·浩瀚宇宙中,時間動輒是以億年為單位,空間則是以光年起步;而人類文明史才只有短短數(shù)千年。身處其中,我們人類是何其渺小,但又是何其有幸。宇宙為什么這么大?宇宙外面是什么?宇宙是有起點的,起點之前是什么?找答案不是第一要緊的,享受過程比追求結果更重要。
中國科學院上海天文臺臺長沈志強
(一)
小時候就莫名地喜歡夜晚星空,現(xiàn)在想來,應該是好奇心使然。對天體、宇宙乃至終極問題的很多思辨,往往都是沒有答案和對錯,可卻也恰因為如此,促使著我執(zhí)著地去想象答案究竟藏在哪里,牽引著我不斷地尋找線索。
帶著某種憧憬,1982年從上海來到南京,就讀南京大學天文系。本科學習的四年主要是在打基礎。那時我們與物理系同學一起上物理學基礎課,和數(shù)學系同學一起上數(shù)學基礎課程,這些對后來從事天文學研究非常有幫助,當然我們還得學天文專業(yè)知識。日子過得快而充實,轉眼就到畢業(yè)時間,提前獲得免試北京大學碩士研究生,給了我更多的時間去思考。
在大學的最后一年,恰逢一個天文現(xiàn)象,那就是每76年一度的哈雷彗星回歸,那次我國觀測哈雷彗星的最佳點在海南島南端。之前學的大多是書本知識推導公式之類等,現(xiàn)在有機會自己去觀測,實在是個難得的經歷,而且是去天涯海角的地方,著實讓人興奮。我和另一位同學將哈雷彗星的觀測研究選作畢業(yè)論文工作,為此我們先是在天文系小院的觀測樓圓頂里度過了很多個苦學苦練基本觀測技能的夜晚,1986年的春節(jié)過后不久,我們便一路南下直抵海南三亞。我們自己帶著望遠鏡完成了在山上架設和調試,待在那有兩個多月。哈雷彗星的可觀測時間大都在下半夜,我們輪流負責觀測,完成觀測后立即投入當天拍攝照片的沖洗直到凌晨,又都期待明晚可以拍到更清晰的彗星照片,后來都可以目視哈雷彗星掃帚彗尾,倍感幸運。那個觸發(fā)點讓我認識到天文是離不開觀測的。
1986年,沈志強在海南三亞觀測哈雷彗星,并親自沖洗觀測拍攝到的照片。圖中可見哈雷彗星掃帚彗尾。
(二)
科學的發(fā)展常在尋找一個模型或一套理論去描述觀測到的事物本身并做出預言。奧卡姆剃刀原理認為:如果有多個理論能夠同時解釋某一現(xiàn)象,那么我們優(yōu)選假設最少、也就是最簡潔的那個。有時暢想,現(xiàn)代科學可能從牛頓開始就走了一條彎路,也許世界有另一套更簡潔、更優(yōu)雅的描述方式,只不過我們現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)。就像在光速不變原理被提出之前,科學家們?yōu)榱私忉岥溈藸栠d-莫雷實驗結果而不斷地縫補經典理論,但光速不變理論卻以極簡的方式解釋了所有觀測的結果,時間不再是獨立的,革新了當時所有人幾百年來的時空觀念。所以現(xiàn)代科學很少一口咬定得到的是唯一真理,但凡一個新的理論可以在邏輯自洽的同時,很好地解釋各個層面已有觀測結果的話,科學也是可以言之有物地爭論的,因為還有大量的未知存在??茖W的前進發(fā)展通常是在做排除法,我們可以證偽,卻不能確鑿地證明當下的理論就是客觀的最優(yōu)解。
沈志強辦公室里的哈勃望遠鏡圖
在這個過程中,學術上的競爭也非常重要,科研是對事不對人的。1998年我的第一篇關于銀河系中心黑洞論文發(fā)表后的近七年時間里,我們和另一個國際研究小組一直是既合作又競爭的關系,在研討會上和郵件交流中大家都據理力爭互不相讓。當我們憑借出色的觀測申請書競爭獲得寶貴的觀測時間,并順利完成觀測獲得初步結果后,他們提出了不少刁鉆的問題,但也正是這些問題促使我仔細排查驗證。
