诺奖对话Adam Riess（三）：中国科研任重而道远｜袁岚峰

Original 袁岚峰风云之声 2023-04-06

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■ 本文【诺奖对话X亚当·里斯】之三
系列一见：诺奖对话Adam Riess（一）：宇宙膨胀不断加速，不只有暗物质在作祟｜袁岚峰
系列二见：诺奖对话Adam Riess（二）：世界毁于火还是冰？哈勃危机已悄然来袭｜袁岚峰

精彩呈现：

我们的节目经常有跟著名科学家的对话，最近世界顶尖科学家协会与今日头条帮我联系到了一位诺贝尔奖得主亚当·里斯（Adam G. Riess），他和另外两位科学家索尔·珀尔马特（Saul Perlmutter）和布莱恩·施密特（Brian P. Schmidt）因为发现宇宙在加速膨胀获得了2011年的诺贝尔物理学奖。

宇宙在加速膨胀是什么意思？这话的基础是宇宙在膨胀。这对很多人可能还觉得不可思议，但对科学界来说早已是一个常识。

是在一百年前由哈勃等人的观测确定的。把时间反演回去就可以推测出宇宙开始于大约137亿年前的一场大爆炸，那时宇宙只有一个点，知道了宇宙在膨胀之后人们就非常关心宇宙的结局。二十多年前我上学的时候经常在科普书中看到这样的说法，宇宙可能的结局有两种：一种是物质之间的引力足够强使得膨胀转为收缩，最后宇宙重新收缩成一个点；另一种是引力不够强使得膨胀虽然减速但不转为收缩，宇宙无限地膨胀下去。究竟是哪种取决于宇宙中总的质量，目前还没有测量清楚。

然而现在大家再去看科普书就会发现这个说法已经消失了，现在的标准说法是宇宙的膨胀不是在减速而是在加速，这是一个完全出人意料的发现，压根不在最初的两种猜测之中。

事实上，这三位诺贝尔奖得主刚开始观测时目标是测量宇宙膨胀的减速，然而，当观测结果收集到足够多时结论却变成了宇宙膨胀在加速，这让他们自己都非常震惊，怀疑自己做错了。直到反复确认确实是加速才发表出来，立刻就轰动全球科学界，被评为1998年最大的科学突破。这是一个惊人的例子，说明直到最近人类仍然在不断发现宇宙的重大奥秘，我们随时都可能遭遇新的震撼。有人以为科学的发展已经停滞了，这是完全错误的。那么亚当·里斯等人是如何发现宇宙加速膨胀的？加速膨胀的原因是什么？宇宙的结局将通向何方？下面我们就来和里斯教授连线。

顺便说一句里斯教授其实非常年轻，生于1969年，现在只有53岁，2011年获奖时只有42岁，但从这个典型的科学家外形就能一眼看出这是一位强者。

袁岚峰：下一个问题是联合国宣布今年为国际基础科学促进可持续发展年，您对基础研究怎么看？基础研究如何促进可持续发展？

亚当·里斯：好的。我认为基础研究极其重要，我们经常不知道它会带我们去往何方，但如果你研究过科学史就会发现科学史与技术史密切相关。如果我们来看一下科学史的发展曲线以及技术史的曲线，会发现两者是一致的，只有一点延迟，因为技术源自于科学而技术通常会让我们的生活更好。因此，我认为我们必须记得当我们在做科学研究时，你可能不能总是立刻看出它有什么技术前景，这正是为什么你必须要做基础研究，但技术随后而来。

以爱因斯坦为例，100年前他发展出了一种新的引力理论，但我们花了几十年的时间才找到应用领域。比如你手机里的全球卫星定位系统可以为你精确定位，除此以外还有很多应用。因此，如果你去问1916年的爱因斯坦这个理论有什么用，他会说我不知道，我只是在尝试理解引力。我们科学家为了理解各种现象而提出问题，有时候会有应用但并不是立即产生。

袁岚峰：是的，尤其对您而言，对于天文学，尤其对于宇宙学，人们会问这有什么用处。

亚当·里斯：没错，但随着我们对物理学基本定律理解得越来越好，这也正是我们一直在尝试理解的。根据过去的经验对基本定律的研究，通常都能催生重要的应用技术，但要说清楚，我们不能保证一定能应用，我们也是在回答我们的好奇心。如你所知，一种我们当中的很多人都有的品质。

我经常说世界上有两种人，一种是有好奇心的，一种是没有好奇心的。跟没有好奇心的人很难谈话，如果人们没有好奇心，你很难让他们产生好奇心。好奇心看起来就是当你想知道某些事情的答案，你知道自己想知道，你知道你不会总是说它有应用，但是它可能会有应用。因此我经常和有好奇心的人交流，因为我们能自我确认，我们会说，哦，我也一直想知道那个，我们也是。所以如你所知，我的工作就是尝试回答我们的好奇心。

袁岚峰：没错，所以我经常向公众强调，满足好奇心本身就是一种伟大的价值，我们应该尊重这种价值，这是科学最重要的价值之一。

亚当·里斯：我不能同意得更多，我完全同意。如果说有人曾经是小孩子，这话说的是每个人，你记得当你是小孩子的时候，你对世界上的许多东西都多么好奇，然后你会努力去得到答案。但你不得不意识到，当你长大后我们实际上并没有所有的答案，有一些问题我们仍然在寻求答案，这才是真正令人着迷的地方。

