第十二章 隐密世界 《难以置信II——寻访诸神的网站》——台大电机系教授李嗣涔所著（现在台大校长） 其上不暾 其下不昧 绳绳兮不可名 复归于无物 是谓无状之状 无象之象 是为恍惚 ——老子《道德经》 天文学中要侦测一个物体，有两种方法：一是直接观测这个物体，二是观测它对其他更容易被发现物体的作用。我们早就知道夜空有很多物质是无法被直接观测的，
天文学家用望远镜或无线电望远镜来观察天空，只能看到发光或放出无线电波的星球，看不到像地球一样的行星，因为地球太黯淡，放出的能量太少。太阳系内所有
行星的质量加总起来还远小于太阳质量的百分之一，因此考虑银河星系的互相作用问题时，实在不必担心那些不能发光的物质。 星团里的隐密物质 1930年代，天文学家研究星团内银河的运动时，第一次发现星团中似平拥有大量无法观测的物质存在。佛立兹．日魏克（Fritz
Zwicky) 及辛克莱．史密斯（Sinclair Smith)
在观察相邻的后发座及室女座两个星团时，发现星团中单一银河的运动速度比预期的快了十到百倍。由于银河间只有万有引力作用，星团的整体质量愈大，对单独银
河的吸引力就愈大，银河的运动速度就愈快。但是银河速度也不能快到超过脱离速度，否则就会脱离星团而去，不会经过一百多亿年还留在星团内，因此可以由星团
的整体质量推估内部银河的速度。 但是观测的结果却发现，单一银河的运动速度比预期的要快十到百倍。运动速度比预期的快，表示星团的整体质量比预期的要大，这些多出的、无法被观测到的物质就叫做黑暗物质（dark
matter)，或可引用南华大学吕应钟教授的翻译，称做「隐密物质」。 不过由于这个发现有很多其它可能的解释，比如：那些速度太大的银河是由外部闯入，正在通过后发星团附近：或者这些银河是位于地球与后发星团联机的中间某
处，被误为属于后发星团；或者是他们由于速度太大正在离开星团，只不过在地球观测的时间有限，还无法分辨出来。由于以上种种质疑，黑暗物质存在的可能在当
时并没有受到天文学家的重视。 到了1970年代，天文学家儒宾（V.C．Rubin)、佛立曼、詹姆士.匹柏 (P．James E．Peebles)
等人在测量螺旋状银河旋转的速度曲线时，发现了隐密物质存在的更强烈证据。天上有许许多多的螺旋状银河，我们太阳系所在的银河Milky
Way
也是其一。螺旋状银河像八脚章鱼一样有很多条旋转臂，每一条臂围绕着银河中心旋转，我们可以先测量出旋转的速度，再根据万有引力计算出离心力。由于银河的
形成已有数十亿到一百亿年以上的历史，是一个稳定的结构，因此离心力必须相等于向心力。而向心力就是万有引力，是由旋转臂轨道半径所形成圆球内的质量所提
供，因此由观察到的发光星球之分布就可以算出螺旋臂旋转的速度。相反地也可以由沿着银河半径所量到的旋转速度，去秤一秤银河内部质量的分布。 比如到了银河的边界，光度开始减弱，表示星球数目减少，也就是质量减少，那么旋转的速度也应该减少。但事实上量到的旋转速度并没有减小，而是一直保持很大，这就说明了银河中除了我们看得见的星球之外，还有很多我们看不见的物质，这些看不见的物质就叫做隐密物质。 隐密物质到底有多少呢?宇宙学家喜欢用一个参数——希腊字母ΩΩΩ
来代表宇宙质量的多少。Ω是这样定义的．若宇宙质量大到足够形成一个封闭的宇宙，也就是目前膨胀的宇宙最后会由于有足够万有引力的吸引而收缩回来塌陷，则
Ω大于1；若宇宙质量太小，万有引力的吸引力不足，宇宙永远地膨胀下去，形成一个开放的宇宙，则Ω小于1；若宇宙处于两者中间，膨胀与吸引达到完美的平
衡，则是一个“平”的宇宙，Ω等于1。 目前所知宇宙里可见的物质并不多，Ω约为0.05，但是宇宙学家从理论上推估，认为这个宇宙是“平”的，也就是Ω等于1，这表示宇宙中有95％的物质是看
