H莫德海·米尔格罗姆(Mordehai Milgrom)在谈到一位同事拜访他在魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的办公室时说。米尔格罗姆介绍了我们，告诉我他的朋友正在走廊那头的一个项目中寻找暗物质的证据。
他的同事反驳道:“没有‘暗物质研究者’和‘MOND研究者’。”
“我是‘MOND的人’，”米尔格罗姆自豪地宣称，他指的是修正牛顿动力学理论，他的理论修正了牛顿物理学，而不是假设暗物质和暗能量的存在。根据宇宙学的标准模型，暗物质和暗能量占宇宙总质量-能量含量的95.1%。
这一友好的事件表明了米尔格罗姆冷静的堂吉诃德式的性格。这位70岁的物理学家在以色列炎热的夏天穿着短裤，每当他兴奋的时候，他的声音就会变弱，这几乎让人误解。从他令人愉快的举止中，丝毫看不出他自称是修正牛顿物理学的第三个人:先是马克斯·普朗克(用量子理论)，然后是爱因斯坦(用相对论)，现在是米尔格罗姆。
今年是米尔格罗姆在魏茨曼工作的第50个年头。我去那里拜访了他，想了解更多作为一个科学特立独行者的感受，以及他对托马斯·库恩的欣赏之处《科学革命的结构》以及为什么他认为暗物质和暗能量不存在。
是什么激励你献身于恒星的运动?
我还清楚地记得物理学是如何打动我的。当时我16岁，我想:这是一种理解事物如何运作的方法，远远超出了我的同龄人的理解。这不是一个长期的计划。这是每天的景点。我只是喜欢物理，就像其他人喜欢艺术或运动一样。我从未想过有一天会有重大的发现，比如纠正牛顿的错误。
也许我们应该修正牛顿定律，而不是仅仅为了符合我们的测量而创造出一种全新的物质。
我在学校有一个很棒的物理老师，但当你学习教科书材料时，你是在学习交易。你仍然看不到为取得科学突破所付出的努力，当事情还不清楚，凭直觉取得进展时，往往会出错。学校可不会教你这些。他们告诉你科学总是在进步的:你有一个知识体系，然后有人发现了一些东西，并扩展了这个知识体系。但事实并非如此。科学的进步决不是直线的。
你是怎么和暗物质问题扯上关系的?
在我博士快毕业的时候，这里的物理系想要扩张。所以他们让三位研究粒子物理学的顶尖博士生选择一个新的领域。我们选择了天体物理学，魏茨曼研究所和国外的一些机构联系，让他们接受我们做博士后。于是我去了康奈尔大学填补我在天体物理学方面的空白。
在从事了几年高能天体物理学，研究太空x射线辐射的物理之后，我决定转向另一个领域:星系动力学。那是在第一次详细测量螺旋星系恒星运行速度的几年之后。测量结果有个问题。
要理解这个问题，我们需要思考一些天体的旋转。我们的行星围绕着太阳运行，而太阳又围绕着银河系的中心运行。在太阳系内部，来自太阳质量的引力和行星的速度处于平衡状态。根据牛顿定律，这就是为什么太阳系最内层的行星水星以每小时超过10万英里的速度绕太阳运行，而最外层的行星海王星以每小时超过1万英里的速度爬行。
现在，你可能会假设同样的逻辑也适用于星系:恒星离星系中心越远，它围绕星系旋转的速度就越慢;然而，在更小的半径范围内，测量结果与牛顿物理学的预测一致，而更远的恒星被证明比我们在这些星系中看到的质量的引力所预测的移动速度要快得多。20世纪70年代末，当射电望远镜能够探测和测量星系外围的冷气体云时，观测到的间隙变得更大了。这些云环绕银河系中心的距离是恒星的五倍，因此这种异常现象成为了一个重大的科学难题。
解决这个难题的一种方法就是添加更多的物质。如果星系中心的可见质量太少，无法解释恒星和气体的速度，那么可能存在比我们看到的更多的物质，我们看不见的物质，暗物质。
是什么让你第一次质疑暗物质的存在?
