二零一一年諾貝爾物理獎(jiǎng)被授予三名天體物理學(xué)家：保穆特（S.Perlmutter）、施密特（B.P.Schmidt）和里斯（A.G.Riess），以表彰他們發(fā)現(xiàn)宇宙正在加速膨脹，從而證實(shí)暗能量的存在。這個(gè)消息剛一公布，就有好幾個(gè)人撰文為暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)者著名天文學(xué)家薇拉·魯賓（Vera Rubin）抱不平，認(rèn)為暗物質(zhì)的意義并不亞于暗能量，薇拉·魯賓不應(yīng)成為諾貝爾獎(jiǎng)的遺珠。

薇拉生于一九二八年。在還是個(gè)小女孩的時(shí)候，她就對(duì)天上的星星情有獨(dú)鐘。她臥室的窗戶朝向正北，在夜里，她經(jīng)常不睡覺，躺在床上睜大了眼睛凝望著夜空，一看就是數(shù)小時(shí)。她把流星的軌跡、星星的位置默記下來，第二天起床后繪制到筆記本上。日復(fù)一日的觀察讓她發(fā)現(xiàn)星星的位置隨著季節(jié)在不斷重復(fù)變化，整個(gè)星空都在動(dòng)！她覺得看星星比睡覺有趣多了。

薇拉能在天文學(xué)上成就一番事業(yè)，與父母從小對(duì)她的“縱容”大概也很有關(guān)系。她的第一架天文望遠(yuǎn)鏡就是在父親的協(xié)助下用一組郵購來的鏡片和硬紙板自制的。其觀測(cè)效果大概好不到哪兒去，不過畢竟拉近了星星與她之間的距離。有一次她利用這架自制的望遠(yuǎn)鏡拍攝夜晚劃過天空的流星，媽媽幫她把底片送去沖印，照相館的師傅提醒說這張底片是壞的，印出來就是一片黑加一條白道。她的媽媽卻堅(jiān)持要印——只為了不讓女兒失望。薇拉十四五歲時(shí)開始去華盛頓參加業(yè)余天文學(xué)愛好者俱樂部每月一次的活動(dòng)，為了安全起見，父親每次都會(huì)陪同前往。

據(jù)薇拉自己說，她在上中學(xué)時(shí)就已決定將來要以天文學(xué)為職業(yè)。不過她的一些老師卻不看好她能在科學(xué)領(lǐng)域有什么遠(yuǎn)大前程，有位老師在她畢業(yè)時(shí)甚至說“除了科學(xué)，你干什么都能干得不錯(cuò)”。這些老師的看法似乎對(duì)她并沒產(chǎn)生多大影響。中學(xué)畢業(yè)后，薇拉進(jìn)入著名女校瓦瑟學(xué)院（Vassar College，現(xiàn)已改為男女混收）學(xué)習(xí)，她是那屆畢業(yè)生中唯一一個(gè)天文專業(yè)的學(xué)生。薇拉在瓦瑟學(xué)院用三年時(shí)間完成了學(xué)業(yè)，畢業(yè)時(shí)的第一志愿是進(jìn)入普林斯頓大學(xué)繼續(xù)讀天文學(xué)。然而她的申請(qǐng)卻泥牛入海，連封回信也沒收到。事后方知普林斯頓的天文專業(yè)那時(shí)根本不招收女生（這個(gè)規(guī)矩直到一九七二年才改變）。后來大概是由于她丈夫在康奈爾大學(xué)物理系讀博士的原因，薇拉謝絕了哈佛大學(xué)的入學(xué)邀請(qǐng)，最終選擇進(jìn)入康奈爾大學(xué)物理系的天文專業(yè)攻讀碩士學(xué)位。那時(shí)康奈爾的天文專業(yè)規(guī)模很小，沒幾位教授，開的課也不多。所以除了天文，她也選了不少物理方面的課，這使她有機(jī)會(huì)師從費(fèi)曼（Richard Feynman，1918-1988，獲一九六五年諾貝爾物理獎(jiǎng)）、貝特（Hans Bethe，1906-2005，獲一九六七年諾貝爾物理獎(jiǎng)）等頂尖的物理學(xué)大師。

