研究暗物質(zhì)有什么用

劉浩

當(dāng)人們已經(jīng)習(xí)慣使用暗物質(zhì)和暗能量這些類似于宇宙“幽靈”的名詞來描述宇宙的時(shí)候，卻仍無法尋找到這些無處不在的黑暗“幽靈”。

我們花費(fèi)了這么大的精力尋覓暗物質(zhì)，而且很多的嘗試都是基于并沒有很大把握的猜測，這么做到底值不值？還有，探測到了暗物質(zhì)能有什么用？如果探測不到，豈不成了耗費(fèi)巨大的無用功？

我們先來聊一聊“探測到了暗物質(zhì)能有什么用”這個(gè)問題。實(shí)事求是地講，很可能沒什么用：你吃不上一頓暗物質(zhì)做的大餐，暗物質(zhì)做的衣服都不能穿，用暗物質(zhì)建造的大樓可能也并不能遮風(fēng)擋雨……因?yàn)榘滴镔|(zhì)的相互作用很弱，它在我們的生活中起不了任何作用。這是基于我們對暗物質(zhì)僅有的一點(diǎn)點(diǎn)認(rèn)識所能得出的結(jié)論。當(dāng)然，也許我們的想象力是匱乏的，因?yàn)槲覀儗Π滴镔|(zhì)確實(shí)所知甚少。

然而，從科學(xué)的角度來說，探測到暗物質(zhì)粒子并弄清楚它的屬性，必將帶來基礎(chǔ)物理學(xué)的革命性突破，極大地拓展和深化我們對物質(zhì)組成及其相互作用的認(rèn)識。這種科學(xué)的拓展對人類社會有什么具體影響目前尚無法預(yù)期，但我們可以從歷次科學(xué)技術(shù)革命對世界產(chǎn)生過的深遠(yuǎn)影響去評判。萬有引力定律不僅幫助我們理解了蘋果為什么會下墜，還幫助我們將衛(wèi)星送上了天；熱力學(xué)的發(fā)展讓我們在炎熱的夏天用上了涼爽的空調(diào)；電磁理論讓我們可以收聽廣播、收看電視，還可以和遠(yuǎn)方的親人進(jìn)行視頻通話；核物理理論是一把雙刃劍，既可以高效地產(chǎn)生能源，也誕生了讓人不寒而栗的大規(guī)模殺傷性武器。如此種種，不勝枚舉。

目前直接看得見的用處是，在探測暗物質(zhì)的過程中，我們附帶發(fā)展出了一系列高、精、尖的技術(shù)。暗物質(zhì)探測是極具挑戰(zhàn)性的事情，因此也對實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)施要求非常高，為了盡可能地提高靈敏度，科學(xué)家們竭盡所能制造出最精密、最靈敏的儀器。這些高端技術(shù)將很可能對我們工業(yè)水平的提升帶來好處。例如半導(dǎo)體材料的提純技術(shù)，暗物質(zhì)探測實(shí)驗(yàn)所要求的半導(dǎo)體材料純度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前的工業(yè)水平，因此研發(fā)相關(guān)技術(shù)對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)非常重要。

那么，探測不到暗物質(zhì)怎么辦？如果我們一直探測不到暗物質(zhì)，那就存在兩種可能性：一是探測器靈敏度不夠，或者是我們找錯(cuò)了地方，或者是暗物質(zhì)根本沒有我們期望的弱相互作用；二是有可能暗物質(zhì)并不存在，我們理解引力的方式需要改變。無論哪種情況，都是在增長我們的認(rèn)識?？茖W(xué)史上失敗的嘗試并不罕見，甚至可以說是很常見，而這種失敗也并非毫無價(jià)值。暗物質(zhì)探測的終點(diǎn)在哪里，我們無從得知。

對于探測暗物質(zhì)究竟值不值得的問題，相信你的心中已有了答案。