仰望夜空，你会看到头顶万千闪耀群星，但看到最多的还是黑暗。你或许会将这些黑暗之处想象成空无一物的空间。但事实并非如此。如今，天文学家相信这里充满了不可见的“暗物质”。这种物质的粒子或许现在就飘浮着穿过你的身体，而你永远都不会察觉到，这是因为暗物质从根本上不同于一般物质。两者几乎从不相互作用，而且，暗物质较可见类型的物质要多得多—总量超过物质的五倍。

鉴于这一概念的古怪性，在很长一段时间里，天文学家不愿相信有暗物质存在的这件事也就无足为奇了。事实上，从第一次提出暗物质存在，到主流科学接受它真的存在，两者之间几乎相隔了半个世纪之久。

发现暗物质的人是瑞士天体物理学家弗里茨·扎维奇[23]，1925年，他接受了美国加州理工学院的一个职位之后，搬到了美国居住。在那里他的部分时间是用来做巡天观测的，这是一种常规性的天文工作，涉及给全天的天体做记录的工作内容。在此过程中，他的注意力被后发座星系团吸引了，这是一个庞大的星系团，位置距地球三亿两千万光年远。

扎维奇注意到这一星系团中的各个星系移动得极快—快到据他的测算，它们应该在很久以前就已经各自分散，相距遥远了。但与此相反，它们仍然作为一个星系团存在，并受到彼此的引力束缚。这令他十分困惑，因为他知道需要很大的引力才能抵消它们的速度。扎维奇做了计算以弄清确切的数字，这时事情开始变得奇怪。他估计所需要的引力是后发座星系团所有可见星系生成引力的五十倍。

也许大多数天文学家会认为自己在计算中犯了什么错误，但扎维奇对自己的工作很有信心，而且他并不会怯于跳跃性地得出宏大结论。他认定那里必然有大量额外的隐藏物质，令整个星系团受引力束缚而聚在一起。在一篇1933年刊发的德语文章中，他将这种物质描述为“暗物质”。

但根本没人理睬扎维奇的理论。部分原因是他的文章发表在一本德国期刊上，也就是说大半个说英语的天文学圈子都注意不到它。但是，更重要的是，他的想法非常离谱。如果一个人宣称宇宙中有什么是光学望远镜观测不到的，如行星或者燃尽的恒星，倒并不会引起争议，但扎维奇提出的却是，暗物质要比可见物质多得多，多出巨量的程度。自然而然地，天文学家会在接受如此极端的概念之前，想要更多的证据。

扎维奇很难找到盟友愿意认真对待他的怪想法，还出于一个更平凡的原因—他的同事们不是太喜欢他。他的个性是出了名地生硬粗鲁、暴躁易怒，极为固执己见，经常将那些敢于反对他观点的人称为“全方位浑蛋”（他形容一个人从任何角度看都是浑蛋时所用的词）。这一类行为不会让他的同事们多喜欢他。其结果是，暗物质的概念就这样默默无闻地凋零了。直到20世纪70年代，得益于薇拉·鲁宾[24]的工作，这一概念才终于重见光明。

正如扎维奇，薇拉·鲁宾也在其工作被接受的过程中经受了社会的挑战，但更令人沮丧的是，这种挑战缘于她的性别。当她开始职业生涯时，她是仅有的几名女性天文学家之一，在这个男性主导的职业领域，你必须竭尽全力争取被认真对待。扎维奇只会对那些反对他的人发怒，鲁宾却耐心地收集越来越多的数据。最终，人们无法再忽略她所说的一切。

鲁宾研究的是单个星系，而不是整个星系团，但和扎维奇一样，她注意到它们的运动有些奇怪之处。她研究的这些星系的外缘旋臂运动得太快了。以它们的速度，这些旋臂应该已经完全脱落，除非有什么额外的引力物质使它们保持原样。1970年，她与天文学家肯特·福特一起发表了一篇文章。文章中提出：为了解释仙女座星系旋臂旋转的速度，该星系需要包含几乎十倍于可见物质的质量。

在接下来的几年里，鲁宾和福特继续提供了更多星系类似的观测数据，而其他研究者证实了他们的发现。到了20世纪70年代末，科学观念已经决定性地倒向了支持暗物质存在的一边。科学界的共识是，简单来说，并无其他办法可以解释所有这些数据。

但暗物质到底是什么呢？扎维奇认为它不过是不可见的常规物质，但是如果这是真的，除了通过其引力效应，应该还有多种方式能探测到暗物质的存在。天文学家尝试了各种方法，但都一无所获。渐渐地，人们转而相信暗物质肯定是由某种更奇怪的东西构成。

人们已考虑并否决了一长串清单上的备选物质，并由此引出了目前最流行的假说，认为暗物质肯定是某种不为人知的亚原子粒子，除了通过引力，不与常规物质相互作用。这种物质很可能无处不在，但它会在围绕星系的巨大光环中汇聚，而这些巨大的光环也正是暗物质形成的地方。

然而，至今所有想直接探测到暗物质粒子的尝试都失败了，这导致一些怀疑论者开始质疑这种物质是否真的存在。他们暗示，那些被归因于暗物质的效应或许实际上是由（与较小的太阳系尺度相对的）星系尺度上引力的不同作用造成的。这种替代性理论第一次是由以色列物理学家莫迪凯·米尔格罗姆于1983年提出的，被称为“修正牛顿动力学”或“MOND理论”，该模型很好地解释了单个星系的运动，但在解释整个星系团的运动时就远没那么好用了。

然而，对大多数科学家而言，改写万有引力定律的想法近乎异端。出于这个原因，修正牛顿动力学吸引的支持者不过屈指可数。但是，只要暗物质支持者还不能通过探测到这种物质的粒子而彻底结束争议，修正牛顿动力学也就尚存希望，而且，暗物质无法被直接探测到的时间越久，就有越多关于它的怀疑浮出水面。这意味着尽管扎维奇的奇怪想法现在已经被主流科学界所接受，但仍然有很小却真实存在的概率，有一天其命运会再次改变，令它成为一个古怪而成了真，最后可能又会被否定的理论。