在薇拉開始考慮碩士論文題目時(shí)，她丈夫給了她一篇大爆炸宇宙論的奠基人之一伽莫夫（George Gamow，1904-1986）發(fā)表在《自然》雜志上的文章《轉(zhuǎn)動(dòng)的宇宙》。該文引起薇拉很大的興趣，她決定以宇宙中物質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)的特性為研究課題。整個(gè)宇宙實(shí)在太大，有點(diǎn)無從下手，她于是把注意力集中在了星系的轉(zhuǎn)動(dòng)特性上。她收集了一百零八個(gè)星系的數(shù)據(jù)，首先將宇宙膨脹的效應(yīng)扣除掉，然后把它們的運(yùn)動(dòng)方式繪制在一個(gè)球面上，希望能從中發(fā)現(xiàn)星系中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度分布的某些規(guī)律。這些研究工作為她日后推斷出暗物質(zhì)的存在打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

總的來說，薇拉的學(xué)路歷程可說是一波三折。她在一九五零年完成碩士論文并定在六月進(jìn)行答辯，然而沒想到答辯之前一個(gè)星期，答辯委員會(huì)成員之一的費(fèi)曼突然從康奈爾大學(xué)跳槽去了加州理工學(xué)院。不知是因?yàn)橘F人多忘事還是根本沒把一個(gè)碩士生的答辯當(dāng)回事，反正他連個(gè)招呼都沒打就不辭而別了。薇拉只好把答辯推遲到十月，以便另找人頂替費(fèi)曼的位置。這一耽擱把她搞得十分狼狽，因?yàn)槟菚r(shí)她已懷孕，預(yù)產(chǎn)期恰恰就是十月底。答辯委員會(huì)的另一成員肖（W.R. Shaw，1904-1995）為人處事的方式似乎也頗成問題，他閱讀了薇拉的論文后，認(rèn)為論文比較粗糙，但又說可以拿到同年十二月在賓夕法尼亞州哈弗福德召開的美國(guó)天文學(xué)會(huì)年會(huì)上去宣讀，同時(shí)還提出一個(gè)匪夷所思的建議：鑒于薇拉的孩子剛剛出生，可由他頂替她去哈弗福德，條件竟是論文只能以他一人的名義宣讀——也就是沒薇拉的份兒。這樣的要求實(shí)在太過無理，薇拉一口拒絕了，說“我自己能去”。去哈弗福德對(duì)薇拉來說并不容易，她既無汽車也不會(huì)開車，只好求父親送她一趟?？的螤柎髮W(xué)坐落在紐約上州的大山里，那時(shí)的公路也遠(yuǎn)不如現(xiàn)在好，頂風(fēng)冒雪開夜車到哈弗福德實(shí)屬不易，更何況車?yán)镞€有一個(gè)嬰兒！薇拉的父親多年后回憶那段旅程，認(rèn)為是他這輩子干的最提心吊膽的一件事。薇拉總算按時(shí)到了哈弗福德，宣讀了論文?？山Y(jié)果卻十分令人沮喪，許多與會(huì)者對(duì)她的數(shù)據(jù)和分析提出各種各樣的質(zhì)疑，其中不少是她這個(gè)初出茅廬的碩士生難以回答的。若不是著名天文學(xué)家史瓦西（Martin Schwarzschild，1912-1997）站出來解圍，她差點(diǎn)下不了臺(tái)?？傊痪湓挘瑤缀鯖]人相信她的分析和結(jié)論。她后來將論文先后寄給《天文期刊》和《天文物理期刊》，均被退了稿。

