一次成功的合謀
公眾對宇宙的熱情總集中爆發(fā)在某些時(shí)間段,,比如2018年3月14日,,2018年2月6日,,2017年10月16日,,2017年9月15日,。哪怕對宇宙天文毫無所知的人,,在這幾個(gè)日子里,,他的朋友圈也很可能出現(xiàn)這些標(biāo)題:“霍金去世,,一個(gè)時(shí)代落幕了”“特斯拉跑車被送上火星軌道!”“LIGO宣布探測到來自雙中子星合并的引力波事件”“中國‘天眼’之父南仁東逝世”……
在一潮又一潮的社交網(wǎng)絡(luò)集體悼念中,,我們所處的時(shí)代顯得十分“脆弱”——倏然一個(gè)時(shí)代落幕,,倏然新紀(jì)元又開啟,開開合合有如蚌殼,。不知何時(shí)始,,談?wù)撔强铡⒂钪娉闪死寺拇~與新時(shí)尚——盡管科學(xué)界內(nèi)能發(fā)酵成公共議題,、甚至被推上熱搜榜的事件九牛一毛,,畢竟專業(yè)壁壘不由分說,。可3月14日,,我所有的微信群,、朋友圈都在談?wù)摶艚穑務(wù)撟约号c霍金的故事,,談自己何時(shí)讀過《時(shí)間簡史》,,或者,哪怕那關(guān)聯(lián)微弱到只是在美劇《生活大爆炸》里看過他的客串,。
慢著,。霍金出現(xiàn)在了美劇里,?;艚鸬摹稌r(shí)間簡史》無人不曉。為什么是霍金,?偏偏是霍金,,成為了繼愛因斯坦之后知名度最高的科學(xué)家——人們總?cè)菀谆煜扰c成就,于是他在許多人眼里也成為了“繼愛因斯坦之后最偉大的科學(xué)家”——在這樣熱鬧的街談巷議氣氛中,,很難不對巨星隕落感到某種切實(shí)的遺憾,。
霍金當(dāng)然是偉大的,他證明了奇點(diǎn)定理(與數(shù)學(xué)家彭羅斯合作),,發(fā)現(xiàn)了黑洞視界面積不減定理,,提出了“霍金輻射”……但有多少人明白這些晦澀的科學(xué)名詞,清楚其發(fā)現(xiàn)在科學(xué)界中的坐標(biāo)系,?霍金在大眾場域的聞名,,本身就是一例絕佳的科學(xué)公眾傳播案例,往往,,倚靠的不僅是科學(xué)本身的魅力,,甚至不是暢銷的科普書籍,而是那些附著在人物上的副產(chǎn)品與現(xiàn)代傳媒的“合謀”——身殘志堅(jiān)的故事,,八卦逸聞,,對大眾傳媒產(chǎn)品的主動(dòng)參與,以及對科研行為及其結(jié)果的浪漫美化,。
科學(xué)與公眾傳播成功的合謀,,會(huì)為實(shí)驗(yàn)室里的科研贏得更多的公眾理解與支持。這太重要了——它直接或間接關(guān)涉著一個(gè)重大問題:搞科研,,錢從哪來,?