不见的，是隐密物质。事实上以当时天文测量所发现的证据推算，Ω似乎不会大于0.4，即使是这样，隐密物质所占的数量也达Ω等于0.35，是可见物质的七
倍。 隐密物质的四种可能 30年来，宇宙学家对隐密物质到底是什么有很多猜测，一般而言有四种可能：第一种可能是假设隐密物质是行星，因为不会发光而看不到。但是我们通常假设行星
不会单独存在，而是围绕着恒星形成，因此行星再大也只有恒星的百分之几而已，所提供的Ω最多0.005不可能解释Ω大于0.35之事实。第二种可能是假设
隐密物质是比较暗的星体，像木星这样大小的恒星，尚未点燃，或已死亡的恒星像棕矮星、白矮星甚至黑洞，然而这些星球的总质量也是有限制的。 由“大霹雳核子合成学说”（Big Bang Nucleosynthesis, BBN)
来看，宇宙诞生的大霹雳爆炸发生之后，产生极高温像热汤一样及各式各样的粒子。当宇宙逐渐泠却，一般物质粒子像质子、中子、电子开始形成原子，主要是氢
(H)、氢的同位素氘（D)、氦3（3He)、氦4（4He)及锂
(7Li)
原子。氢及氦4原子是目前宇宙构成最主要的元素，大霹雳核子合成学说成功地预测这些元素的比率。而每种元素形成的数量与宇宙中重子（baryons)
的数量有密切的关系，因此只有当重子的质量Ω等于0.1时，大霹雳核子合成学说才能成功地解释目前宇宙中各种元素正确的比率。重子的质量Ω等于0.1比可
见物质Ω等于0.05要大，表示宇宙中真的有不少行星及死亡的恒星，这些星球可以称做黑暗物质，但是仍然不能解释Ω大于0.35的隐密物质。 第四种可能性是我们不是真正地了解引力定律，也许引力定律在像银河这样大尺度的范围，跟我们能够直接测量的小尺度范围是不一样的。虽然这种可能性很小，但也不能完全排除。事实上1983年以色列物理学家摩丹汉.米尔格洛母（Mordehai
Milgrom) 教授就提出一个理论，修正牛顿动力学（Modified Newtonian Dynamic,
MOND)，他提出一个假设：自然界存在一个加速度常数啊a0,就像万有引力常数G、普兰克常数h一样，是宇宙里的物理不变量。当物体受 力后的加速度远大于a0时，牛顿第二运动定律仍然成立，也就是力与加速度成正比，但是当加速度小于a0，则受力与加速度的平方成正比。 由于a0是一个太小的数值，目前实验还无法证实，但是可以用来解释为何螺旋状银河的旋臂转得太快的问题，并不需要用到隐密物质。也就是说如果这个理论正确，则隐密物质存在的证据就不成立了。由于这个理论只是现象理论，并没有深层理论的基础，因此不被大多数物理学家所接受。 反重力的隐密能量 1998年两组天文学家宣布了一项石破天惊的发现：我们这个宇宙充满了一种能量，可以抵抗万有引力，让宇宙膨胀地愈来愈快，叫做"隐密能量"（dark
energy)。目前的宇宙学告诉我们，宇宙是在137亿年前一个大霹雳爆炸中出现的，随着时间的演进，星云间的万有引力会逐渐降低膨胀的速度。但是这两
组天文学家在研究距离地球很远的银河超新星光强度的变化时，发现这些超新星的亮度此预期要暗。也就是它们与地球之距离比预期的要远10％到15％，这表示
宇宙膨胀的速度不但没有减慢，反而加快了。这种反重力的现象实际上在1917年就由爱因斯坦所提出，叫做“宇宙常数”，不过后来爱因斯坦又把它撤销，并声
称是他一生中所犯的最大错误。 2003年美国的威金森微波非等向性探测卫星（Wilkinson Microwave Anisotropic
Probe．WMAP)，以探测宇宙微波背景辐射所得的数据，配合上其它的数据像司隆（Sloan)数字天空调查（SIoan Digital
Sky Survey.