让我印象深刻的是这种异常现象的规律性。旋转速度不仅比预期的大，而且随着半径的增大而变的恒定。为什么?当然，如果有暗物质，恒星的速度会更大，但旋转曲线，也就是绘制成半径函数的旋转速度，仍然可以根据其分布上下波动。但是他们没有。这让我觉得很奇怪。所以，在1980年，我带着以下的预感去了普林斯顿高等研究院休假:如果转速是恒定的，那么也许我们看到的是一种新的自然法则。如果牛顿物理学不能预测固定的曲线，也许我们应该修正牛顿，而不是创造一种全新的物质来满足我们的测量。
如果你要改变在我们的太阳系中运转良好的自然法则，你需要找到一个将太阳系与星系区分开来的属性。所以我做了一张不同性质的图表，比如尺寸、质量、旋转速度等等。对于每个参数，我放入了地球、太阳系和一些星系。例如，星系比太阳系大，所以也许牛顿定律在大的距离上不起作用?但如果是这样的话，你会认为旋转异常会在更大的星系中变得更大，而事实上并非如此。所以我划掉了那个，然后去看下一个。
最后，我在加速方面找到了答案:物体速度变化的速度。
我们通常会想到地面上的汽车朝着同一个方向加速，但想象一下旋转木马。你可以在兜圈子的同时加速。否则，你就会摔下来。天上的旋转木马也是如此。正是在加速度方面，我们发现了在尺度上的巨大差异，这一差异证明了修改牛顿定律是合理的:恒星绕星系中心运行时的正常加速度，大约是地球绕太阳运行时的1亿分之一。
对于这些小的加速，MOND引入了一个新的自然常数，叫做一个0．如果你在高中学过物理，你可能还记得牛顿第二定律:力等于质量乘以加速度，或者F＝马．虽然这是一个非常好的工具，当处理的加速度远远大于一个0例如那些围绕着我们太阳的行星，我认为在明显较低的加速度下，甚至比围绕着银河系中心的太阳的加速度还低，力与加速度的平方成正比F＝马2/一个0．
换句话说，根据牛顿定律，恒星离星系中心越远，其围绕星系中心的旋转速度就越小。如果MOND是正确的，它应该会达到一个恒定值，从而消除对暗物质的需求。
你在普林斯顿的同事是怎么想的?
我没有和我在普林斯顿的同事分享这些想法。我害怕让人觉得我疯了。然后，在1981年，当我已经对MOND有了一个清晰的概念，我不想让任何人跳上我的车，可以说，这更疯狂当你思考它的时候。不用说[笑着说没有人跳上我的马车，即使我非常想让他们跳。
你当时35岁，你提出要修复牛顿。
为什么不呢?有什么大不了的?如果有什么不能工作，就去解决它。我并不是想逞胆。我那时非常naïve。我不明白科学家和其他人一样会受到习俗和兴趣的影响。
像托马斯·库恩的《科学革命的结构》．
我喜欢那本书。我读了好几遍。它向我展示了我的人生故事是如何发生在历史上许多其他科学家身上的。当然，取笑那些曾经反对我们现在所知的优秀科学的人很容易，但我们有什么不同吗?库恩强调，这些反对者通常是优秀的科学家，有充分的理由反对。只是持不同政见者通常对事物有自己独特的观点，而其他人并不认同。我现在嘲笑它，因为MOND取得了这样的进步，但有时我感到沮丧和孤立。
做一个特立独行的科学家是什么感觉?
总的来说，过去的35年是令人兴奋和有回报的，正是因为我一直在倡导一种特立独行的范式。我天生是一个孤独的人，尽管有令人畏惧和怀疑的时候，我更喜欢这样，而不是随波逐流。我很自信的基本有效性蒙德从一开始,它帮了我很多在接受这一切,但是有挥之不去的反对蒙德两大优势:首先,它给了我时间来做出更多贡献蒙德比我社区跳上了蒙德车。其次，一旦MOND被接受，对它的长期和广泛的抵制只会证明它是一个多么重要的想法。
到我在普林斯顿的休假结束时，我已经秘密地写了三篇向世界介绍MOND的论文。然而，出版它们就完全是另一回事了。一开始我把我的核心论文寄给了一些杂志自然和天体物理学杂志通讯》上，结果几乎是马上就被拒绝了。花了很长时间，三篇论文才并排发表天体物理学杂志》上．
第一个听到MOND的人是我的妻子伊冯。坦白地说，当我说这句话的时候，我的眼泪夺眶而出。伊冯不是科学家，但她一直是我最大的支持者。
将MOND纳入爱因斯坦物理学不再是一个挑战。
第一位支持MOND的科学家是另一位特立独行的物理学家:已故的雅各布·贝肯斯坦教授，他是第一个提出黑洞应该有一个明确定义的熵的人，后来被称为贝肯斯坦-霍金熵。在我提交了最初的MOND三部曲后，我把预印本发给了几位天体物理学家，但雅各布是第一个和我讨论MOND的科学家。他从一开始就充满热情和鼓励。
慢慢地，这种对暗物质的微小反对从两位物理学家发展到几百名支持者，或者至少是认真对待MOND的科学家。暗物质仍然是科学界的共识，但MOND现在是一个强大的对手，宣称皇帝没有衣服，暗物质是我们这一代的以太。