袁岚峰：所以让我们回到关于哈勃常数的另一个问题，有一点一直非常吸引我，那就是您发现宇宙膨胀在加速时并不知道哈勃常数的精确值，对吗？您只是测量了哈勃常数的变化，对吗？

亚当·里斯：是的，没错，就是这样。这实际上是因为科学的工作方法以及测量的工作方法，有时测量某些东西如何变化比精确测量它本身更容易。我可以举个例子，一个可以膨胀的东西可能是一块海绵或诸如此类的东西，你知道我可以拿一把量尺，可以测量海绵如何随时间膨胀。然后也许有人会问，很好，那么海绵到底有多大。然后我可能意识到，等等，我不确定我的量尺是否准确，也不确定它是否经过正确校验。然后你回答，应该没关系，对于我刚才测量的它的变化来说，我只是不知道它的绝对值是否真正正确，这些可能成为不同的科学问题，我们正在奋力解决的问题。

袁岚峰：您如何看待科学研究中有些事很难，但却是正确的，你如何看待这种情况？

亚当·里斯：我如何看待有些事很难但后来被证明是正确的？通常你的第一个答案，可能是也可能不是正确答案。在科研中你得到一个答案，然后反反复复做实验去证明它，用不同方法证明，使用不同的工具在不同的时间重复实验，如果这个答案是科学，是正确的，结果就不会变。如果你只是某天得出一个奇怪的答案，但第二天却无法重复得出，那这个答案很可能就是错的。这就是我们的研究过程，即使有些问题难以回答，你也要努力弄清它是否正确。

袁岚峰：我想起另一个问题，因为去年我和巴里·巴里什教授做过对谈。他因为发现引力波获得诺贝尔奖，他们的方法是测量激光干涉，这是一种非常精确的测量，你们的设备和他们的设备有什么联系吗？

亚当·里斯：可能有联系，但首先我要说，他们发现的引力波是爱因斯坦引力理论的一个预言。所以如你所知，这对我们非常有趣，我们知道来自爱因斯坦引力理论的大多数预言似乎都是正确的。这给了我们很大的信心，而且引力波也可能作为另一种测量宇宙膨胀速度的方法，所以我们对此很感兴趣。

袁岚峰：这也是另一种测量哈勃常数的方法，是吗？

亚当·里斯：是的，没错。有一种测量方法叫做“标准汽笛”，与我们所谓的“标准烛光”相似。它不是通过物体的亮度进行测量，而是通过引力波的强度去测量，尽管这种方法还在发展中，但我们一直在密切关注。

袁岚峰：非常感谢。最后一个问题是您跟中国科学家的合作多吗？有没有有趣的故事？

亚当·里斯：我和许多中国科学家都有过合作，尤其在我的约翰·霍普金斯大学团队中，现在我的团队中就有两名中国科学家。与那些已经在美国工作的中国科学家合作相对要容易一些，因为远程合作要克服很多困难，中美的时差很大，很难实时合作，但多数情况下我也会和短期到访美国的中国科学家合作。

袁岚峰：您来中国开展合作过吗？

亚当·里斯：我来中国合作过吗？我已经有几年没到中国了自从疫情以来，很遗憾，也许疫情结束后，我可以回到中国和中国科学家面对面交流沟通。

袁岚峰：好的，非常欢迎您，我们期待在中国见到您。您觉得中国的科研和教育现状如何？您有什么建议？

亚当·里斯：我想重要的是教给人们对科学的基础理解，然后在此基础上发展。有时我和中国同事交流时，他们非常关注下一代应用技术，我很理解。但基础研究也非常重要，可以为人们理解技术而打下更广泛的基础，就像某种东西你不能通过直接走向它们就拿到它们，但你知道必须要在它的周围添砖加瓦，这样当你接触到它时就会更坚实。

袁岚峰：所以您对中国科学和教育的建议是从更广泛的层面（打下科研基础），是吗？

亚当·里斯：是的。

袁岚峰：谢谢，最后您对中国人民有什么想说的吗？

亚当·里斯：是的，我很欣赏他们对科学的激情和兴趣，正是这种激情和兴趣让我们走到了一起。当我们思考科学时，我们很快意识到自己不是美国人、不是中国人、不是日本人，我们只是生活在一个漂浮在宇宙空间中的微不足道的小点上的公民。

袁岚峰：暗淡蓝点。

亚当·里斯：是的，我们一起努力理解我们将去往何方，发生了什么，我们是如何到达这里的，外面又是什么，这是我们共同面临的问题。其他的一切实际上都不重要，比如你住在这个小点上的哪个位置。

袁岚峰：所以科学是我们在这颗星球上所有的最好的东西。

亚当·里斯：这种全新的角度能够重塑我们的观点，给了我们一种新的观点。

袁岚峰：好的，观点。没错，关于宇宙的命运诸如此类。好，非常感谢。

彩蛋环节

袁岚峰：很高兴见到你，实际上近年来我的主要工作就是科普，这就是为什么我会花这么多时间到科普中去，阅读您的材料。

亚当·里斯：非常棒，科普是特别重要的一项工作。我估计在中国科普工作者不像其他国家那么多，因此也许这是一个正在新发展的领域。