薇拉一九五一年從康奈爾大學(xué)畢業(yè)。同年夏天她丈夫獲得博士學(xué)位并決定去約翰·霍普金斯應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室工作。他選擇那里主要是考慮到薇拉可以有較多的機(jī)會(huì)繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，從而在不遠(yuǎn)的將來能圓她的天文學(xué)家之夢(mèng)。離開康奈爾之后，薇拉有差不多一年的時(shí)間待在家里相夫教子，應(yīng)該說那段生活還是很安逸的。但是她頭腦里根深蒂固的成為天文學(xué)家的夢(mèng)想還是不時(shí)令她寢食難安。即使是在當(dāng)家庭主婦的日子里，她也一直訂閱《天文物理期刊》。每當(dāng)收到新一期的《天文物理期刊》，都能讓她興奮、快樂半天。帶孩子去游戲場(chǎng)時(shí)，也經(jīng)常拿上一本《天文物理期刊》。然而夢(mèng)想和現(xiàn)實(shí)還是有很大距離的。她已經(jīng)有一個(gè)年幼的孩子，又懷了第二個(gè)，繼續(xù)學(xué)業(yè)的決心可真不好下。直到有一天她突然接到了伽莫夫打來的一個(gè)電話，伽莫夫詢問了一些與她的碩士論文有關(guān)的研究工作，并說在即將進(jìn)行的一次學(xué)術(shù)報(bào)告中準(zhǔn)備用到她的研究成果。這個(gè)電話最終促成薇拉下決心重返校園。經(jīng)過與伽莫夫協(xié)調(diào)，喬治城大學(xué)同意接受她為伽莫夫的博士研究生（伽莫夫并非喬治城大學(xué)的教授）。由于喬治城大學(xué)大部分的天文學(xué)課程是由校外的專家、學(xué)者講授的，她需要修的課全都是在晚間六點(diǎn)開始。為了支持薇拉完成學(xué)業(yè)，全家人都被動(dòng)員起來。在一次訪談中薇拉有這樣一段敘述：“我丈夫五點(diǎn)鐘離開辦公室，開兩英里車到華盛頓接上我母親，她會(huì)帶上她自己和我父親的晚餐。五點(diǎn)半我喂完孩子，他們的車也正好到。母親下車，在家照顧孩子。我?guī)еo丈夫的三明治上車。我丈夫再開車送我去學(xué)校。我上課時(shí)，他則先在車?yán)锍酝耆髦?，然后去圖書館看書、工作，等我下課。我父親下班后直接去我家，和母親一起吃晚餐?！彼牟┦繉W(xué)位實(shí)在讀得很辛苦。其一，她沒能申請(qǐng)到獎(jiǎng)、助學(xué)金（原因是“有更需要的人”），因而不得不自付相當(dāng)昂貴的學(xué)費(fèi)。其二，整個(gè)白天她都需要照顧兩個(gè)孩子，只有中午當(dāng)孩子們午睡時(shí)可以讀一小時(shí)的書。真正能集中精力寫論文的時(shí)間是從晚上七點(diǎn)到凌晨?jī)牲c(diǎn)，超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)常常搞得她精疲力竭。其三，伽莫夫是那種提出的想法常常令一般人無法理解的天才，不論在物理學(xué)界還是在天文學(xué)界都屬于觀念超前的非主流。他的個(gè)人形象也頗為亂七八糟，經(jīng)常在會(huì)議上打瞌睡，醒來后又問些人家已經(jīng)講過的問題；他還嗜酒，做報(bào)告時(shí)往往滿身酒氣。他給薇拉的論文題目具有相當(dāng)?shù)那罢靶院吞魬?zhàn)性，當(dāng)然也就不易完成。盡管客觀條件不甚理想，薇拉卻僅用了兩年就獲得了博士學(xué)位（一九五四年）。她的博士論文《星云分布在空間中的漲落》發(fā)表在一九五四年七月的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上，這次天文學(xué)界的反應(yīng)比哈弗福德會(huì)議上還糟——完全無人問津。

取得博士學(xué)位后，薇拉留在喬治城大學(xué)工作。一九六五年她成為卡內(nèi)基科學(xué)研究所地磁部的首位女研究員，這是她學(xué)術(shù)生涯的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在地磁部和她共用一個(gè)辦公室的是一個(gè)叫福特（Kent Ford）的儀器專家，他那時(shí)剛好發(fā)明了一種用來測(cè)量電磁波譜的儀器——影像管攝譜儀。利用這種新儀器，薇拉和福特進(jìn)行了一系列重要的觀測(cè)，其中對(duì)仙女座中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)尤為引人注目。薇拉在一九六八年的美國(guó)天文學(xué)會(huì)年會(huì)上報(bào)告了他們的結(jié)果，這一次與會(huì)者們對(duì)她的發(fā)言反應(yīng)相當(dāng)熱烈，著名天文學(xué)家閔可夫斯基（R.Minkowski）當(dāng)場(chǎng)對(duì)她說這篇論文應(yīng)馬上發(fā)表。但有一個(gè)問題一直困擾著她和福特，他們的數(shù)據(jù)顯示，遠(yuǎn)離仙女座中心的物體（恒星、氣體等等）圍繞中心運(yùn)行的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期的數(shù)值。學(xué)過牛頓力學(xué)的人都知道，以太陽系為例，離太陽越遠(yuǎn)的行星圍繞太陽運(yùn)行的速度就越快。然而在仙女座中似乎所有物體運(yùn)行的速度都差不多，就好像離中心越遠(yuǎn)，中心的質(zhì)量就變得越大似的。對(duì)這一現(xiàn)象最自然的解釋就是在仙女座中到處都充斥著某種雖然“看”不見但卻具有質(zhì)量、從而能產(chǎn)生引力的物質(zhì)。在仙女座之后，薇拉和福特又對(duì)幾十個(gè)其他星系進(jìn)行了相似的觀測(cè)，所有的數(shù)據(jù)都指向一個(gè)結(jié)論：宇宙中存在大量具有質(zhì)量但無法“看”見的神秘物質(zhì)——暗物質(zhì)。到七十年代末，暗物質(zhì)的存在開始逐漸被天文學(xué)界所接受，薇拉也終于成為一位重量級(jí)的天文學(xué)家，并在一九九六年獲得了天文學(xué)領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)——英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)拢窃摢?jiǎng)自一八二四年設(shè)立以來第二位獲此殊榮的女性。