SDSS)所得上百万个银河的资料，再度证实宇宙具有大量的隐密能量。宇宙的膨胀非但没有减慢，反而愈来愈快。物理学家将WAMP及SDSS数据重迭，利用宇宙微波背景辐射做为光源来照射银河团，当光线经过重力场凹陷之处，电磁波波长有蓝位移的现 象，这表示有反重力存在而把时空结构拉开的缘故。 目前宇宙学家的共识是，宇宙中我们能看到、量到的物质，只占宇宙总能量的4％，具有万有引力的隐密物质占23％，具有抵抗万有引力的隐密能量占73％。也就是我们目前所认识的宇宙只有可怜的4％，还有很广大的未知世界等着我们去发掘探索。 隐密能量具有一些基本的物理性质，比如它不会发光，会产生巨大的负压力推动宇宙加速膨胀：它对银河及银河团似乎没有作用，因此它的分布在银河及银河团的尺度是很均匀的。由于它的压力与能量密度相当，比较像能量而不像物质，因此与隐密物质有根本的不同。 一般相信隐密能量就是物理上所谓的“真空能量”，或爱因斯坦广义相对论中所假设的
“宇宙常数”，它是均匀分布于空间且不会变化，因此不会和普通物质产生直接的引力作用。但是实际量到的隐密能量密度又比理论值小了太多太多，如果“真空能
量”真有作用，则其力量早就把原子分子的化学键扯断，而无法形成星球、银河及生命。 因此另一种理论由普林斯顿的宇宙论学者提出，认为隐密能量是一种叫做“第五类物质”
或“仙界物质”（quintessence）所构成。从宇宙诞生开始，它的能量密度较小但与物质的密度相差不远，随着宇宙的膨胀、银河团结构形成以后，"
第五类物质"能量的密度才逐渐超过物质的密度，它的负压力所引起的斥力才促使宇宙膨胀得愈来愈快。宇宙论学家还提出其它各式各样的理论来说明隐密能量的可
能成因，像宇宙拓朴缺陷网络所造成、纯量场（scallar
field)的自旋、佛立得曼（Friedmann)方程式(注)的崩溃等等，但丝毫没有共识。可以说隐密能量的来源是目前物理界最大、影响最深远的问
题。 信息场、隐密物质与隐密能量 我们由手指识字所发现的信息场，是超越四度时空的另一种存在，是一个看不见的世界，里面有各式各样的神灵。神灵有意识、有能量，可以和物质世界产生交互作
用。这种交互作用伴随着能量——就是质量——会产生万有引力，因此我们推测信息场与物质世界交互作用的能量，至少是构成隐密物质的一部分。 2003年4月14日我接到美国湾区K
C的电子邮件，告知发现小朋友做手指识字实验时，如果手中握有磁铁，则小朋友所看到的字会被放大。4月20日我赶紧试了一试我所训练的徐小妹妹，果然观察
到类似的现象。而且更进一步发现如果纸条放在磁铁的南极（S极)，则所看到的字会变大，但是如果放到磁铁北极，则字大小不受影响或会稍微缩小一些。4月
27日我再试了功能最高的T小姐，也观察到同样的现象。后来我们在核磁共振摄影室让受试者的手臂处于较大磁场之中，发现当磁场平行手臂时，则字大小下受影
响．．当磁场垂直手臂时，则看到的宇会变大。 显然手指识字所产生的物理现象会与磁场产生交互作用，而且与磁场的方向有密切关系。当然与磁场的作用也可能是与磁场所伴随的挠场产生作用，这尚需未来的实验厘清。 手指识字辨识神圣字汇时，如佛、菩萨、耶稣等字会连接上信息场的对应网站，表示信息网站的物理实质与手指识字所产生的心物合一物理现象是类似的。磁场会影
响手指识字信号的传递及解析过程，表示磁场会和信息场产生交互作用，这些交互作用的能量是隐密的，是目前科学所测量不出的能量形式。 至于隐密能量的"第五物质"或"仙界物质"在宇宙的分布很均匀，会产生抵抗万有引力的效果。我们猜想信息场内神灵的意识可以超越浩瀚的空间而存在，意识也可以操控物质，就像念力可以移动物体一样，很可能也是构成隐密能量的重要成分。 我们从磁场对手指识字的影响中，发现手指识字所产生的心物合一物理现象会受到磁场的干扰，而且与磁场的方向有关。由信息场的大灵竟然能控制汽车的例子，证
实了信息场可以侵入物质界，可以和物质界交互作用。我们相信这些目前科学上无法量测的能量形式，包括信息网站、神灵、交互作用的能量就是目前宇宙学中所发
现具有万有引力隐密物质的一部分。 至于具有抵抗万有引力的隐密能量，目前宇宙学家把它归于“第五类物质”或“仙界物质”所构成。我们猜测也许与信息场内神灵的意识有关，意识可以操控物质就
像念力可以移动物体一样，很可能也是构成隐密能量的重要成分，但是实际的机制并不清楚。值得欣慰的是，宇宙学研究宇宙最大结构的快速发展，已经和我们从人
体科学着手所得出的宇宙图象产生了交集。 注．．佛立得曼方程式是用来推导宇宙内质量密度与压力之关系，如何随时间而变化。
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