对话世界顶尖科学家 | 乔治·斯穆特：信息洪流中要保持质疑精神

摘要：有趣又有料！世界顶尖科学家论坛和抖音知识联手打造的《对话世界顶尖科学家》近日已陆续上线。在5期节目及科学特别企划中，从生命科学到人工智能、从微观世界到宇宙奥秘，抖音科普创作者和科学家们展开了广泛而深刻的对话。

有趣又有料！世界顶尖科学家论坛和抖音知识联手打造的《对话世界顶尖科学家》近日已陆续上线。在5期节目及科学特别企划中，从生命科学到人工智能、从微观世界到宇宙奥秘，抖音科普创作者和科学家们展开了广泛而深刻的对话。

早期宇宙为什么有“海洋上的涟漪”一般优美的微波？它们后来又如何变成了星系等宇宙结构？一个获得诺奖的科学家怎么会想要去参演《生活大爆炸》？为什么说学科的融合是历史性趋势，到那时女性科学家为何会更有优势……

抖音科普创作者@戴博士实验室和2006年诺贝尔物理学奖得主，香港科技大学基础物理学中心主任、高等研究院博文讲座教授，巴黎第七大学名誉教授，加州大学伯克利分校物理学名誉教授乔治·斯穆特 (George Smoot)的本场对话，主要围绕“宇宙大爆炸”和“生活大爆炸”这两个“Big Bang”展开。同时，作为天体物理学的前辈科学家，斯穆特教授还为年轻科学家们划出了这个领域未来的科研重点，十分值得收藏。

检查、检查再检查

因为“发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”，乔治·斯穆特教授和约翰·马瑟教授分享了2006年诺贝尔物理学奖，@戴博士实验室以他的英式幽默调侃，我们大多数人只知道用微波加热食物，而斯穆特教授却用微波拿下了诺奖。

诞生之初，宇宙炽热而明亮。斯穆特教授的工作是找到那些早期的微波并证明这些辐射来自宇宙的初始阶段，他和团队一起绘制出了“婴儿时期”的宇宙地图。类比人类生命周期，地图中的宇宙相当于才出生了12个小时。

宇宙早期那些看似微小的波动，被斯穆特教授比喻为“海洋上的涟漪”。此后，它们将演化出浩瀚的星系、星系团和其他宇宙结构。

在研究中，斯穆特教授亲自设计仪器和实验方法，借助高空飞机和卫星进行测量。想寻找的波动其实是非常微小的，用他自己的话来说，“信号强度大约只占整体信号的十万分之一，如同在深海中寻找仅为十万分之一高度的波动”。

幸运的是，观测对象的波长处于微波频谱的最佳观测区域，银河系尘埃、恒星辐射的干扰也最小，斯穆特教授和他的团队取得了这项被斯蒂芬·霍金推崇的“有史以来最重要的发现”。

斯穆特教授获得2006年诺贝尔物理学奖图：Nobel Prize官网

但在刚刚完成观测的时候，斯穆特教授也担心：会不会有误差？怎么判断误差是来自环境、软件还是机器本身？他从导师身上学会的一大“法宝”就是自信地去做实验，但是完成之后要对实验结果“仔细检查、检查、再检查”。

斯穆特教授还想出了一个“悬赏”高招，任何地方的任何人只要能证明他们的微波信号并非来自宇宙早期，就能获得一张全球通用机票——后来增加到两张。

有了重大发现，不要迫不及待得出结论、抢先发表，而是应该跟斯穆特教授一样进行“漫长的验证”，@戴博士实验室认为诺奖得主给年轻的科研人员的重要一课，“必须以怀疑的态度去检查自己的实验结果”。

学科融合是大势所趋

@戴博士实验室是一位资深化学家，但这个领域显然不是乔治·斯穆特教授的强项，他自曝有机化学课的实验中曾不小心将试剂滴到身上，裤子被腐蚀出了一个洞。从@戴博士实验室和斯穆特教授的学生时代直至今天，化学、物理、生物等学科都是明确划分的。这样做虽然方便了教学，但也构建了壁垒。

