本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
在评估科学主张时，科学作家比他们愿意承认的更依赖于性格判断。如果你喜欢一位科学家，即使她的断言与你的偏见相悖，你也更可能认真对待。耶鲁大学的天体物理学家 Priyamvada Natarajan 就是一个例子。九月份，我在加利福尼亚州的一次会议上和她一起闲逛，我们在那里都做了演讲，后来在史蒂文斯理工学院，她在那里谈论了她的精彩新书《Mapping the Heavens: The Radical Scientific Ideas That Reveal the Cosmos》（绘制天体：揭示宇宙的激进科学思想）。我发现 Natarajan，或者“Priya”，非常聪明、有趣，而且非常理智，以至于她让我重新考虑我对物理学和宇宙学的悲观情绪（见“延伸阅读”）。在下面的问答环节中，她认为我们“准备好在揭示暗物质的真实本质方面实现认知上的飞跃”。她甚至对探测其他宇宙的前景感到乐观！愿她的乐观主义被证明是先见之明。——John Horgan
Horgan：你为什么成为天体物理学家？
Natarajan：嗯，我被诱惑成为其中一员！我从小就非常好奇，最初是对地图——包括陆地地图和天体地图——着迷，然后第一次通过望远镜观察，爱上了夜空。卡尔·萨根的《宇宙》也是一个明确的灵感来源——那是我小时候除了《星际迷航》之外唯一认真观看电视的时候。 当然，如果说有一个关键时刻，那就是我第一次亲身体验研究的滋味，那是在高中时与当时的德里尼赫鲁天文馆馆长，已故的尼鲁帕玛·拉加万博士一起工作的时候。在我在麻省理工学院完成本科学习后，当我注册了麻省理工学院科学、技术与社会专业的博士学位时，与天体物理学家马丁·史瓦西的一次会面和长谈帮助我下定决心搬到英国剑桥，攻读天体物理学博士学位。因此，虽然我从小就知道自己想成为一名科学家，但在本科学习之后，我还是缓慢但肯定地倾向于选择天体物理学。
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我不得不说，尽管听起来有点老生常谈，但不可触及的、不可见的和神秘的事物总是吸引着我。不知何故，你无法触摸星星，也无法对宇宙进行受控实验这一事实真的让我着迷。以科学的方式理解宇宙，并以数据为驱动，才是我最终找到自己使命的地方。此外，我的工作为我提供了完美的逃离，让我可以逃离一个在我看来嘈杂、不公平、复杂和无序的不完美世界，这与宇宙的有序性形成了鲜明对比。
Horgan：哪位在世或已故的天体物理学家最激励你？
Natarajan：没有哪一个人特别激励我——我欣赏他们中许多人的不同特质。阿尔伯特·爱因斯坦的智力胆识；苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡对理解和清晰度的深度；像哈佛天文学家塞西莉亚·佩恩-加波什金这样的先驱女性，为像我这样的后代铺平了道路；天文学家薇拉·鲁宾在发现暗物质方面做出的杰出观测工作，以及在我职业生涯早期对我的个人鼓励……说实话，我发现我有幸与之合作和共事的每个人都在某种程度上令人鼓舞。
Horgan：性别歧视是否已从物理科学领域根除？
Natarajan：说真的——这是一个问题吗？不，事实上，与整个社会一样，根除性别歧视将极其困难，甚至是不可能的。唉！它依然存在，而且状况良好，即使不像以前那样公开。问题是，性别歧视现在以微妙的方式表现出来，而且常常是无意识的，因此更难确定和减轻。我热切希望，日益增长的意识将帮助我们遏制它，并且它不会阻碍女性专业地参与和进步。如果由于性别歧视而阻止有创造力和才华的女性选择物理科学领域的职业，那将真是一种耻辱。
Horgan：我们是否会知道为什么存在着“有”，而不是“无”？
Natarajan：我们已经知道存在着“有”，而不是“无”。即使是我们所说的“无”——真空——也充满了物质，虚粒子丰富地构建了我们所说的“虚无”。对我来说，这不是一个深刻的问题，更深层次的问题是——为什么是这个宇宙？
Horgan：你是否曾怀疑暗物质或暗能量是否真的存在？
Natarajan：不，我不怀疑它们的存在，因为在我看来，来自许多独立的宇宙学探测器都有确凿的证据。让我分享一下我为什么对此有如此坚定的信念。这实际上来自对星系团的观测。星系团是宇宙中质量最大、最近组装的天体，我的许多研究都集中在使用它们作为天体物理实验室。事实上，无论人们采取何种世界观，无论人们信奉哪种引力概念——牛顿式的还是爱因斯坦式的——我们都推断出星系团中存在大量（接近总引力质量的 90%）看不见的物质。如果我们将牛顿简洁的定律应用于构成星系团并受其引力束缚的星系的运动，我们会发现它们的旋转速度太快了，以至于不仅仅是受到可见物质的引力控制。另一方面，如果我们接受爱因斯坦的解释，那么我们可以利用探测到的光线弯曲强度——引力透镜，即通过星系团观察到的遥远星系形状产生的扭曲——来推断产生这些效应所需的物质数量。令人难以置信的是，引力透镜也表明存在约 90% 的不可见物质——比在星系团星系中的恒星和星系团中发射 X 射线的气体中看到的物质还要多。请记住，光线弯曲是爱因斯坦广义相对论经过检验的预测。对我来说，这两种截然不同的解释都指向星系团中暗物质与可见物质的相同混合，这一事实非常令人信服。而迄今为止提出的唯一其他替代理论，一种完全摒弃暗物质概念并假设引力修正的理论，未能解释所观察到的引力透镜现象。对我来说，这值得注意。星系团为暗物质假说提供了一个强大的试验台。
