专访美国科学院院士麦克雷：近邻超新星爆发会导致人类灭亡吗？| 赛先生天文
（图片作者： Matipon Tangmatitham）
采访 毛淑德（清华大学，国家天文台）
编译 李颖（清华大学），James Wicker（国家天文台）
理查德·麦克雷，美国科学院院士，首批来访中国的天文学家之一。他于1967年获得加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）理论物理学博士学位，1967~1968年在加州理工学院从事博士后研究工作，1968~1971年在哈佛大学天文台担任助理教授，1971年前往科罗拉多大学博尔德分校任教，期间荣获乔治伽莫夫天体物理学杰出教授，现已荣誉退休。麦克雷教授在星际气体、宇宙X射线源、超新星以及超新星遗骸的理论研究及观测方面都做出了卓越贡献。
毛淑德：感谢您接受此次采访。您已78岁高龄，但仍在为《天文学及天体物理学年度评论》撰稿，是什么让您六十余年如一日，始终关注着科学？
麦克雷：因为热爱！我从科学中体验到无穷的乐趣和创造的快感。我做这些不为报酬，我已经退休了，但还是一如既往地工作。
毛淑德：您认为怎样才能成为一个成功的天文学家或科学家呢?
麦克雷：对我而言，答案如出一辙，那就是以工作为乐，热爱工作。我曾有一些学生，能力出众但并未成功。反而是一些研究生，虽然没有高超的技术，但是因为热爱，取得了不错的成果。
超新星SN1987A三环结构
和致密天体之谜
毛淑德：可以说SN1987A是您科研事业的巅峰吗？
麦克雷：我对SN1987A这一课题付出最多，在X射线双星，星际泡（interstellar bubbles）方面都取得了成果，真的很欣喜。在超级泡（super bubbles)方面我也做出了重要发现，但是我认为我造诣最深的还是SN1987A。
毛淑德：三个美丽的环形结构环绕在SN1987A周围（图2）。关于环形结构的产生，目前有令人信服的解释吗？
麦克雷：有，而且可能是正确的，但很难验证。不少科学家在做这方面的研究：一种理论是双星系统并合，驱散气体时可以形成环形结构。Podsiadlowski和他的学生设计了模型，证明在特定条件下可以产生三环。另外还有其他模型证明一颗快速旋转的行星也可以产生三环。但是没有足够的观测来验证这些理论孰对孰错。
毛淑德：SN1987A从发现开始距今已近30年，关于SN1987A还有哪些未解之谜呢？
麦克雷：最大的谜团是致密天体。我们为什么看不到致密天体？SN1987A的光比所有人预期的都要暗淡。我们已经百般尝试，使用了电磁波所有波段的最佳望远镜都徒劳无功。SN1987A在任何波长的光度上限都是太阳光度的数十倍，而太阳比蟹状星云小三个数量级。还有另外一个暗淡的X射线源，位于Cassiopeia A的中心，那是中子星，但是没人明白它为什么如此暗淡。
毛淑德：或许它跟SN1987A有些关联？
麦克雷：或许它的中心也有类似的致密天体。
奥本海默的启发：
科学家应该更有想象力
毛淑德：您在清华演讲时曾提关于美国物理学家罗伯特·奥本海默的一件趣事。可以详细说说吗？
麦克雷：那时我还是加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究生。奥本海默当时已得知自己患了癌症，他知道自己将辞人世，于是决定到美国各个高校物理院系讲学。他周游美国许多城市，包括UCLA。他曾发表前沿论文，论述中子星的结构及中子星的形成。我当时问他发现中子星的概率有多大，他说并不觉得中子星有趣，因为即使中子星存在，人类也无法看到。而就在他去世一年后，脉冲星被发现。他并没有设想到中子星可能有磁性且可以高速旋转。他所想象的是理论学家的中子星，呈球形，不具备复杂的物理属性。
图3，奥本海默（Oppenheimer）, 美国著名物理学家，原子弹之父（1904–1967）。
毛淑德：看来即使像奥本海默这样伟大的物理学家也会大大低估自然界给我们带来的众多惊喜 。
麦克雷：是的，大自然比任何一个科学家都更富有想象力。
临近的超新星爆发
会毁灭人类吗？
毛淑德：那么超新星分为多少种类呢？
麦克雷：有一种分类把超新星分为Ia、Ib、IIa、IIp等种类。这种分类法严格基于观测数量，光曲线以及光谱。这种分类法很实用，因为通过超新星的光谱及光曲线可以区分超新星的类别。但是我觉得这种方法令人费解，因为从基础物理学来讲只有两种超新星，那就是核塌缩超新星以及热核超新星。Ia型超新星是热核超新星，所依赖的能源是在碳和氧核聚变成铁时释放的核能源。热核超新星爆发不会遗留任何痕迹，不会产生中子星和黑洞。据我所知，所有其他类别的超新星都是核塌缩超新星。核塌缩超新星爆发会留下中子星或黑洞，其能源来自于引力。
毛淑德：所以从某种意义来讲超新星产生了人类，因为构成人体的类似碳的化学元素是由超新星产生的。但反过来，一颗近邻超新星爆发会不会毁灭地球上的生命？