然而越来越多的科研成果来自跨学科的领域，斯穆特教授举例：2002年诺贝尔化学奖颁给了库尔特·维特里希，他发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法。它是物理还是化学？2024年诺贝尔化学奖颁给AlphaFold，它是化学还是生物学？@戴博士实验室总结说，它们都是科学。

斯穆特教授认为学科融合是大趋势图：Nobel Prize官网

“学科之间界限的逐渐模糊、融合，是伴随着我们对世界认识的加深展开的，”斯穆特教授认为，科学未来的趋势就是各个学科融为一体。因此，在他的教育生涯中经常让学生从多个角度审视同一个问题。以一种方式思考得出结论，然后换个思路对这个结论进行验证。@戴博士实验室觉得这是个对年轻科研人员有启发的好办法，他们应该跳出自己的项目本身，在更广阔的的视野中、在科学体系的坐标中、在整个科学史的历史纵深下，去思考自己的研究。

伴随着学科融合的历史趋势，斯穆特教授认为或许一个女性科学家取得更多成就的时代即将来临。因为“未来的科学家要具备协作能力和宽广的视野”，在这些方面女性科学家更有优势。

宇宙大爆炸和生活大爆炸

宇宙起源于一次大爆炸？太可笑了吧？英国天体物理学家弗雷德·霍伊尔在自己一档广播节目中首次使用“Big Bang”来表达对大爆炸理论的嘲讽。他始料未及的是，这个形象的说法不胫而走，成了宇宙起源的代名词。

为了取代这个不太“学术”的说法，大约十年前，科学界组织了一次投票，希望为宇宙起源重新命名，但以绝对优势取胜的依然是“Big Bang”。

斯穆特教授的工作和宇宙大爆炸当然有紧密的关联，但让他更加出名的却是另一个“大爆炸”。

当@戴博士实验室在互联网搜索“大爆炸”时发现，排在前列的是不是宇宙大爆炸，而是美剧《生活大爆炸》。有趣的是，斯穆特教授曾经在其中客串过两集。这部持续十多年、200多集的情景喜剧，在中国有数以千万计的观众。所以，斯穆特教授在中国也有极高的知名度，他那句台词“尊敬的库珀博士，你疯了吗”更是让人忍俊不禁。

当年为什么愿意参演《生活大爆炸》？斯穆特教授表示，因为这部剧集“把科学家当成了真实的人”。尽管不能免俗，剧集中通过对比书呆子和普通社会来制造了不少戏剧冲突，它毕竟还是一个向大众展示科学家真实生活的窗口。虽然科学界对此不乏非议，但在他参演后还是有更多科学家加入了，其中就包括斯蒂芬·霍金。

科学家应该学会在“‘科研模式’和‘公众交流模式’之间切换，”斯穆特教授认为，科学家有义务走向公众，而不是相反。

诺奖得主给未来划重点

斯穆特教授是以一种近乎本能的“质疑精神”面对每天全方位的信息轰炸的，他训练自己的电脑“筛选真正有价值的信息”。越是在信息洪流之中，他越是希望年轻的科研工作者坚定未来的方向。

应该聚焦在哪些关键问题上？哪些领域未来可能有重大突破？@戴博士实验室希望斯穆特教授为年轻人划一下未来的重点。

首先一个重大课题是弄清楚“暗物质”到底是什么？这也是包括斯穆特教授在内的许多科学家的未竟之事，有科学家认为它是波色-爱因斯坦凝聚态，但总体来说停留在“知道它存在、了解它的一些性质，但仍不知道它到底是什么”的阶段；

暗能量和宇宙的年龄是同等难度的课题。宇宙会继续加速膨胀还是会出现过渡阶段、减缓膨胀速度？还是在某个时刻反转并坍缩，未来重新变热……“几乎所有的领域都有很多重要课题”。