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宇宙的樂章背后
2017年10月16日,在整個(gè)天文圈為LIGO(激光干涉引力波天文臺(tái))成功探測到雙中子星合并引力波而歡呼時(shí),,一切成功和榮譽(yù)都顯得自然而然,。項(xiàng)目組成員涕泣,,圈外人卻難知其心酸:LIGO曾經(jīng)為了申請建設(shè)引力波探測器的巨額經(jīng)費(fèi),花了兩三年時(shí)間說服國會(huì)議員,。
引力波存在嗎,?那時(shí)候沒人能肯定,連愛因斯坦生前也表示存疑,。在廣義相對論基礎(chǔ)上,,1968年約翰·惠勒最早提出了“黑洞”的概念,用它來形容恒星最終死亡狀態(tài)之一種,,即“完全坍縮的引力”(另兩種形態(tài)為白矮星和中子星),。雖然僅是一種數(shù)學(xué)模型上的推測,但在黑洞概念的基礎(chǔ)上,,包括霍金在內(nèi)的科學(xué)家紛紛投身黑洞研究,,豐富關(guān)于黑洞的猜想,并試圖尋求實(shí)際的驗(yàn)證觀測方法,。
大概1968或1969年,,用激光干涉探測引力波的想法在麻省理工學(xué)院教師雷納·韋斯的廣義相對論課堂上產(chǎn)生了。類似黑洞碰撞,、中子星或脈沖星碰撞,、恒星爆炸之類的“天文災(zāi)害”,會(huì)引起時(shí)空波動(dòng),,好比將石子扔入水中會(huì)在湖面蕩起漣漪,。而探測器要做的,就是捕捉這些從幾十億光年前傳來的微小漣漪,。
珍娜·萊文在《引力波》中用音樂作比,,形容得更為美妙:“天文災(zāi)害就相當(dāng)于鼓槌,時(shí)空就是三維皮鼓的鼓皮,,實(shí)驗(yàn)設(shè)備的作用就是在皮鼓將無聲樂譜變成樂曲的時(shí)候記錄下皮鼓在形狀上發(fā)生的變化?!币坏┨綔y到,,這幾乎就等同于人類與自然基本法則直接對話,也將通過驗(yàn)證廣義相對論,、黑洞等基于數(shù)學(xué)模型的天文猜想,,更好地理解宇宙從何而來、人類從何而來的大問題,。
然而困難是,,引力波探測的信息源是“足夠繞地球1000億圈的距離”,信號的“變化幅度卻小于人類一根頭發(fā)的直徑”,,“測量時(shí)間不到一秒鐘,,且不知道這種微小的變化何時(shí)會(huì)發(fā)生,,下個(gè)月、明年還是30年以后,?”天文學(xué)家托尼·泰森在1991年美國眾議院召開的科學(xué),、空間與技術(shù)委員會(huì)聽證會(huì)上這樣謹(jǐn)慎地表達(dá)了自己的意見。
這一年,,距離雷納最早做出引力波探測器原型機(jī)已過去22年,,距離雷納與加州理工學(xué)院的基普·索恩和羅納德·德雷弗合作、向美國國家科學(xué)基金會(huì)提交LIGO項(xiàng)目藍(lán)皮書也過去了8年,。因?yàn)榈貌坏铰槭±砉W(xué)院的經(jīng)費(fèi)支持,,雷納與他簡陋的原型機(jī)共度了10年;后來,,三巨頭的合作又摩擦頻出,,直到1989年羅克斯·沃格特被委任為LIGO項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人,LIGO的建設(shè)才正式走上正軌,。一份長達(dá)229頁的建設(shè)報(bào)告,,1億9000萬美元的預(yù)算申請,從贏得美國國家科學(xué)基金會(huì)的支持,,到游說美國國會(huì)議員,,這是一場長達(dá)兩三年的資金拉鋸戰(zhàn)。
1991年的美國眾議院聽證會(huì)是爭取國會(huì)支持的重要一步,,但由于托尼·泰森謹(jǐn)慎甚至稱得上嚴(yán)厲的陳詞,,結(jié)果不太樂觀。聽證會(huì)后,,甚至有人發(fā)起了“反LIGO運(yùn)動(dòng)”,,斥責(zé)這個(gè)耗資兩億美元的項(xiàng)目將造成公共資源的極大浪費(fèi)。獲得公眾的理解顯然不易,,哪怕在列文斯頓和漢福德的兩個(gè)LIGO觀測臺(tái)建成很多年以后,,還是有人指著兩根各自長達(dá)4000米、相互垂直成L形的真空管道說,,這是美國政府為了時(shí)空旅行建設(shè)的機(jī)器,,一根管道通向過去,一根管道通往未來,。
的確,,公共資源是有限的,搶奪公眾注意力,,某種程度上就是在爭取潛在的經(jīng)費(fèi)投入與政治通貨,。要推動(dòng)一場無人能預(yù)測產(chǎn)出的科學(xué)冒險(xiǎn),科學(xué)家們不得不從實(shí)驗(yàn)室走出來,,成為科學(xué)的說客:雷納,、基普,、羅納德奔波于各大高校與研究機(jī)構(gòu)發(fā)表演講,沃格特的任務(wù)則是設(shè)法引起州議員的興趣和支持,,同時(shí)物色天文臺(tái)的選址,。
