本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
值得注意的是,在过去三年中的两年里,诺贝尔物理学奖被授予了天体物理学这个狭窄子类别中新前沿领域的先驱。但更令人惊讶的是,这些和其他尖端思想在其早期历史中所共有的阵痛。
让我解释一下。
1991年,我当时是普林斯顿大学的博士后研究员,正在寻求教职。在我询问工作机会后,一位来自西海岸著名大学的杰出教授咨询了他的同事,并回复说:“如果我们能确信你的理论宇宙学领域是一门科学,我们可能会考虑在该领域提供一个初级教职。”
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两年后,COBE卫星团队发布了关于宇宙微波背景的原始各向异性的突破性数据,确定了理论家预测的宇宙结构的种子。2019年,诺贝尔奖被授予我的导师和合作者吉姆·皮布尔斯,以表彰他在理论宇宙学方面的开创性研究。
2013年,作为哈佛大学的终身教授,我决定在第30届耶路撒冷理论物理冬季学校上为研究生做一个讲座,其中我强调了引力波天体物理学的潜力。在我在讲座中描述了引力波场和我的相关研究之后,另一位资深讲师在全体观众面前直言不讳地问道:“你为什么要把这些学生的时间浪费在一个显然与他们未来职业生涯无关的课题上?”这种对引力波天体物理学的敌意在整个天文学界已经存在了几十年,因为激光干涉引力波天文台(LIGO)正在寻求美国国家科学基金会(NSF)的资助。许多人认为LIGO是一个白日梦,会从传统天文学中夺走资金,而没有任何回报。
两年后的2015年,当我冬季学校演讲时,许多学生仍在攻读博士学位时,LIGO合作项目探测到了来自黑洞合并的第一个引力波信号,为此,诺贝尔奖于2017年被授予了赖·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩。随后发现的许多其他LIGO源已经开始将天文学从关注电磁辐射(可见光、红外辐射、微波等)转变为多信使学科。类似的怀疑也伴随着早期微引力透镜搜寻暗物质或行星,我曾参与其中。
流行科学文化缺乏远见,未能认识到未开发的发现空间,这不是一种新现象。1952年,奥托·斯特鲁夫撰写了一篇论文,其中他建议搜寻围绕其主恒星近距离运行的木星质量行星。在接下来的四十年里,主要望远镜上的时间分配委员会驳回了这一建议,理由是基于我们理解为什么木星离太阳如此之远,因此没有理由期望其他行星系统的结构会有所不同。此外,可能根本没有任何系外行星,所以为什么要浪费我们宝贵的望远镜时间?”在斯特鲁夫的论文发表43年后,米歇尔·梅耶和迪迪埃·奎洛兹偶然发现了围绕类太阳恒星运行的热木星飞马座51b,使系外行星的研究成为主流,并为这对组合赢得了2019年诺贝尔奖的分享。
一旦研究前沿得到充分确立——正如目前宇宙学、引力波天文学和系外行星的研究情况那样——年轻的研究人员就会被它所吸引。他们没有意识到这个前沿领域早期受到的打击,他们认为它一直充满活力和可行性。
纠正这种幼稚的观念有两个原因。首先,我们必须教育年轻一代的科学家,在这些新兴领域取得成果之前,要对它们持开放和宽容的态度。其次,历史记忆会鼓励创新者在遇到逆风时坚持不懈。毕竟,现代科学诞生时也伴随着分娩之痛,当时伽利略关于在没有偏见的情况下分析数据的建议被那些根深蒂固地坚持自己信念的哲学家所驳回。
当新一代科学家遗忘历史时,历史会重演。如今,对外星科技文明的探索,我正在参与其中,遇到的敌意甚至比上述三个例子中的还要多。这与专业保守主义关系不大,而与社会趋势关系更大,因为搜寻地外文明(SETI)比一些暗物质搜索更不具有推测性,而这些暗物质搜索是由联邦政府资助的。而社交媒体的扩音器进一步放大了当代的欺凌行为。为了让未来的科学家免受新前沿领域诞生时带来的反复痛苦,明智的做法是教育刚起步的研究人员,让他们充当独立的个体,而不是与传统集团思维保持一致。
有些人可能会说,当资源有限时,保持适度的怀疑是有帮助的。但是,早期对理论宇宙学或系外行星的研究并不需要大量资金。即使对于像LIGO这样昂贵的实验设施,一方面存在基于物理的合理批评,另一方面也存在非专业的怀疑或恐吓,将其作为维护传统的工具,两者之间也存在区别。我们的社区应该避免鸵鸟策略;如果我们把头埋在沙子里,我们就看不到新的视野。对新前沿的敌意会延缓进步,并降低推动我们前进的发现引擎的效率。
我们应该从历史中吸取什么教训?我自己的看法是,未来的科学家应该力求比上述三个例子做得更好。我希望,为了在未来获得诺贝尔奖,天体物理学家不必被迫追求最初受到同事嘲笑的前沿领域。