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在科學與信仰之間

時間:2024-11-05 10:23:19

喬絲琳·貝爾·伯内爾女爵士(DameJocelynBellBurnell)是英國最著名,也最具話題性的女性科學家之一。2018年5月,已經退休的伯内爾教授在牛津大學接受了本刊采訪。

喬絲琳·貝爾·伯内爾女爵士伯内爾1943年出生于北愛爾蘭城市貝爾法斯特的一個貴格派(Quaker)家庭。在一種宗教氣氛濃郁而又思想開明的家庭氛圍中,她的成長受到做建築師的父親的極大影響。伯内爾的父親閱讀愛好廣泛,也經常從圖書館借出各種書籍帶回家,這自然也影響了伯内爾的閱讀趣味。

伯内爾在少年時期就展示出在科學方面的才華。14歲時的一天,她偶然看到父親從圖書館借來的兩本書,一本是弗雷德·霍伊爾(FredHoyle)的《天文學前沿》(FrontiersofAstronomy),另外一本是丹尼斯·夏瑪(DennisSciama)的《統一的宇宙》(TheUnityoftheUniverse)——兩位劍橋大學天文學家撰寫的關于天文學的科普書讓伯内爾讀得津津有味,也從此開始對天文學着迷。

盡管對天文學研究充滿興趣,但一開始伯内爾對于自己的科研能力并無太大信心,擔心自己沒法成為一個成功的天文學家,因此她在大學階段選擇進入格拉斯哥大學物理學專業學習,算是給自己留一條出路——如果在大學裡的學習并不突出,自己還可以在畢業後憑着物理學學位找到工作。

伯内爾随後在博士研究階段進入劍橋大學卡文迪許實驗室,跟随英國著名天文學家安東尼·休伊什(AntonyHewish)從事天文學研究,她一生中最著名,也最有争議性的事件正是在博士研究階段發生的。在1967年進行的天文學觀測中,她首先發現了一種周期性的、酷似由外星生命發射的神秘射電信号,這個來自太空的信号被命名為“小綠人1号”(LittleGreenMan1)。

這種前所未見的新奇射電信号,經過伯内爾的多次提醒,終于引起了導師休伊什以及當時卡文迪許實驗室的另一位著名天文學家馬丁·賴爾(MartinRyle)教授的注意。他們經過仔細研究和分析,由此發現了宇宙中一種獨特的天體——脈沖星(Pulsar)。

因為這項傑出的發現,安東尼·休伊什與馬丁·賴爾共同獲得了1974年的諾貝爾物理學獎,而作為脈沖星信号的最初發現者,伯内爾卻榜上無名,這在全世界科學界引發了極大的争議。此後,伯内爾因為發現脈沖星和其他出色的天文學研究成就獲得了科學界的衆多榮譽,她曾經擔任英國皇家天文學會(RoyalAstronomicalSociety)會長和英國物理學會(InstituteofPhysics)會長。

引力波天文學開啟了一個全新的時代

三聯生活周刊:從博士研究開始,你在整個研究生涯中,經曆了天文學領域的兩次巨大轉變:一次是天文學研究從靜态宇宙模型轉變為膨脹的宇宙模型,另一次是從膨脹的宇宙模型轉變為加速膨脹的宇宙模型。你認為現在的天文學研究中,有沒有類似于之前這樣令人激動的大轉變正在發生?

伯内爾:是的,關于(宇宙是靜态的還是膨脹的)這個問題的争論,在我讀博士的時候進行得最激烈,人們後來花了很長時間才真正解決了這個問題。對于現在的天文學研究,我認為最有希望的領域是引力波天文學研究,可能會比之前兩次天文學研究的突破更加重要,因為它開辟了一個全新的領域。天文學家們花了40多年的努力才取得了這樣的成就,終于達到了探測引力波所需要的靈敏度。

三聯生活周刊:人類對于宇宙曾經有一個非常簡單的描述,從大爆炸開始,然後星系形成,持續膨脹……現在我們發現了暗物質、暗能量,就像你說的,這變得“越來越淩亂了”(gettingmessierandmessier)。那麼你對于我們現有的宇宙圖景有什麼看法,它會是我們關于宇宙的最終理解嗎?

伯内爾:我肯定這不會是人類關于宇宙的最終理解。現在天文學家們正在對脈沖星進行一些更細緻的觀測,這會把愛因斯坦的廣義相對論推到最極緻的程度,因為我們知道,引力的強度和其他基礎相互作用的強度有很大不同,而且目前引力理論與量子引力理論也并不相容。有人懷疑,我們對于引力的理解并不完全正确,有一些研究脈沖星的天文學家希望利用脈沖星對廣義相對論進行最嚴格的驗證,并且驗證等效原理(廣義相對論最基礎的理論假設)。至今為止,我必須說,愛因斯坦的理論(廣義相對論)都極為成功,但是我們希望能夠找到一些與其不相符的觀測結果。雖然目前還沒有發現,但是這樣的觀測會一直持續下去,而且觀測的精度會越來越高。

三聯生活周刊:你是否持有一種信仰,宇宙應該是簡單并且是美的?

伯内爾:我想這更多是一種科學家做出的假設,很多時候如果人們觀測到一些與理論預測相符的結果,就會感到非常激動。但是我認為(持有這樣的信仰)也會有一種危險在裡面,因為有好多次我聽到有人說“這個理論看上去這麼漂亮,它一定是正确的”——這不是好的科學态度。保持開放的态度非常重要。

三聯生活周刊:你認為目前在天文學研究中最大的謎題是什麼?是有關暗能量的真實身份嗎?

