諾獎對話Adam Riess：中國科研任重而道遠

精彩呈現(xiàn)：

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我們的節(jié)目經(jīng)常有跟著名科學家的對話，最近世界頂尖科學家協(xié)會與今日頭條幫我聯(lián)系到了一位諾貝爾獎得主亞當·里斯（Adam G. Riess），他和另外兩位科學家索爾·珀爾馬特（Saul Perlmutter）和布萊恩·施密特（Brian P. Schmidt）因為發(fā)現(xiàn)宇宙在加速膨脹獲得了2011年的諾貝爾物理學獎。

宇宙在加速膨脹是什么意思？這話的基礎(chǔ)是宇宙在膨脹。這對很多人可能還覺得不可思議，但對科學界來說早已是一個常識。

是在一百年前由哈勃等人的觀測確定的。把時間反演回去就可以推測出宇宙開始于大約137億年前的一場大爆炸，那時宇宙只有一個點，知道了宇宙在膨脹之后人們就非常關(guān)心宇宙的結(jié)局。二十多年前我上學的時候經(jīng)常在科普書中看到這樣的說法，宇宙可能的結(jié)局有兩種：一種是物質(zhì)之間的引力足夠強使得膨脹轉(zhuǎn)為收縮，最后宇宙重新收縮成一個點；另一種是引力不夠強使得膨脹雖然減速但不轉(zhuǎn)為收縮，宇宙無限地膨脹下去。究竟是哪種取決于宇宙中總的質(zhì)量，目前還沒有測量清楚。

然而現(xiàn)在大家再去看科普書就會發(fā)現(xiàn)這個說法已經(jīng)消失了，現(xiàn)在的標準說法是宇宙的膨脹不是在減速而是在加速，這是一個完全出人意料的發(fā)現(xiàn)，壓根不在最初的兩種猜測之中。

事實上，這三位諾貝爾獎得主剛開始觀測時目標是測量宇宙膨脹的減速，然而，當觀測結(jié)果收集到足夠多時結(jié)論卻變成了宇宙膨脹在加速，這讓他們自己都非常震驚，懷疑自己做錯了。直到反復(fù)確認確實是加速才發(fā)表出來，立刻就轟動全球科學界，被評為1998年最大的科學突破。這是一個驚人的例子，說明直到最近人類仍然在不斷發(fā)現(xiàn)宇宙的重大奧秘，我們隨時都可能遭遇新的震撼。有人以為科學的發(fā)展已經(jīng)停滯了，這是完全錯誤的。那么亞當·里斯等人是如何發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹的？加速膨脹的原因是什么？宇宙的結(jié)局將通向何方？下面我們就來和里斯教授連線。

順便說一句里斯教授其實非常年輕，生于1969年，現(xiàn)在只有53歲，2011年獲獎時只有42歲，但從這個典型的科學家外形就能一眼看出這是一位強者。

袁嵐峰：下一個問題是聯(lián)合國宣布今年為國際基礎(chǔ)科學促進可持續(xù)發(fā)展年，您對基礎(chǔ)研究怎么看？基礎(chǔ)研究如何促進可持續(xù)發(fā)展？

亞當·里斯：好的。我認為基礎(chǔ)研究極其重要，我們經(jīng)常不知道它會帶我們?nèi)ネ畏剑绻阊芯窟^科學史就會發(fā)現(xiàn)科學史與技術(shù)史密切相關(guān)。如果我們來看一下科學史的發(fā)展曲線以及技術(shù)史的曲線，會發(fā)現(xiàn)兩者是一致的，只有一點延遲，因為技術(shù)源自于科學而技術(shù)通常會讓我們的生活更好。因此，我認為我們必須記得當我們在做科學研究時，你可能不能總是立刻看出它有什么技術(shù)前景，這正是為什么你必須要做基礎(chǔ)研究，但技術(shù)隨后而來。

以愛因斯坦為例，100年前他發(fā)展出了一種新的引力理論，但我們花了幾十年的時間才找到應(yīng)用領(lǐng)域。比如你手機里的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以為你精確定位，除此以外還有很多應(yīng)用。因此，如果你去問1916年的愛因斯坦這個理論有什么用，他會說我不知道，我只是在嘗試理解引力。我們科學家為了理解各種現(xiàn)象而提出問題，有時候會有應(yīng)用但并不是立即產(chǎn)生。

