科研侧影

s28929200 这是为电子工业出版社《原子与宇宙》一书所写的书评。

从飘渺难寻的基本粒子到遥远黯淡的星系,今天的科研课题大多已经远远超出人们的日常经验。但我们仍然可以借助科学传播者的帮助越过术语的障壁,揣摩研究者的心路,感受科学发现的激动,领略宇宙深微处的神奇。

要理解最新的科学发现,首先要清楚当代科学研究的组织形式。科学研究本身已经从个人行为转变为国家行为。大的前沿科学研究项目无不是数以亿计的国家投资加上几百人多年的努力才能期待突破性的进展。天文学和粒子物理学都是这样的典型学科。为了研究基本粒子和相互作用力,美国科学家们在1982年提出了建造超导超级对撞机的设想。历经了7年的论证和预研,研究计划终于在国会获得通过,进入到工程建设阶段。但是在投资20亿美元,挖了23公里隧道之后,1993年美国政府出于多方面的考虑放弃了这个项目。之前所有的努力一下化为泡影。对1964年希格斯所预言的“上帝粒子”的验证,直到2008年欧洲大型强子对撞机建成之后才得以实施。

即使是得到了国家的支持,对未知领域的探索仍然充满了风险和挑战。上百人的团队只要有一个环节出现纰漏就前功尽弃。最近(2016年2月17日)发射的日本X射线卫星“瞳”(Hitomi)就是这样一个惨痛的教训。这颗价值约3亿美元的卫星搭载了全世界最先进的X射线量热计,可以用来对天体X射线的光谱进行精确的分析。但是这颗卫星在升空仅仅一个月之后,就由于一个低级的软件错误在轨道上自动解体。这意味着如果日本不发射备份卫星的话,在接下来的十年内,人类都没有能力开展这方面的研究。而且,这个设备本来是应该在2000年就随着日本的Astro-E卫星升空的,但是那次卫星发射不幸失败。日本于2005年又重新发射了卫星Astro-E II,也就是现在的“朱雀号”(Suzaku),然而搭载的量热计却因为冷却系统失效而无法正常工作。这样算起来,人类在这个方向上的研究已经蹉跎了将近20年。20年对于一个学科来说也许不算什么,但对于科学家个人来说,这几乎就是整个研究生涯的长度了……因此,能够站在时代潮头做出重大发现的研究者首先是幸运的。

媒体报道倾向于追逐突破与发现,但科学技术常常是稳步前行。并不总是存在一个事件, 让我们对世界的认知全然改变。研究者们花费了相当大的精力努力排除各种因素的干扰,很多时候还是无法得到一个明晰的结论,只能根据现有的数据对真实世界的可能性作出限制和预言,把问题留待未来解决。本书中的不少文章都包含了这样的无奈。有些研究者不情愿接受这样平淡的结果,主观操纵数据和结果,沉溺于科学发现的幻象所带来的荣誉和快感。然而在科学评价体系中,所有的推理论证都必须公开透明,所有的结果都必须被重复和检验。不满足这两个条件的发现都迟早会被移出知识体系。比如韩国生物科学家黄禹锡的胚胎干细胞,日本学术明星小保方晴子的万能细胞……无心的疏忽也常常会导致有悖常理的结果,而且由于工程浩大,细微的错误不是总能在第一时间被查出。例如本书中提到的中微子超光速事件,以及宇宙原初引力波背景的发现……现代科学就是在这样的反复中跌跌撞撞地摸索前行。但我们仍然选择相信科学,并非因为科学全知全能,永远正确,而是因为它坦诚开放,能够接受自身的欠缺与局限,并以此汇聚人类智慧不断接近自然真理。

这本书里的科学报道,见证了人类这些年来的科技进步,也是对相关学科科研历程的回顾。它们在展示现代科技前沿的同时,也记录着研究者们这些年来所走过崎岖道路。从这个意义上来说,这些报道有着历久弥新的价值。

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