支持暗物質(zhì)存在的另一個(gè)有力證據(jù)，來自于利用引力透鏡效應(yīng)所進(jìn)行的觀測(cè)。根據(jù)廣義相對(duì)論，引力透鏡效應(yīng)就是當(dāng)背景光源發(fā)出的光在引力場(chǎng)（比如星系、星系團(tuán)及黑洞）附近經(jīng)過時(shí)，光線會(huì)像通過透鏡時(shí)一樣發(fā)生彎曲。光線彎曲的程度主要取決于引力場(chǎng)的強(qiáng)弱，因而可以用來推斷星系、星系團(tuán)的總質(zhì)量。引力透鏡的原理是基于愛因斯坦一九三六年發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇短文。其實(shí)相關(guān)的想法和計(jì)算在他一九一二年的筆記里就有了，一直沒有發(fā)表的原因是他覺得“觀測(cè)到這種現(xiàn)象的可能性不大”。若不是一位友人極力慫恿，這篇論文也許永遠(yuǎn)都不會(huì)面世。事實(shí)上，愛因斯坦這一次完全估計(jì)錯(cuò)了。在他的論文發(fā)表半個(gè)世紀(jì)之后，引力透鏡效應(yīng)不但被觀測(cè)到了，而且成為估算星系、星系團(tuán)質(zhì)量的重要工具。利用引力透鏡，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)可能無處不在地均勻分布于宇宙之中，其總質(zhì)量占宇宙總質(zhì)量—能量的23%，約為所有可見物質(zhì)總質(zhì)量的將近六倍。

對(duì)星系中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的觀測(cè)和分析，以及從引力透鏡效應(yīng)得到的結(jié)果，令人信服地推論出暗物質(zhì)的存在，但這些畢竟只是間接的結(jié)論。到目前為止，人們還無法直接探測(cè)到暗物質(zhì)，因而除了知道暗物質(zhì)具有質(zhì)量之外，對(duì)它的其余物理性質(zhì)幾乎一無所知，當(dāng)然也無法建構(gòu)什么完備的理論。多年來，直接探測(cè)到暗物質(zhì)一直是物理學(xué)界的一大挑戰(zhàn)。在現(xiàn)階段，對(duì)暗物質(zhì)的探測(cè)大致有三種方法。第一種是守株待兔，在很深的礦井里建立探測(cè)器，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的等待，以期能觀察到某些用已知基本粒子與物質(zhì)間相互作用無法解釋的現(xiàn)象。第二種是主動(dòng)出擊，利用歐洲核子研究組織的大型強(qiáng)子對(duì)撞器（LHC），觀測(cè)在極高能量段是否有暗物質(zhì)產(chǎn)生出來。第三種是用地面上和太空中的大型、高靈敏度天文望遠(yuǎn)鏡觀察那些來自于物質(zhì)密度極高的星系中心發(fā)出的反常信息——物理學(xué)家們相信，在極高的密度下，暗物質(zhì)有可能與其他物質(zhì)碰撞并湮滅，從而發(fā)出一些反常的信息。遺憾的是，這三種方法至今都沒有獲得什么令人滿意的結(jié)果。

如果有一天暗物質(zhì)真的被直接探測(cè)到了，這無疑會(huì)大大增加薇拉獲得諾貝爾獎(jiǎng)的機(jī)會(huì)。問題是薇拉已經(jīng)年逾八十，能否等到這一天實(shí)在很難說。好在她自己對(duì)獲諾貝爾獎(jiǎng)似乎并不十分看重，她曾經(jīng)說過：“對(duì)我來講，我的數(shù)據(jù)比我的名字更有意義。如果在往后的歲月里，天文學(xué)家們?nèi)匀粫?huì)使用我的數(shù)據(jù)，那就是對(duì)我最大的獎(jiǎng)勵(lì)?！?/p>