从星系到粒子,人类天生就是追星者

青年报·青春上海记者 刘晶晶/文、图
从宏大的星系,到微观的粒子,吸引科学家的,都是对人类认知极限的好奇。8月17日,一场就《时间简史》展开的研讨会上,已过耄耋之年的天文学家与青年新锐学者发起了精彩的对谈,吸引了线上线下1300多位科研人员、科技爱好者和青少年聆听。
卞毓麟 人类天生就是“追星族”

在这一由上海市科协指导,由上海市科普作家协会、上海市科技期刊学会、上海开源信息技术协会和《时间简史》中文版出版单位湖南科技出版社联合主办的“浩瀚星海 探索无穷——从《时间简史》看人类对宇宙的追寻”研讨会上,天文学家卞毓麟分享了自己的科普故事。
他表示,霍金在西班牙的一次讲演中深刻指出,当代公众对科学的态度呈现出显著矛盾:一方面殷切期盼科技新发展持续提升生活水平;另一方面,却因不理解甚至不信任科学而心存疑虑。然而公众对科学,尤其是天文学,又始终抱有盎然兴趣。
在卞毓麟看来,科普是弥合鸿沟的必由之路。工业科技飞速发展伴随着问题的日益复杂化,运用通俗语言帮助公众正确理解科学变得尤为关键。“我非常认同美国科普大师与科幻巨匠阿西莫夫的洞见,只要科学家肩负起交流的责任,用尽可能简明的语言阐释其研究领域,而非科学家也乐于倾听,两者之间的认知鸿沟便有望弥合。”他表示,霍金、萨根等人正是身体力行这一理念的伟大“解读者”。
卞毓麟以罗塞塔石碑的故事来作比喻。1799年拿破仑远征军在埃及罗塞塔发现的这块石碑,刻有古埃及象形文字、世俗体文字及希腊文三种文字,为解读失传千年的古埃及文明提供了钥匙。科学家托马斯·杨奠定了基石,而法国学者商博良最终完成了主要破译工作。“科学探索的本质,正是不断寻找并解读大自然隐藏的‘罗塞塔石碑’——那些揭示宇宙奥秘的密码。”
人类对宇宙的好奇与生俱来,是天生的“追星者”。卞毓麟曾写过一本《追星》,前言中他写道:“试想万年前的某个无月之夜,原始人仰望漆黑的天幕上璀璨而又各异的群星,心中充满惊异与疑问:它们为什么如此明亮?为什么高悬天际?为什么不会熄灭?为什么不会落下?天长日久,斗转星移,这种好奇心和求知欲,终于淬炼成一门科学,它就是研究天体运动与探索宇宙奥秘的天文学。正是这份对星空的追问,彰显了面对浩瀚的宇宙,人类的形体虽然十分渺小,但是人类的思维却永不满足、永不停息的伟大特质。”
卞毓麟表示,科学探索永无止境,科普工作亦需代代相承。当科学家自觉成为清晰有力的“解读者”,当公众保持开放倾听的姿态,科学之光便能真正照亮人类文明的未来之路。
李数 在微观宇宙中拓展人类认知疆界

来自李政道研究所的青年科学家李数和研究所的同行们都有一个小小的梦想,在位于上海浦东新区张江科学城的李政道研究所实验楼建筑中,探索每一个心目中所向往的“宇宙”——可以是宏观无限大的宇宙,也可以是以小见大的微观粒子宇宙。
他与公众分享道,在研究所大屏幕上,时常呈现着李政道先生所题的两句勉励致辞:“探索自然的极限,拓展认知的疆界。”探索自然的“极限”显然既包含“无限大”,也包含“无限小”。探索认知的疆界是在不同时空尺度下全维度地共同拓展人类认知的可能性。在浩瀚星海中,人类虽微若尘埃,但对于自然界亘古不变的好奇心却是驱动其探索未知的勇气与毅力的源泉。“我们都希望成为一个自然奥秘的思考者,成为自然法则的破解者。”
早在2000多年前的先秦时期,屈原就发出了“天问”。物理学与天文学是人类解读自然规律与法则的基石。古代西方科学家的原子论也可追溯到欧洲上古时期,古希腊先贤德谟克利特提出最早的原子论。在我国,春秋战国时期,道家和墨家尝试从不同维度、角度、信仰破解自然奥秘。道家的庄子、惠施,与墨家的墨子,分别从“一尺之棰,日取其半,万世不竭”和“非半弗斫,则不动,说在端”的不同视角,用最朴素的古代东方哲学思辨探索万物无限可分与不可分的可能性。在先秦诸子百家争鸣的历史背景下,我们古代的先贤甚至在自然法则的辩证思考上比西方更进一步。
物理学和天文学始终关心人类对客观世界认知的基本问题:时间、空间、能量背后的物理规律,物质世界的基本组成及相互作用规律。“在此基本问题牵引下,我们秉承拓展人类认知疆界的目标,深化研究原动力。”李数表示。
21世纪,人类已完成强、弱相互作用力和电磁力的统一,构建微观世界粒子物理大厦。“研究基本粒子时,我们以费曼图为理论描述工具,用大科学装置实验探索微观粒子的基本性质,构建物质世界自然法则的微观物理机制。粒子物理学家们作为‘不拘一格的钢琴家’,以纷繁复杂的费曼图为音符,谱写并演奏微观粒子的绚丽乐章,倾听神秘微观宇宙的奥秘。研究宇宙中极大与极小的关联,探索物理学与天文学背后自然规律的共同法则。”
在李数看来,今天研究大和小的统一有非常好的契机——天文学家们在研究星系旋转速率曲线与强引力透镜效应时发现,只有引入有暗物质存在的宇宙学模型才能解释该观测现象。而相应的,物理学家们真正需要做的是在核与粒子物理的实验中寻找宏观世界暗物质的微观证据。“这正是从粒子物理世界看宏观宇宙的原因,是‘极大与极小统一’的实证。我们有很多类似的物理学与天文学共性问题,所有研究以根本性科学问题为导向,从不同维度、不同角度、不同方法开展科学探索之旅。”
李数小时候更喜欢天文学,如今选择了粒子物理,是因为他更希望以第一视角在人类智慧所创造的“微观宇宙”中窥探极大与极小世界中共同的自然法则与奥秘。“粒子物理实验中那些绚丽多彩的基本粒子就如小时候所仰望的星空中那点点繁星一般,让人神往。”以梦为马,探索极限,他也相信,每一位脚踏实地的仰望星空者,都必将成为浩瀚星海的追光人。
青年报·青春上海记者 刘晶晶/文、图
编辑:张红叶
来源:青春上海News—24小时青年报
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