麦克雷：不，不会。最近的超新星距我们3光年，不会对地球造成损害。
毛淑德：所以我们完全不必担心超新星爆发会导致人类灭亡？
麦克雷：是的。因为星际间的距离太遥远了。
毛淑德：我们来谈一谈您和中国的不解之缘吧。您第一次来中国是在上世纪八十年代，当时是以中美双边交流为契机，您于1987年在黄山组织了一次会议。
麦克雷：是的，那次非常有趣，也是我个人的小故事。当时恰逢公假，我想着有时间出去走走，可以离开博尔德在外旅居一年。于是我就跟我夫人讲，我们去旅居一年吧。我夫人不愿去欧洲，因为她曾去过，所以不想在欧洲消磨时光。她说只有去有趣的地方才陪我一起去。我就问她，什么地方有趣呢？她就说：中国。我说好啊，我看是否能成行。当时我在参加一个国际会议，大概是国际天文学联合会（IAU），我就去找曲钦岳教授，告诉他如果他有职位我可以去中国。
图4，左：麦克雷夫妇（1987年10月摄于天安门广场）；右：麦克雷（左六）、曲钦岳教授（右七）、汪珍如教授（右四），（1984年5月摄于南京大学。供图：麦克雷）。
我主动提出，曲教授也邀请了我。
我首次来中国是在1984年，在中国停留三周。那时的中国与现在截然不同，几乎是一个封闭的社会，很少有西方人来中国。我来中国后，发现这里别有风味并且充满挑战。中国文化与我熟知的文化大相径庭，对我而言，来中国是一次冒险。我对我夫人说我们一起在中国生活半年吧，于是我们1987年来到中国，待了半年。我们在中国的生活乐趣无穷，遇到许多妙趣横生的人。那时候中国的大学境况相当差，教师无法接触当代研究，他们不在科学前沿，相反是大大落后的。很多人被送到农场改造，很多人经历文化大革命。即使（当时）曲教授担任南京大学校长，他（文革之前）也参加改造长达一年多。当时我来中国六个月，举办了多次天体物理学讲座，学生兴趣盎然，表现非常棒，比美国学生更有激情，因为美国的学生对这些知识早已了如指掌。
作为一名教师，我在中国更能感受到被尊重，被敬仰，因为我教授的是学生从其他老师那里学不到的知识。所以我在中国得到的教学乐趣要远远比在美国多。在美国，我只不过是成千上万教授中的一个，而在中国，我可以说是独一无二的，这种感觉无可比拟。就在同期，我和曲教授以及他的夫人汪珍如教授结为好友，数年后他们还邀请我在黄山组织会议，而我也并未推辞。后来我还帮他们组织了其他会议，在中国举办暑期讲习班，并数次访问中国。我以此为乐，因为这已经是我生活中不可或缺的一部分了。
图5，中国天文学史上里程碑式的1987年郭守敬暑期讲习班（1987年8月）。（供图：麦克雷）
毛淑德：那么根据您的看法，自您首次来到中国，到今天中国天文学是否取得较大进步？主要的变化是什么呢？
麦克雷：变化可谓是天翻地覆。首先中国创办了许多研究机构。我第一次来中国时并没有天文系，只有李宗伟在北师大组织了一个小天文团队（编者注：南京大学和北京师范大学当时有天文系，北京大学有天体物理专业）。
图6，李宗伟教授（后排左一）家宴，前排为麦克雷夫人和李宗伟夫人（1987年9月）。（供图：麦克雷）
毛淑德：是的，李教授仍健在，身体安康。
麦克雷：是的，他可敬可爱，值得结交。当时北大的天文学科研尚未起步，也未设置天体物理学科。清华也是如此，现在清华的科研团队实力不错，北大的科维理天文与天体物理研究所也是蒸蒸日上。当代的中国教师能接触到最前沿的研究，我第一次来中国时，中国教师甚至不知道参考文献，而且没有预印本，图书馆也极其落后。当时中国人的工作可谓举步维艰，没有任何实验的资源，一无所有。虽然现在中国天文学的发展仍不及加利福尼亚理工学院和斯坦福大学，但是按照过去25年的发展势头，我相信只要中国继续任用高端人才，中国的天体物理研究将可与世界顶级研究匹敌。
寄语年轻人：
做科学家可以乐趣无穷！
毛淑德：那让我们共同期待吧！您有什么话要对立志成为科学家的年轻一代说吗？
麦克雷：我想说的不仅仅是对中国年轻一代，对所有年轻人同样适用。我认为做一名教授或一位科学家是人生的最佳选择。这份工作乐趣无穷，而且还可以谋生、支撑家庭。做科学家虽然不会家财万贯，但是非常充实。现在我已经退休，不再有薪酬，但是比起看电视我更愿意从事科研。
这不仅是因为我热爱科学，更是因为我乐于成为科研界的一分子。我可以来到这里与你们交谈，可以实现自我价值，有机会参加国际会议，参与科学实验，与朋友会面交流，这是我社交生活的一部分。我很幸运能从事超新星领域研究，这个领域其乐融融，所有专家都友好和善，相互扶持。当然我们也彼此竞争，但终归是和平竞争。在天体物理科研界，并非任何领域都是如此，一些领域竞争之激烈不亚于你死我活，但是在超新星领域，我很幸运，因为这一领域的专家都很友善，互相帮助。
本文根据2016年4月21日采访节选、整理而成。
① 距离阶梯和宇宙膨胀（一）——哈勃定律的发现 | 赛先生天文
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