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“沃格特在那20分鐘里使出渾身解數(shù),讓路易斯安那州的這位參議員對宇宙學(xué)產(chǎn)生了興趣,。約翰斯頓取消了后面的幾個(gè)約見安排,,與沃格特談了兩個(gè)小時(shí)?!劦阶詈?,兩人都席地而坐。沃格特在地板上繪制了宇宙起源時(shí)空圖,,向約翰斯頓參議員詳細(xì)介紹了大自然饋贈(zèng)給人類的那些微妙而美好的禮物,。他們最終達(dá)成了協(xié)議,選定了地址,,還談妥了項(xiàng)目資金,。”(珍娜·萊文《引力波》)
沃格特后來對這兩年申請經(jīng)費(fèi)的形容是,,“不亞于打了一場艱苦的戰(zhàn)役,。”
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浪漫與枯燥
無論是出于科普還是僅僅為了描述科學(xué)家所從事的研究,,為了打動(dòng)人心,,也為了降低公眾理解科學(xué)的門檻,講述者通常很難跳出浪漫化的修辭方式,,正如珍娜·萊文將引力波比喻成時(shí)空的撥弦,。霍金也得到過類似的指導(dǎo),,不少人都知道他寫《時(shí)間簡史》時(shí)編輯對他的叮嚀:“你每多寫一個(gè)公式,,就要失去一半讀者?!睅捉?jīng)修改,,一本談?wù)撚钪嫫鹪础⒑诙?、廣義相對論、量子力學(xué)等等的科普書,,僅出現(xiàn)了愛因斯坦著名的E=mc2方程式,。
用浪漫換取資源,這是在科學(xué)與公眾之間搭建橋梁的一種策略,。對大多數(shù)人來說,,對宇宙星空的最初向往來自瑰麗斑斕的星系圖——但事實(shí)上,,真正的宇宙圖景或許要比經(jīng)過色彩渲染的圖片黯淡得多。加上科幻小說及電影的助推,,公眾對宇宙天文的浪漫迷思,,由單純的視覺吸引演變成故事背景,前幾年大熱的《星際穿越》《火星救援》莫不如此,。
但在一次對天文學(xué)家的采訪過后,,我突然意識到,對外太空,,公眾與科學(xué)家的認(rèn)知完全不同——好比說,,移民火星對普通民眾來說充其量只是科幻故事,但對日夜研究火星的科學(xué)工作者來說,,這完全是可分步論證,、實(shí)現(xiàn)的潛在現(xiàn)實(shí)——而對埃隆·馬斯克而言,這已經(jīng)成為其“火星殖民”商業(yè)計(jì)劃的一部分了,。但在馬斯克將特斯拉送上火星軌道之前,,或許,直到第一次火星旅行實(shí)現(xiàn)之前,,大多數(shù)人都還只把它當(dāng)成一個(gè)異想天開的科幻想象,。
原因想來不難理解:當(dāng)普通人仍把宇宙當(dāng)浪漫故事的場所,科研工作者正日復(fù)一日地與枯燥相處,,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),、收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù),、分析解讀……也是在這日復(fù)一日的枯燥中,,他們試圖觸摸表象世界背后的規(guī)律,或者接近某種真實(shí),。許多時(shí)候,,他們不過是在原地打轉(zhuǎn),或在智識的迷宮中穿梭,,失敗,、沮喪、絕望,、重頭再來——所有這些,,比偶然一次的成功要平常得多。
但這些日常卻因其無趣,,少為人所知,。在科普文章里,探測到雙中子星合并引力波那近一分鐘的“鳥鳴”音頻被精心截取,配上形象的波段及背景解釋,,讓有興趣的讀者能在幾分鐘內(nèi)迅速理解LIGO的發(fā)現(xiàn),;但在漢福德和列文斯頓的LIGO控制室里,是24小時(shí)的值班表,、每8小時(shí)一換的輪班,,是掛在墻上的六七塊隨時(shí)監(jiān)測探測器狀態(tài)的數(shù)據(jù)屏幕,是值班時(shí)二十多名科研人員圍在一起像醫(yī)生會(huì)診般討論數(shù)據(jù)的日常,,是雷納沿著4000米的管道外散步巡檢時(shí)撿到的老鼠等各種動(dòng)物尸體,。