那么发生了什么?就暗物质而言，什么都没有。许多寻找暗物质的实验，包括大型强子对撞机、许多地下实验和一些太空任务，都未能直接观测到它的存在。与此同时，MOND能够准确地预测越来越多的螺旋星系的旋转——准确地说，到目前为止超过150个星系。
所有的东西吗?一些论文声称，MOND无法预测某些星系的动力学。
这是真的，而且完全没问题，因为MOND的预测是基于测量的。仅考虑到有规律的可见物质的分布，MOND就可以预测星系的动力学。但这个预测是基于我们最初的测量。我们测量从一个星系射入的光来计算它的质量，但我们通常不知道到那个星系的确切距离，所以我们不确定那个星系到底有多大。还有其他变量，比如分子气体，我们根本无法观测到。是的，有些星系并不完全符合MOND的预测，但总而言之，我们有足够的星系数据一次又一次地证明MOND是正确的，这几乎是一个奇迹。
你的对手说MOND最大的缺陷是它与相对论物理的不相容。
2004年，贝肯斯坦提出了他的相对论引力理论(TeVeS)。从那时起，几个不同的相对论MOND的公式被提出，包括我提出的一个，称为Bimetric MOND，或BIMOND。
所以，不，将MOND纳入爱因斯坦物理学不再是一个挑战。我仍然听到这种说法，但只是从那些人云亦云的人那里听到的，而这些人自己并没有跟上过去10年的发展。MOND有几个相对论版本。仍然存在的挑战是如何证明MOND可以解释宇宙学中的质量异常。
宇宙学家经常提出的另一个论点是，暗物质不仅在星系内部的运动中是必需的，在更大的尺度上也是如此。MOND对此有什么看法?
根据大爆炸理论，宇宙起源于138亿年前的一个统一奇点。而且，就像在星系中一样，对早期宇宙背景辐射的观测表明，宇宙中所有物质的引力不足以在138亿年内形成我们现在看到的不同模式，比如星系和恒星。再一次，暗物质被召唤来拯救:它不发射辐射，但它确实与可见物质有引力作用。因此，从20世纪80年代开始，新的宇宙学教条认为暗物质构成了宇宙中95%的物质。一直持续到1998年炸弹袭击我们。
事实证明，宇宙的膨胀是在加速，而不是像我们所有人最初认为的那样在减速。任何形式的真实物质，无论是否黑暗，都应该减缓加速度。于是一种全新的实体被发明了:暗能量。现在公认的宇宙学是，宇宙由70%的暗能量，25%的暗物质和5%的常规物质组成。
MOND的常数等于光速的平方，除以宇宙半径
但暗能量只是权宜之计，就像暗物质一样。就像在星系中一样，你可以发明一种全新的能量类型，然后花数年时间试图理解它的性质，或者你可以尝试修正你的理论。
除此之外，MOND指出星系和宇宙学的结构和动力学之间有着非常深刻的联系。这在公认的物理学中是预料不到的。星系是宇宙大尺度内的微小结构，这些结构可以有不同的行为，而不会与当前的宇宙学共识相矛盾。然而，MOND创建了这个连接，将两者绑定在一起。
这种联系令人惊讶:不知什么原因，的MOND常量一个0接近于宇宙本身的加速度。事实上，MOND的常数等于光速的平方，除以宇宙半径。
所以，确实，对于你的问题，这个难题目前是有效的。MOND还没有足够的宇宙学，但我们正在研究。一旦我们完全理解了MOND，我相信我们也将完全理解宇宙的膨胀，反之亦然:一个新的宇宙学理论将解释MOND。那不是很神奇吗?
你对将MOND和量子力学结合起来的统一物理理论有什么看法?
这些都让我想起了我1999年的论文“作为真空效应的MOND”，论文中指出，像我们这样的宇宙中的量子真空可能会在星系中产生MOND行为，宇宙常数以MOND加速常数的伪装出现，一个0．但我非常高兴看到这些主张提出，特别是因为它们是由传统MOND社区之外的人提出的。其他背景的研究人员对MOND产生兴趣，并为进一步了解其起源带来新的思路是非常重要的。
如果你有一个统一的物理理论来解释一切呢?然后什么?
你知道，我不是一个虔诚的人，但我经常想到我们的小蓝点，以及我们物理学家在这里所做的艰苦工作。谁知道呢?也许在那里的某个地方，在那些我花了一生研究的星系中，已经有了一个已知的物理学统一理论，其中包含了MOND的变体。但我又想:那又怎样?我们做数学题还是很开心的。即使宇宙根本没有注意到，我们仍然有尝试用我们的头脑去理解宇宙的兴奋感。
Oded Carmeli是一名来自以色列特拉维夫的科学记者和诗人。
主要图像:Mordehai Milgrom功劳:魏茨曼研究所
这篇文章最初发表于鹦鹉螺的宇宙2017年2月。
