在科学与信仰之间

来源:三联生活周刊 2018年06月13日 02:38

信仰不应被科学打压,信仰也不用科学来佐证(片来源:资料)-...

苗千

乔丝琳·贝尔·伯内尔女爵士

伯内尔1943年出生于北爱尔兰城市贝尔法斯特的一个贵格派(Quaker)家庭。在一种宗教气氛浓郁而又思想开明的家庭氛围中,她的成长受到做建筑师的父亲的极大影响。伯内尔的父亲阅读爱好广泛,也经常从图书馆借出各种书籍带回家,这自然也影响了伯内尔的阅读趣味。

伯内尔在少年时期就展示出在科学方面的才华。14岁时的一天,她偶然看到父亲从图书馆借来的两本书,一本是弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)的《天文学前沿》(Frontiers of Astronomy),另外一本是丹尼斯·夏玛(Dennis Sciama)的《统一的宇宙》(The Unity of the Universe)——两位剑桥大学天文学家撰写的关于天文学的科普书让伯内尔读得津津有味,也从此开始对天文学着迷。

尽管对天文学研究充满兴趣,但一开始伯内尔对于自己的科研能力并无太大信心,担心自己没法成为一个成功的天文学家,因此她在大学阶段选择进入格拉斯哥大学物理学专业学习,算是给自己留一条出路——如果在大学里的学习并不突出,自己还可以在毕业后凭着物理学学位找到工作。

伯内尔随后在博士研究阶段进入剑桥大学卡文迪许实验室,跟随英国著名天文学家安东尼·休伊什(Antony Hewish)从事天文学研究,她一生中最著名,也最有争议性的事件正是在博士研究阶段发生的。在1967年进行的天文学观测中,她首先发现了一种周期性的、酷似由外星生命发射的神秘射电信号,这个来自太空的信号被命名为“小绿人1号”(Little Green Man 1)。

这种前所未见的新奇射电信号,经过伯内尔的多次提醒,终于引起了导师休伊什以及当时卡文迪许实验室的另一位著名天文学家马丁·赖尔(Martin Ryle)教授的注意。他们经过仔细研究和分析,由此发现了宇宙中一种独特的天体——脉冲星(Pulsar)。

因为这项杰出的发现,安东尼·休伊什与马丁·赖尔共同获得了1974年的诺贝尔物理学奖,而作为脉冲星信号的最初发现者,伯内尔却榜上无名,这在全世界科学界引发了极大的争议。此后,伯内尔因为发现脉冲星和其他出色的天文学研究成就获得了科学界的众多荣誉,她曾经担任英国皇家天文学会(Royal Astronomical Society)会长和英国物理学会(Institute of Physics)会长。

引力波天文学开启了一个全新的时代

三联生活周刊:从博士研究开始,你在整个研究生涯中,经历了天文学领域的两次巨大转变:一次是天文学研究从静态宇宙模型转变为膨胀的宇宙模型,另一次是从膨胀的宇宙模型转变为加速膨胀的宇宙模型。你认为现在的天文学研究中,有没有类似于之前这样令人激动的大转变正在发生?

伯内尔:是的,关于(宇宙是静态的还是膨胀的)这个问题的争论,在我读博士的时候进行得最激烈,人们后来花了很长时间才真正解决了这个问题。对于现在的天文学研究,我认为最有希望的领域是引力波天文学研究,可能会比之前两次天文学研究的突破更加重要,因为它开辟了一个全新的领域。天文学家们花了40多年的努力才取得了这样的成就,终于达到了探测引力波所需要的灵敏度。

三联生活周刊:人类对于宇宙曾经有一个非常简单的描述,从大爆炸开始,然后星系形成,持续膨胀……现在我们发现了暗物质、暗能量,就像你说的,这变得“越来越凌乱了”(getting messier and messier)。那么你对于我们现有的宇宙图景有什么看法,它会是我们关于宇宙的最终理解吗?

伯内尔:我肯定这不会是人类关于宇宙的最终理解。现在天文学家们正在对脉冲星进行一些更细致的观测,这会把爱因斯坦的广义相对论推到最极致的程度,因为我们知道,引力的强度和其他基础相互作用的强度有很大不同,而且目前引力理论与量子引力理论也并不相容。有人怀疑,我们对于引力的理解并不完全正确,有一些研究脉冲星的天文学家希望利用脉冲星对广义相对论进行最严格的验证,并且验证等效原理(广义相对论最基础的理论假设)。至今为止,我必须说,爱因斯坦的理论(广义相对论)都极为成功,但是我们希望能够找到一些与其不相符的观测结果。虽然目前还没有发现,但是这样的观测会一直持续下去,而且观测的精度会越来越高。

三联生活周刊:你是否持有一种信仰,宇宙应该是简单并且是美的?

伯内尔:我想这更多是一种科学家做出的假设,很多时候如果人们观测到一些与理论预测相符的结果,就会感到非常激动。但是我认为(持有这样的信仰)也会有一种危险在里面,因为有好多次我听到有人说“这个理论看上去这么漂亮,它一定是正确的”——这不是好的科学态度。保持开放的态度非常重要。

三联生活周刊:你认为目前在天文学研究中最大的谜题是什么?是有关暗能量的真实身份吗?

伯内尔:有可能是暗能量,在这方面我不大确定。目前在天文学领域,有一个重大进展就是研究持续时间很短的天文学现象(Transient Phenomena),這种现象还几乎没有被人仔细地研究过,直到最近才引起重视。对于这种现象的深入研究会是天文学领域在下个十年的重要课题,而且我猜想,会在天文学观测中发现一些我们根本意想不到的现象,这可能完全改变我们对于宇宙的认识。我们正在经历天文学研究中一段非常有趣、也非常重要的阶段,再过十年,天文学研究会处于什么状态,我实在没办法想象。

三联生活周刊:这个问题是关于你的家庭的。你出生自一个贵格派的家庭,那么你是否信仰上帝,你如何在信仰和科学之间找到平衡?

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