從1969年左右雷納設(shè)計(jì)出原型機(jī),到2000年前后第一代LIGO探測器建成,,再到2015年9月14日LIGO首次直接探測到引力波,,漫長的年歲里,他們一無所獲卻依舊等待,,許多科研工作者前赴后繼,、各司其職,沒有誰是唯一的英雄,。也有因錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)宣告自己探測到引力波的科學(xué)家,,一時(shí)引起轟動(dòng),但無人能重復(fù)其實(shí)驗(yàn),,最后淪為一個(gè)徹底的悲劇——這位名叫約瑟夫·韋伯的科學(xué)家堅(jiān)持自己是正確的,,終其后半生自出經(jīng)費(fèi)維持著在馬里蘭大學(xué)的引力波觀測站,直到81歲,,他在觀測站門前滑倒,,兩天后才被人發(fā)現(xiàn)。
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伴有吸積盤的黑洞模擬圖,。吸積盤(accretion disk)是一種由彌散物質(zhì)組成的,、圍繞中心體轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu),它是包圍黑洞或中子星的氣體盤
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如霍金這般走得轟轟烈烈的科學(xué)家,,畢竟是少數(shù),。但對科學(xué)的探索不會(huì)因某一個(gè)人的離開而停滯,“無論誰離開了,,都有人及時(shí)補(bǔ)上,,攀上頂峰的使命沒有受到任何影響?!?/p>
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造物主何為
說到底,,人類為什么要思考黑洞、引力波,、暗物質(zhì),、宇宙的起源與終點(diǎn),,所有這些永遠(yuǎn)無法抵達(dá)甚至無法被目光觸及的存在?
包括霍金在內(nèi),,所有與科學(xué)相關(guān)的寫作者——科學(xué)家、科普或科幻作者——無論他們從什么領(lǐng)域著手,,最終都指向了哲學(xué)問題,。在每個(gè)時(shí)代,人類理解和觀看世界的方式都與所處時(shí)代的主流科學(xué)理論密切相關(guān):托勒密的“地心說”時(shí)期,,人們以為地球是宇宙的中心,,直到哥白尼提出“日心說”一百年后逐漸為人接受;牛頓發(fā)現(xiàn)了三大定律,,隨之而來的下一個(gè)問題便是——整個(gè)世界遵循著這樣精妙而簡潔的公式運(yùn)動(dòng),,那么是誰制定了最初的規(guī)則?牛頓終其一生是堅(jiān)定的有神論者,,于是三大定律成了神的明證,;人們以為宇宙是平坦、無限且永恒的,,直到愛因斯坦革命性地提出廣義相對論,,解答了引力之源——“(引力)只不過是時(shí)空不平坦的這一事實(shí)的結(jié)果,……在時(shí)空中的質(zhì)量和能量的分布使它彎曲或‘翹曲’,?!庇谑侨藗冮_始把時(shí)空想象成一張巨大的可變形的紙張,物質(zhì)周圍的時(shí)空凹陷下去,;再之后,,黑洞、奇點(diǎn)的概念陸續(xù)提出,,宇宙起源于大爆炸的猜想得到主流支持,,宇宙由永恒變成有限。
在《時(shí)間簡史》里,,霍金用了整整前兩章的筆墨,,梳理人類宇宙觀的演變??茖W(xué)是客觀的嗎,?縱觀人類歷史,在提供解釋世界的方式的意義上,,神學(xué)和科學(xué)同樣地被利用,。霍金也說“不存在與圖像或理論無關(guān)的實(shí)在性概念”,??茖W(xué)哲學(xué)——一門對科學(xué)自身進(jìn)行哲學(xué)審視的學(xué)科,也因此顯出價(jià)值。
等到更遠(yuǎn)的將來,,我們還將如何理解時(shí)空,?在巨大的未知面前,不同的思考者就此踏上殊途,。對有神論者,,神學(xué)往往登場于理性窮盡時(shí);對無神論者,,他們只能暫時(shí)告敗,,承認(rèn)人類自身的有限。
霍金屬于后者,。盡管暫時(shí)告敗,,他們的內(nèi)心卻依舊燃燒著對人類理性的信任之火,生生不息,。哪怕在時(shí)間的盡頭,,“膨脹的宇宙將陷入沉寂,所有的黑洞也將化為烏有”(珍娜·萊文),,此時(shí)此刻,,人類仍在蹣跚又執(zhí)著地試圖靠近真理。這大概正是文藝復(fù)興時(shí)期的人文主義精神,,是莎士比亞借《哈姆雷特》發(fā)出的那句贊嘆:
“What a piece of work is man! How noble in reason! (人類是一件多么了不得的杰作,!多么高貴的理性!)”
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