近日,引力波的发现已被公认为划时代的成就,全球科学界期待着由此开辟出一个崭新的研究领域。国内学者在兴奋之余还有些担心:中国会不会错失这新一轮机遇?
宇宙学被当作“玄学”
“不久前,和几位专家聊到引力波,他们还哈哈大笑,完全不相信引力波的存在;即便存在,也不认为它能被探测到。”中国科技大学天文系教授赵文告诉记者。
这一定程度上折射出宇宙学在国内的境遇。原中国引力与相对论天体物理学会理事长、上海师范大学天体物理研究中心主任李新洲告诉记者,宇宙学在国内得到的支持不足,一些人至今仍把它看成“玄学”。而在发达国家,宇宙学越来越成为一门精确科学。李新洲说,对长期误读宇宙学的人来说,引力波的发现是一个有力的回应。
宇宙学是关于宇宙整体的学科,包括研究宇宙的起源和发展规律。本世纪以来,诺贝尔物理学奖已三次授予了宇宙学研究,美国科学家的发现也极有可能在近期问鼎。这个里程碑式的成果,不仅为宇宙大爆炸理论与广义相对论增添了有力证据,长远来看,引力波也将成为观测宇宙的新工具。
对此赵文解释说,宇宙观测过去主要借助望远镜搜集电磁波。但这种方法似乎已走到极限,特别是对黑洞和婴儿期宇宙来说,其局限性更明显:“宇宙诞生后38万年才出现第一缕光,黑洞则完全不发光。”在这种情况下,自宇宙诞生之初就存在的引力波,无疑为研究打开了一个全新的视野。不少专家认为,未来10年属于“引力波宇宙学”。
为什么总是“推不动”
赵文的研究领域是宇宙学和引力波,2012年,中科院“百人计划”将他引进回国。他说,总体上,国内的宇宙学研究与国际水平差距很大,特别是实验方面,非常薄弱。
目前,宇宙学的理论研究在国内能争取各类基金资助,但要开展实验,难度极大。回国前,赵文曾估计过可能遇到的困难,但他告诉记者:“没想到会这么难。”
宇宙探测实验的确昂贵,但未必难以承受。实际上,国内近年来新建了不少大型实验装置。然而,在一个高度质疑引力波的氛围中,相关实验装置要真正立项,难度可想而知。赵文说,10年前,国内就有一批学者提出,中国应该拥有自己的引力波探测装置,至今没有任何进展。他本人也曾联合一些有识之士,建议国家在南极建望远镜——一个与此次帮助美国科学家取得重大突破的实验装置类似的仪器,但“完全推不动”。针对引力波探测,赵文在国内几乎看不到任何成熟的计划。
创新思维比投资更重要
李新洲说,这次美国科学家的成就表明,创新的思维也许比高投资更重要。欧洲航天局发射的普朗克太空探测器,同样是以宇宙微波背景辐射为观测目标,耗资比这次美国在南极的实验高得多,成就却相形见绌:“美国科学家的成功之处在于,他们聪明地选择了南极而非太空来安装探测器,不仅省钱,而且仪器可以造得更大、更灵敏。同时,他们的研究方法也很巧妙,成功地排除了许多干扰信号。”
赵文说,国外近年来启动了不少引力波观测实验,他估计未来十年,这些实验都很有可能获得重要数据。然而,国内宇宙学研究的弱势局面,使得本土科学家很难参与国际合作:“你必须能提供新的想法,才会得到别人的邀请。对中国来说,比起创新,目前更现实的是缩小差距。”
爱因斯坦有一句名言:关于宇宙最不可理解之处,就在于宇宙是可以理解的。李新洲说,探寻宇宙代表了人类伟大的精神力量。而赵文则说,希望这次引力波的发现,能实质性推动中国宇宙学研究。
文汇报首席记者 张懿