袁嵐峰：是的，尤其對您而言，對于天文學，尤其對于宇宙學，人們會問這有什么用處。

亞當·里斯：沒錯，但隨著我們對物理學基本定律理解得越來越好，這也正是我們一直在嘗試理解的。根據(jù)過去的經(jīng)驗對基本定律的研究，通常都能催生重要的應(yīng)用技術(shù)，但要說清楚，我們不能保證一定能應(yīng)用，我們也是在回答我們的好奇心。如你所知，一種我們當中的很多人都有的品質(zhì)。

我經(jīng)常說 世界上有兩種人，一種是有好奇心的，一種是沒有好奇心的。跟沒有好奇心的人很難談話，如果人們沒有好奇心，你很難讓他們產(chǎn)生好奇心。好奇心看起來就是當你想知道某些事情的答案，你知道自己想知道，你知道你不會總是說它有應(yīng)用，但是它可能會有應(yīng)用。因此我經(jīng)常和有好奇心的人交流，因為我們能自我確認，我們會說，哦，我也一直想知道那個，我們也是。所以如你所知，我的工作就是嘗試回答我們的好奇心。

袁嵐峰：沒錯，所以我經(jīng)常向公眾強調(diào)，滿足好奇心本身就是一種偉大的價值，我們應(yīng)該尊重這種價值，這是科學最重要的價值之一。

亞當·里斯：我不能同意得更多，我完全同意。如果說有人曾經(jīng)是小孩子，這話說的是每個人，你記得當你是小孩子的時候，你對世界上的許多東西都多么好奇，然后你會努力去得到答案。但你不得不意識到，當你長大后我們實際上并沒有所有的答案，有一些問題我們?nèi)匀辉趯で蟠鸢?，這才是真正令人著迷的地方。

袁嵐峰：所以讓我們回到關(guān)于哈勃常數(shù)的另一個問題，有一點一直非常吸引我，那就是您發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹在加速時并不知道哈勃常數(shù)的精確值，對嗎？您只是測量了哈勃常數(shù)的變化，對嗎？

亞當·里斯：是的，沒錯，就是這樣。這實際上是因為科學的工作方法以及測量的工作方法，有時測量某些東西如何變化比精確測量它本身更容易。我可以舉個例子，一個可以膨脹的東西可能是一塊海綿或諸如此類的東西，你知道我可以拿一把量尺，可以測量海綿如何隨時間膨脹。然后也許有人會問，很好，那么海綿到底有多大。然后我可能意識到，等等，我不確定我的量尺是否準確，也不確定它是否經(jīng)過正確校驗。然后你回答，應(yīng)該沒關(guān)系，對于我剛才測量的它的變化來說，我只是不知道它的絕對值是否真正正確，這些可能成為不同的科學問題，我們正在奮力解決的問題。

袁嵐峰：您如何看待科學研究中有些事很難，但卻是正確的，你如何看待這種情況？

亞當·里斯：我如何看待有些事很難但后來被證明是正確的？通常你的第一個答案，可能是也可能不是正確答案。在科研中你得到一個答案，然后反反復(fù)復(fù)做實驗去證明它，用不同方法證明，使用不同的工具在不同的時間重復(fù)實驗，如果這個答案是科學，是正確的，結(jié)果就不會變。如果你只是某天得出一個奇怪的答案，但第二天卻無法重復(fù)得出，那這個答案很可能就是錯的。這就是我們的研究過程，即使有些問題難以回答，你也要努力弄清它是否正確。

袁嵐峰：我想起另一個問題，因為去年我和巴里·巴里什教授做過對談。他因為發(fā)現(xiàn)引力波獲得諾貝爾獎，他們的方法是測量激光干涉，這是一種非常精確的測量，你們的設(shè)備和他們的設(shè)備有什么聯(lián)系嗎？

亞當·里斯：可能有聯(lián)系，但首先我要說，他們發(fā)現(xiàn)的引力波是愛因斯坦引力理論的一個預(yù)言。所以如你所知，這對我們非常有趣，我們知道來自愛因斯坦引力理論的大多數(shù)預(yù)言似乎都是正確的。這給了我們很大的信心，而且引力波也可能作為另一種測量宇宙膨脹速度的方法，所以我們對此很感興趣。