伯内爾:有可能是暗能量,在這方面我不大确定。目前在天文學領域,有一個重大進展就是研究持續時間很短的天文學現象(TransientPhenomena),這種現象還幾乎沒有被人仔細地研究過,直到最近才引起重視。對于這種現象的深入研究會是天文學領域在下個十年的重要課題,而且我猜想,會在天文學觀測中發現一些我們根本意想不到的現象,這可能完全改變我們對于宇宙的認識。我們正在經曆天文學研究中一段非常有趣、也非常重要的階段,再過十年,天文學研究會處于什麼狀态,我實在沒辦法想象。

三聯生活周刊:這個問題是關于你的家庭的。你出生自一個貴格派的家庭,那麼你是否信仰上帝,你如何在信仰和科學之間找到平衡?

伯内爾:信仰和科學對于我來說并沒有任何矛盾之處。因為在我的教派中,人們不會告訴你必須去相信什麼。我的教堂告訴我,要由自己去探索該相信什麼。所以我擁有發展自己的宗教觀的自由,對我來說,在宗教和信仰之間并沒有矛盾,這兩者連産生矛盾的機會都沒有。我隻能說,宗教和科學對我來說都很合适,符合我的品味,它們隻是我生活中完全不相幹的兩個部分。

三聯生活周刊:歐洲空間局的蓋亞探測器(GaiaSpacecraft)剛剛公布了它對銀河系進行全面探測的數據,建立了一個包含銀河系内1%天體的三維地圖。你認為會不會有一天,人類可以描繪出一幅包含了整個宇宙的地圖?

伯内爾:我想這樣一個工程會要求太多的資源,會消耗“天文級别”的資源。目前來看它可能過于宏大了,不大實際。

女科學家為科研帶來了多樣性

三聯生活周刊:你為自己探測到的第一個脈沖星信号命名為“小綠人1号”,這隻是一個綽号,還是你曾經一度認為當時探測到的信号就是來自于某種外星智慧生命?

伯内爾:這隻是一個綽号而已,因為這些信号持續重複的時間過長了,不像是智慧生命發出的,所以我從一開始就沒有懷疑它有可能來自外星智慧生物。

三聯生活周刊:那麼你是否期待人類在某一天能夠收到來自宇宙中其他智慧生命發射的信号呢?

伯内爾:在理論上确實可能接收到,但實際中,這樣的信号可能會非常的微弱。目前美國有搜尋地外文明計劃(SETI)正在進行,所以或許有一天我們就能接收到來自外星智慧生命的信号了。另外一個令人鼓舞的消息是,我們現在發現了很多的類地行星,比我們之前設想的要多很多,這也就說明有更大的可能性存在外星智慧生命。當然他們可能距離我們非常遙遠,但是仍然有可能進化出某種生命形式。

三聯生活周刊:如果不去考慮當年你還是一個研究生,或者是一名女性,你認為自己是否應該因為發現脈沖星而獲得諾貝爾物理學獎?

伯内爾:直到(我發現脈沖星)的那個時候,諾貝爾委員會還沒有承認過學生的研究成果。在整個諾貝爾獎的評獎曆史中,大概隻有極少的例外,比如布萊恩·約瑟夫森(BrianJosephson,劍橋大學物理學家,于22歲還是劍橋大學研究生時在超導領域做出了重大發現,因此在1973年獲得了諾貝爾物理學獎),但他得獎的時候已經35歲了,并不是一個學生。

他們(諾貝爾委員會)并不願意把諾貝爾獎給年輕人。但是在休伊什和賴爾之後獲得諾貝爾物理學獎的兩個天文學家——約瑟夫·泰勒(JosephTaylor)和拉塞爾·赫爾斯(RussellHulse),在首先發現脈沖雙星的時候,赫爾斯還隻是一個研究生,但諾貝爾委員會在那時(1993年)承認了他倆的工作。當然這是好多年之後了,我想或許在那個時候諾貝爾委員會改變了自己的規則。

三聯生活周刊:你曾經說過:“女人對于科學研究所帶來的,或者說對于任何領域所帶來的,是她們來自(與男性)不同的地方,她們有着不同的背景。”你現在仍然這麼想嗎?

伯内爾:是的。相對于男性來說,女人具有不同的經驗。而對于一個研究組,或者說對于任何組織來說,擁有一群背景不同的人是很重要的。和女性因素一樣,在一個組織中有來自其他種族,或是其他國家的人也是非常重要的,因為在思考問題的時候擁有了更多的角度和更大的靈活性。對于女性研究者來說,最大的優勢可能在于她們不是男性。直到現在,英國的科研領域仍然是一個男性所主宰的世界,而這個世界需要女性加入以增加多樣性。

三聯生活周刊:作為英國女性科學家的代表性人物,你是否認為在今天的英國,女性科學家想要取得成功仍然比男性更難?

伯内爾:随着科研狀況的改變,情況也有所變化,比如說在英國,學習生命科學的學生大多數都是女性,而在工程學和物理學領域仍然是男性更多。關于在科學研究中的性别比例問題,各國的差别很大。比如說在阿根廷,38%的天文學家是女性,而在英國,這個比例大概隻是13%。對于女性而言,并不是說進行科學研究要比男性難度更大,而是女性更難成為一個科學家,她們會更多地受到各方面的影響。但是一旦成為了科學家,女性就可以做出非常好的科研成果。
   

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