Natarajan：我认为完全有可能的是，我们在对暗物质粒子的预期特性方面存在偏差，这可能解释了为什么它们至今仍然难以捉摸。例如，我们可能正在错误的参数空间（质量和相互作用截面）范围内进行搜索。 我们一直执着于弱相互作用大质量粒子的想法，以及中微子作为假定的暗物质粒子，因为它在标准模型中是被允许的。但我很乐观，我们真的非常接近解决这个缺失粒子的谜团了。这类似于犯罪现场，我们有作案动机，武器作为证据，但尸体不见了！对我来说，在未来 3-5 年左右的时间里，有几个令人兴奋的即将到来的发展，我非常期待它们能够打破这种智力僵局。其中之一是对 DAMA 实验的持续复制，该实验在十多年前有争议地声称探测到了暗物质。全球范围内已经委托进行了五项使用同一家公司制造的相同碘化钠晶体探测器的实验，目前正在收集数据以检验最初的主张。几年后，我们将通过这些独立小组的数据收集和分析，明确知道 DAMA 的结果是否成立。其次，我对目前轴子暗物质搜索的重新焕发的活力感到兴奋，因为我认为它非常有希望。这些实验使我们能够探测 WIMP 情景之外的领域。最后，还有关于超流体暗物质的有趣理论构想，它有待用当前的天文数据——星系的旋转曲线和星系团的引力透镜效应——来检验。我认为我们准备好在揭示暗物质的真实本质方面很快实现认知上的飞跃。
Horgan：你是否曾怀疑黑洞是否存在？
Natarajan：不——我不怀疑它们的存在。但我发现有趣的是，有两种完全不同的方式来思考和理解它们。像我这样的观测天文学家和天体物理学家将黑洞视为物质物体，它们致密而稠密，并在其附近施加可探测的影响。对我们来说，黑洞是真实的，因为它们对应于恒星的末态——我们在我们周围看到的处于不同演化阶段的恒星。我们认为超大质量黑洞，它们潜伏在大多数星系（如果不是全部）的中心，包括我们自己的星系，或者为类星体提供能量，类星体是宇宙中最亮的灯塔，它们只是在宇宙时间内从小质量种子黑洞生长而来。对于理论物理学家和相对论学家来说，黑洞是一个数学构造，是爱因斯坦方程的精确解。这两种表面上不同的观点需要融合，并且一旦我们理解上的差距被弥合，它们就会融合。事实上，我认为这种看似不相称的黑洞观点是科学史学家彼得·加里森所说的“交易区”的一个极好例子——一个不同的概念观点汇聚并可以综合的智力空间。当然，LIGO 合作组织今年早些时候探测到两个合并黑洞的引力波，证实它们不仅是真实的，而且其行为也正如爱因斯坦广义相对论所预测的那样。
Horgan：多元宇宙是否将永远停留在无法检验的推测阶段？
Natarajan：目前，多元宇宙的想法似乎是无法检验的，甚至可能是根据其构建方式而言。然而，目前正在进行探索潜在特征的工作，这些特征可能会在来自我们宇宙炽热而稠密的开端的遗迹辐射——宇宙微波背景——上留下神秘的指纹——也许是与另一个泡泡宇宙碰撞的一些回声？
Natarajan：听着，我对这个想法以及实际上大多数科学想法都持非常开放的态度。人们只需要回顾历史，就能感受到我们已经走了多远，以及我们激进发现的道路是多么不可预测。当哥白尼在 1543 年重新构建宇宙秩序（好吧，当时我们的太阳系就是宇宙）时，他几乎无法想象，在三百多年后的今天，我们人类会建造航天器——旅行者号——可以离开太阳系的圣域。因此，我们的发现未来将把我们引向何方，我无法妄加猜测。人类的头脑及其认知能力是令人难以置信的，所以谁知道在未来的 300 年里，我们还可能弄清楚关于宇宙的什么！
Horgan：你是否认真对待宇宙是一个模拟的想法？
Natarajan：不，我不认真对待这个想法。我不认为它在智力上具有启发性，甚至有用，所以我没有认真对待。
Horgan：一些著名的物理学家称哲学已经过时。哲学对你的科学工作有用吗？
Natarajan：首先，哲学是一种智力活动，这与它被划分为学术学科的方式有些不同。对我来说，哲学是一种智力立场。它有助于剖析我们如何构建和思考关于知识创造的基础性问题，因此它不可避免地影响我的世界观，进而影响我的科学工作。
Horgan：你认为我们关于宇宙的想法在未来的科学家看来，会像亚里士多德和托勒密的想法在我们看来一样错误吗？
Natarajan：当然，鉴于未来科学家对宇宙的理解，我们的想法在他们看来可能显得幼稚，并且缺乏解释力。但我认为他们仍然会把我们视为科学发现历程叙事中不可或缺的一部分。
Horgan：你是宗教人士吗？
Natarajan：不，我不是——我不信奉任何宗教。我出生并在印度教家庭中长大。印度教由几个不同的哲学流派组成，其中之一，不二论，是一种唯物主义的、非有神论的流派，我发现它既有趣又引人入胜。我的父母鼓励我们学习梵语并阅读原文的哲学著作。我喜欢梵语，并且读过《薄伽梵歌》和几部《奥义书》。他们让我们自己去弄清楚宗教信仰在我们生活中可能或不可能扮演什么角色。
延伸阅读:
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