存在"以太 "的證據。
而且，事實證明，它證實了愛因史坦更為激進的相對論。
暗物質、暗能量、暗金錢、暗市場、暗生物量、暗詞匯、暗基因組，科學家們似乎給每一種理解不深、某種程度上被隱藏起來，而無法直接感知的現象都加上了 "暗 "字。
黑暗是一種隱喻，起初，它的含義卻是字面意義上的。
20 世紀 30 年代，天文學家弗裏茨-茲威基觀測到一個星系團，所有星系都被重力束縛在一起，並以極快的速度相互繞行。
似乎只有一個非常巨大的、看不見的品質的重力才能解釋，為什麽它們沒有簡單地旋轉開來。
茲威基假設存在某種 "暗 "物質，這是最隨意的說法，他只是認為存在某種他看不見的東西。
但是，天文學家不斷發現宇宙中存在著看不見的品質。
例如，星系中的恒星也旋轉得太快了。事實上，看起來暗物質是我們宇宙中最豐富的物質形式。
它也是最難以捉摸的，它不會與自身或恒星、行星，或我們自身中的普通物質發生強烈的交互作用。
它的存在完全是透過重力效應推斷出來的，而重力是最微弱的基本力，這一點很令人討厭。
但重力是唯一重要的長程力，這就是為什麽暗物質在最大尺度上主導著宇宙結構。
試圖在暗物質的基本原理上做文章的天體物理學家，往往會發現自己與主流相去甚遠。
在過去的半個世紀裏，科學家建立了一個宇宙學標準模型，這個模型很好地描述了觀測到的宇宙。
起初，炙熱的大霹靂導致空間迅速膨脹，並為整個宇宙物質密度的波動播下了種子。
在接下來的 137 億年裏，這些密度模式被無情的重力放大，最終形成了暗物質的宇宙支架，它的重力懸浮著我們能看到的發光星系。
這一宇宙學標準模型得到了大量數據的支持，包括宇宙無處不在的放射線場、星系在天空中的分布以及星系團的碰撞。
這些可靠的觀測數據結合了天文學許多領域的專業知識和獨立分析。
所有這些都與包含暗物質的宇宙學模型高度一致。
試圖篡改暗物質基本原理的天體物理學家，往往會發現自己與主流相去甚遠。
這並不是因為有人認為它是一個特別好的理論；只是因為沒有其他一致的、能成功預測的替代理論。
但這些都無法解釋暗物質究竟是什麽，這確實是物理學中一個懸而未決的大問題。
於是，尋找開始了，粒子加速器篩選數據，探測器在地下耐心等待，望遠鏡向上窺視。
新一代的實驗已經對可行的理論形成了強有力的制約。
樂觀地說，暗物質的性質可能會在幾十年內被理解。悲觀地說，它可能永遠不會被理解。
我們正處在一個發現的時代。
一套得到充分證實的理論支配著，我們已經觀測到的一系列基本粒子。
同樣的理論還允許存在其他尚未發現的粒子。
幾十年前，理論家們意識到可能存在所謂的弱交互作用大品質粒子。
這種通用粒子具備暗物質的所有內容，而且可能就隱藏在我們的眼皮底下。
如果暗物質確實是一種弱交互作用大品質粒子，那麽它與普通物質的交互作用將是如此微弱，以至於我們只能透過目前正在進行的新一代暗物質實驗來探測它。
最有希望的可能是大型地下氙實驗，它是世界上最大的暗物質探測器。
盡管地下氙的靈敏度非常高，但尋找暗物質本身卻一直是一場等待遊戲。
迄今為止，探測器捕獲器中出現的唯一粒子是一些宇宙噪音，只不過是一種幹擾而已。
理論物理學標準範式過去取得的成功，使人們開始尋找單一的暗物質體子。
沒有理由說宇宙是為了我們的方便而設計的，有以下幾種可能性。
暗物質要麽存在，要麽不存在。
如果存在，我們要麽能探測到，要麽探測不到。
如果它不存在，那麽要麽我們能證明它不存在，要麽我們不能。
導致天文學家首先提出暗物質的觀測結果似乎過於強大，無法被否定。
因此，不存在暗物質的最常見論據是，我們對重力的理解肯定出了問題，重力無法像愛因史坦預言的那樣執行。
這將會徹底改變我們對物理學的理解，所以沒有多少人願意這樣做。
另一方面，如果暗物質確實存在，而我們卻無法探測到它，那我們的處境確實會非常不妙。
但我們正生活在宇宙學的黃金時代。在過去的二十年裏，科學家發現了很多東西，測量到了大霹靂殘留放射線的變化，了解到宇宙正在加速膨脹，瞥見了黑洞，看到了宇宙中有史以來最亮的爆炸。
在未來的幾十年裏，有可能觀測到宇宙中的第一批恒星，繪制出幾乎整個物質的分布圖，並透過重力波聽到黑洞合並的巨響。