袁嵐峰：這也是另一種測量哈勃常數(shù)的方法，是嗎？

亞當·里斯：是的，沒錯。有一種測量方法叫做“標準汽笛”，與我們所謂的“標準燭光”相似。它不是通過物體的亮度進行測量，而是通過引力波的強度去測量，盡管這種方法還在發(fā)展中，但我們一直在密切關(guān)注。

袁嵐峰：非常感謝。最后一個問題是您跟中國科學家的合作多嗎？有沒有有趣的故事？

亞當·里斯：我和許多中國科學家都有過合作，尤其在我的約翰·霍普金斯大學團隊中，現(xiàn)在我的團隊中就有兩名中國科學家。與那些已經(jīng)在美國工作的中國科學家合作相對要容易一些，因為遠程合作要克服很多困難，中美的時差很大，很難實時合作，但多數(shù)情況下我也會和短期到訪美國的中國科學家合作。

袁嵐峰：您來中國開展合作過嗎？

亞當·里斯：我來中國合作過嗎？我已經(jīng)有幾年沒到中國了自從疫情以來，很遺憾，也許疫情結(jié)束后，我可以回到中國和中國科學家面對面交流溝通。

袁嵐峰：好的，非常歡迎您，我們期待在中國見到您。您覺得中國的科研和教育現(xiàn)狀如何？您有什么建議？

亞當·里斯：我想重要的是教給人們對科學的基礎(chǔ)理解，然后在此基礎(chǔ)上發(fā)展。有時我和中國同事交流時，他們非常關(guān)注下一代應(yīng)用技術(shù)，我很理解。但基礎(chǔ)研究也非常重要，可以為人們理解技術(shù)而打下更廣泛的基礎(chǔ)，就像某種東西你不能通過直接走向它們就拿到它們，但你知道必須要在它的周圍添磚加瓦，這樣當你接觸到它時就會更堅實。

袁嵐峰：所以您對中國科學和教育的建議是從更廣泛的層面（打下科研基礎(chǔ)）， 是嗎？

亞當·里斯：是的。

袁嵐峰：謝謝，最后您對中國人民有什么想說的嗎？

亞當·里斯：是的，我很欣賞他們對科學的激情和興趣，正是這種激情和興趣讓我們走到了一起。當我們思考科學時，我們很快意識到自己不是美國人、不是中國人、不是日本人，我們只是生活在一個漂浮在宇宙空間中的微不足道的小點上的公民。

袁嵐峰：暗淡藍點。

亞當·里斯：是的，我們一起努力理解我們將去往何方，發(fā)生了什么，我們是如何到達這里的，外面又是什么，這是我們共同面臨的問題。其他的一切實際上都不重要，比如你住在這個小點上的哪個位置。

袁嵐峰：所以科學是我們在這顆星球上所有的最好的東西。

亞當·里斯：這種全新的角度能夠重塑我們的觀點，給了我們一種新的觀點。

袁嵐峰：好的，觀點。沒錯，關(guān)于宇宙的命運諸如此類。好，非常感謝。

彩蛋環(huán)節(jié)

袁嵐峰：很高興見到你，實際上近年來我的主要工作就是科普，這就是為什么我會花這么多時間到科普中去，閱讀您的材料。

亞當·里斯：非常棒，科普是特別重要的一項工作。我估計在中國科普工作者不像其他國家那么多，因此也許這是一個正在新發(fā)展的領(lǐng)域。

袁嵐峰：是的，這就是我當前想做的，而且近年來我投入最多的領(lǐng)域是量子信息。

亞當·里斯：哦，好的。

袁嵐峰：去年我剛出版了一本書《量子信息簡話》。

亞當·里斯：哇，是中文的嗎？還是？

袁嵐峰：是的，中文的，但我們也在考慮把它翻譯成英文或者其他語言。

亞當·里斯：如果你們翻譯了，我會很高興要一本。

袁嵐峰：好的，謝謝，我們會的。

亞當·里斯：好的。

袁嵐峰：因為最近幾年量子信息領(lǐng)域出現(xiàn)了很多新進展和新成果，而且剛好今年的諾貝爾獎授予了量子信息領(lǐng)域的三名物理學家，包括安東·蔡林格教授，他是潘建偉教授的博士生導(dǎo)師。

亞當·里斯：是的。

袁嵐峰：很高興這次見到你。

亞當·里斯：真的很棒，很高興見到你。我認為你做得很棒，希望你能繼續(xù)從事科普工作，因為我必須要說，你真是一個了不起的采訪者。