這個銀河系中心黑洞對應的致密射電源人馬座A*的發(fā)現(xiàn)是在1974年,到2004年正好是30年,我受邀參加了紀念人馬座A*被發(fā)現(xiàn)30周年專題研討會,在我報告結束后,對方組的一位資深科學家過來跟我說他相信我們的結果了,讓我深感欣慰。跟風很容易,而要做到最好,往往受到的質疑也最多。有時候我倒覺得,國內學術研討缺乏更多的質疑。實際上,科學上沒有權威,科研就是一個求真的過程,需要一種良性競爭,推著我們不停朝前走,但可能永遠沒有找到終極答案的那一天??蒲惺钦摾淼?,把事實擺出來,總是可以跟大家交流,要勇于直面各種競爭挑戰(zhàn),真理事實只會越辯越明,最終也更能贏得大家的尊重。
(三)
1993年我赴美國哈佛-史密森天體物理中心做博士工作,1996年回到上海天文臺獲博士學位,隨后即開始博士后研究,期間接觸到了天文領域里到現(xiàn)在都是國際最前沿的研究,像是一局科學家們的智力游戲競賽項目,在科學的道路得到過許多前輩們的指導幫助。那幾年是沉浸式的全力跑步前進,簡單又純粹。當時一個很深的印象是,這些導師們特別關注你應該做什么。就好比當你面對一片大海,在不知道該往哪個方向走的時候不能盲目跳下去,得先琢磨方向,做最重要的工作。
在具體研究中確定一個方向后,研究的目的性或研究的長遠方向就定下來了。當初我跟合作導師討論博后的工作有兩個方向,一個是關于銀河系中心黑洞,一個是有關于恒星形成。兩個題目在科學上我?guī)缀跏且黄瞻?,趕緊花功夫看文獻,后來我選擇銀河系中心黑洞的高分辨率觀測研究,從1997年開始一直到現(xiàn)在,25年了。我覺得我做了不少事,但這是至今我仍在從事的一個主要工作。攤在我們面前的科研方向有很多,你要學會去做那些最值得做的。因為一個人的生命是有限的,不可能什么都做,所以方向的把握很重要。確定好方向后,就得勤奮加努力,想到別人沒想到的、做到別人沒做到的,才能搶占先機。
2022年5月12日,事件視界望遠鏡(EHT)合作組織正式發(fā)布了銀河系中心黑洞人馬座A*(Sgr A*)的首張照片,是這個黑洞真實存在的首個直接視覺證據。 人民視覺 資料圖
做科學不能功利,我跟我的學生第一次見面就會說,如果你抱著發(fā)財致富的想法來做天文,那就是入錯行了。宇宙為什么這么大?宇宙外面是什么?宇宙是有起點的,起點之前是什么?浩瀚宇宙中,時間動輒是以億年為單位,空間則是以光年起步;而人類文明史才只有短短數(shù)千年。身處其中,我們人類是何其渺小,但又是何其有幸。沒有一項科研成果是簡簡單單就能做出來的,在某種層面來說,找答案不是第一要緊的,享受過程比追求結果更重要。做研究就像玩拼圖游戲一樣得一塊塊找,最后一塊可能被別人找到而大功告成,但前人的工作不能被抹殺。我的研究要求我時常放眼宇宙,這有助于我撇除浮躁而回到本真的自我,剖去功利心,始終保有好奇心和想象力,就可以打敗其他所有誘惑。宇宙深處有大美而不言,未知里蘊含著一切可能亟待發(fā)現(xiàn)和探索。
(作者沈志強,現(xiàn)任中國科學院上海天文臺臺長,主要從事射電天文學中的甚長基線干涉測量技術及其在天體物理中的應用研究。長期致力于對黑洞高分辨率觀測研究,領導的一個國際合作小組“發(fā)現(xiàn)了銀河系中心人馬座A*是超大質量黑洞的最新證據”入選“2005年度中國基礎研究十大新聞”。牽頭組織協(xié)調國內學者參加人類首張黑洞照片拍攝的事件視界望遠鏡國際合作,作為合作成員獲2020年度基礎物理學突破獎等。)