互动科普

踏入另一个领域的困难和激烈的竞争

Newton：东京大学数物连携宇宙研究机构的主任村山齐也是您在伯克利的同事，听说他曾经有过疑问：“珀耳马特博士是一位物理学家，被天文学界视为‘外行’，由他来组织超新星观测难道不是勉为其难吗？”

珀耳马特：其他领域的人进入到自己的领域，要占用研究资源，还会带来陌生的想法，肯定会感到不自在。要知道，我们物理学家进行的研究过去也很少有搞天文学的人参加，这是可以理解的。在天文学家看来，我们这些人也是古怪得很哩。

图. 正在授课的珀耳马特博士

Newton：天文学家和物理学家有什么不同吗？

珀耳马特：当然有。天文学家是全方位的科学家，他们只想了解自然。不过，天文学家感兴趣的问题，一般说来，通常是遥远宇宙的结构。我作为一名物理学家，在这一点上或许就与他们不同。我考虑的问题是，在欣赏宇宙之美之前，我要设法利用宇宙中存在着的东西。

我对超新星的结构并没有太大的兴趣，只要能够确信作为我的观测对象的超新星的确具有相同的发光度（绝对亮度）就够了。我对超新星怎样爆发也不大关心，我要研究的是形成宇宙所遵循的那些物理定律。

Newton：有一个“High-Z超新星探索小组”是你们的竞争对手，他们在赖恩·施密特博士和亚当·里斯博士的领导下从事研究。竞争的结果，两个研究小组在1998年得到了相同的结论，并共同获得了这一次的诺贝尔物理学奖。这种竞争对您的研究有什么影响？

珀耳马特：在这项研究的初期，为了让我的那些负责观测的同事明白测量宇宙的膨胀速度必须观测超新星，我花了许多时间进行说服工作。当另一个研究小组也开始使用与我们相同的技术时，又开始了争抢使用望远镜进行竞争。最后，两个小组经常会使用同一台望远镜，有时候，两个小组的汽车会在去拥有望远镜的天文台的山路上交错而过。

Newton：听说两个小组都使用了哈勃太空望远镜。

珀耳马特：是的。使用哈勃太空望远镜也要竞争。两个小组为了研究同样的内容同时申请使用哈勃太空望远镜，这件事请本身就告诉了公众这是一项多么重要的科学研究。在有关机构的帮助下，尽管竞争激烈，然而大家都得到了漂亮的结果。

就像在昏暗的暗室里

Newton：宇宙在加速膨胀，这是违反历来物理定律的一项重要发现。为了搞清楚加速膨胀的宇宙的性质是否需要新的物理定律呢？

珀耳马特：对于宇宙的加速膨胀，现在还不知道要在怎样的范畴才能够加以说明。也许只补充一个叫做“暗能量”的新因素就够了，也有可能连物理定律方程的基本部分都必须加以改动。总之，在现阶段一切皆有可能，我们不能被限制在一种回答上。

我在前几天刚审读完一篇提出一种说明宇宙加速膨胀的理论的论文。从12年前发现宇宙加速膨胀以来，我平均每天要审读一页论文。在这些论文提出的成千种观点中，有的就非常有意思，也有的论证严密，都有希望最后被证明是正确的。因此，现在没有人能够清楚地分辨某种回答是正确的而另一种回答是错误的。恐怕连这些理论的提出者自己也说不清。

Newton：您可以凭借直觉大胆预测一下吗?

珀耳马特：老实说，我真的是不知道。现在的情况就像在一间暗室里，窗帘遮挡着窗户，看不清周围的东西。我们需要更多的光线来照亮一切，也就是说，需要收集更多的数据。我们进入这个领域时间还不长，每一次取得新的数据，我们都会有新的认识。所以我十分乐观，我相信，我们一定不会长时间地待在暗室里。

昴星团望远镜为搜索远处超新星做出了贡献

Newton：日本国家天文台也与你们有合作。合作研究的目标是什么？

珀耳马特：搜索宇宙深处遥远地方的超新星可以利用的手段不多，这其中，使用视野宽广的大型望远镜就是一种选择。现在世界上惟一满足这种要求的望远镜只有日本的昴星团望远镜。

日本科学家研制成功的主焦点相机Suprime-Cam是一种性能非常特殊的相机，非常适合于搜索超新星。我们使用这架照相机来寻找非常远的超新星，效率非常高。

Newton：哈勃太空望远镜也可以用来搜索超新星？

珀耳马特：哈勃太空望远镜也可以做昴星团望远镜的工作，但是由于视野窄小，寻找超新星的效率非常低。使用地上的大型望远镜效率比较高，可是在全世界只有昴星团望远镜能够胜任这项工作。最近，又有新型的相机Hyper Suprime-Cam（HSC）被研制成功，我们可以用这种照相机观测到更加遥远的超新星，那当然是令人高兴的事情。

Newton：可以谈谈你们今后的研究计划吗？

珀耳马特：除了超新星，我们还有一些其他研究计划正在进行之中。例如“重子声学振荡”和“引力透镜”，分析出现在远处星系中的这些现象也是为了了解宇宙膨胀的历史。现在，发射能够做此项工作的新型太空望远镜“WFIRST”的计划已经被当局采纳，我们希望能够尽早实现。

没有兴趣和好奇心就不会有科学

Newton：伽利略、开普勒、牛顿、爱因斯坦和哈勃这些物理学大师，他们有的是通过观察发现了有关定律，有的是经过深思熟虑揭示出有关定律，可以说存在着两种类型不同的科学家。您认为自己属于哪一类科学家呢？

珀耳马特：我显然属于重视观察的一种类型。如果说可以将物理学家分为理论思考型和搜集数据型两种类型的话，我当然属于后者。找到了自己感兴趣的而且具有重大意义的问题以后，我的习惯做法是考虑应该进行怎样的测量去解决那个问题，并根据情况设计测量装置，然后搜集数据。

Newton：最后，请您向热爱科学的Newton杂志的读者讲几句话。

珀耳马特：人们的兴趣各不相同。比如我，要阅读很多的期刊和图书，还喜欢去听各种各样的讲座。后来我迷上了计算机编程，自然而然地便干上了现在的研究工作。兴趣是了解任何事物的捷径。我以为搞科学必须要对新思想有好奇心，要有玩游戏那样的接受挑战的浓厚兴趣！

Newton：谢谢！

（本文发表于《科学世界》2012年第7期）