在這些財富中，暗物質提供了一個獨特的誘人前景，它處於新觀測、新理論、新技術和新資金的交匯點。
物理學家可能會把沒有探測到暗物質當作放棄的訊號，但總有一種誘人的可能性，那就是只需要一個更好的實驗。
測量它的各種建議往往分為三類：人工創造，在粒子加速器中、間接探測和直接探測。
後者，即研究人員嘗試在野外捕捉弱交互作用大品質粒子，是令人興奮的地方。
地下地下氙探測器是第一批新一代超靈敏實驗之一。
它依賴於弱交互作用大品質粒子與普通原子核的交互作用。
這些實驗通常包括一個非常純凈的探測器目標，如原始元素鍺或氙，冷卻到極低的溫度並遮蔽外界粒子。
問題是，雜散粒子無論如何都會潛入。與入侵者之間的交互作用需要仔細監測。
降噪、遮蔽和仔細統計，是區分真正的暗物質交互作用事件和虛假警報的唯一方法。
理論家們考慮了標準弱交互作用大品質粒子的許多可能工作方式。
事實上，第一代實驗已經排除了所謂的 Z 玻色子散射交互作用。
剩下的就是希格斯玻色子介導的散射，這將涉及在日內瓦大型強子對撞機上發現的同一種粒子。
這意味著一種非常微弱的交互作用，但完全符合新一代實驗目前的靈敏度閾值。
另一方面，科學與其說是在說 "是什麽"，不如說是在說 "不是什麽"。
同時，它們也帶來了一些需要解決的反常現象，這與"以太 "之爭的發展情況驚人地相似。
科學家預計地球繞太陽執行時也會出現這種年度變化，有時會與更大的銀河自轉同步，有時則相反。
大自然是殘酷的，暗物質的復雜程度可能與普通物質不相上下。
科學家可能會發現一種粒子，它只能解釋暗物質預期總品質的一小部份。
從某種意義上說，這已經發生了。微中子難以捉摸，但分布廣泛，每秒有 600 億個微中子穿過小拇指大小的區域。
它們很少與普通物質發生交互作用，直到 1998 年，科學家還認為它們完全沒有品質。
事實上，微中子只占宇宙品質預算的很小一部份，它們的行為就像一種奇怪的暗物質。
它們並不是 "暗物質"，但也許並不存在單一型別的暗物質。
說我們處在一個發現的時代，其實只是說我們處在一個興趣濃厚的時代。
物理學家說，如果發現暗物質不是弱交互作用大品質粒子，我們就會有所成就。
與此同時，該領域的各種想法和相互競爭的理論也在蓬勃發展。
一些人正在探索暗物質具有交互作用的觀點，但人們永遠不會知道它們。
在這種情況下，暗物質將在最小尺度上發生交互作用，而標準宇宙學卻不會改變。
它甚至可以擁有自己暗磁區的奇異宇宙。
對於物理學家來說，這種可能性既可怕又迷人。
可以假設一個錯綜復雜的暗物質領域，除了與我們自己的世界發生重力作用外，它將永遠逃避我們的審視。
暗物質就像一個平行宇宙。
如果你把所有的修改都做得非常微弱，那麽要篡改暗物質的基本概念是非常容易的。
所有暗物質理論家都是這麽做的。人們對暗物質可能具有自我交互作用的想法進行了修補，並將其放入超級電腦模擬星系中。
在宇宙學已經做出可靠預測的最大尺度上，這種修改沒有任何作用，但在暗物質理論顯示出動搖跡象的小尺度上，它有助於解決幾個問題。
模擬看起來很美，預測結果也可以接受。
但自由參數太多，也就是科學家所說的微調，因此結果似乎是為適應觀測而量身定做的。
我們可能永遠無法確定暗物質是否具有自我交互作用。
充其量，也許能對這種交互作用的強度設定一個上限。
宇宙學應該蘊含著一些我們有望掌握的深刻真理。
也許有一天，地下氙會發現他們正在尋找的東西。
又或者，將在一台超級電腦上發現暗物質的某些不為人知的真相。
無論如何，這樣的發現都會讓人感覺離我們很遙遠，因為它是透過幾層機器中的幽靈中介而來的。
暗物質宇宙是我們宇宙的一部份，但它永遠不會讓人感覺像我們的宇宙。
大自然在認識論上欺騙了我們所有人。我們觀察到的事物各有一種存在，但我們無法觀察到的事物可能有無限種存在。
好的理論必須足夠復雜，暗物質是復雜問題的最簡單解決方案，而不是簡單問題的復雜解決方案。
但誰也不能保證它永遠不會被點亮，無論天體物理學家能否從概念上找到它，我們都永遠無法得到它。
它仍將遙不可及，生活在一個基本上無法觸及的宇宙中，，無論好壞，就是生活在一個無限可能中。
