本文刊載於《三聯生活週刊》2019年第42期，原文標題《物理學正處於極其活躍的時代》，嚴禁私自轉載，侵權必究

繼2011年亞當·里斯、布賴恩·施密特和索爾·珀爾馬特因為發現暗能量而獲獎之後，再一次有宇宙學家獲得諾貝爾獎，也是首次有行星科學家獲得諾貝爾獎。這幾位科學家的發現有何意義，他們的研究領域目前又有哪些進展？諾貝爾物理學獎委員會成員、瑞典皇家理工學院物理學教授戴維·哈維蘭（David Haviland）在發佈會結束後接受了本刊的採訪。

主筆/苗千

三聯生活週刊：能否簡要介紹一下你在諾貝爾獎委員會的工作，以及今年諾貝爾物理學獎最終的誕生過程？

哈維蘭：我是瑞典皇家理工學院（KTH）進行納米結構研究的教授，同時我也是瑞典皇家科學院的院士，諾貝爾物理學獎委員會的成員。我們在今天早上進行的最後一輪投票，在公佈前一小時才確定了今年最終的獲獎人選。

三聯生活週刊：在我看來，今年諾貝爾物理學獎的幾位得主可能稍微有些出人意料。一位宇宙學家，還有兩位行星科學家，這應該是第一次有行星科學家獲得諾貝爾物理學獎。

哈維蘭：確實是這樣的。研究太陽系之外的行星，這是一個從20世紀90年代開始，隨著馬約爾和奎洛茲做出的發現而出現的全新物理學領域。他們設計了一個極為準確的光譜儀，使人們可以測量遙遠的恆星在移動過程中光譜發生的極其微小的變化。

三聯生活週刊：這三位得主都是在20世紀90年代取得了突破，在經過了20多年的發展之後，這些領域的研究如今都取得了哪些新的進展和影響？

哈維蘭：兩位行星科學家通過分析光譜發現了第一顆太陽系外的行星，之後他們又通過另外的方法，稱作“凌日法”（Transit Method），發現了更多的系外行星（行星在掠過恆星時，會遮擋住一部分恆星的光線。利用這個原理，通過觀測恆星光線發生的微小變化就能夠發現在遠處圍繞某顆恆星運轉的行星）。在他們最初的發現之後，人類現在已經發現了超過4000顆系外行星。這個全新的物理學領域自從出現以來，發展非常迅速。在2021年即將升空的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡會更進一步研究系外行星，它甚至能夠探測這些行星的大氣成分。

三聯生活週刊：在這兩位行星科學家做出的發現基礎之上，你是否認為人類在未來有機會發現與地球環境非常類似的、適合居住的星球，甚至有可能移居到其他適合居住的星球？

哈維蘭：進行星際旅行並不現實。考慮到人類的重量，外加上整個生命支持系統，以極高的速度進行星際旅行，這幾乎是不可能的。但是另一方面，我們可以向其他星球發射信號，或是嘗試接收來自外星的信號。（在發現了眾多的系外行星之後）起碼現在我們已經知道該把我們的高增益天線指向哪個方向，然後仔細探測信號了。

三聯生活週刊：皮爾布斯所開創的宇宙學研究到現在又有哪些進展？

哈維蘭：皮爾布斯因為在理論物理宇宙學領域取得的成就獲得了諾貝爾獎。他發展出了一套理論，讓我們可以非常精確地解釋宇宙在誕生初期的狀態。而且他的理論被宇宙大爆炸的回聲——宇宙微波背景輻射的探測數據非常精確地證實了。可以說這是人類做出的最令人驚歎的精確觀測之一——人類在夜空中測量了宇宙微波背景輻射在百萬分之一度範圍內的變化，這樣的變化可以告訴我們在宇宙中物質和星系的分佈情況，而這與皮爾布斯的理論非常契合。

我們現在也有了非常堅實的實驗證據，證明在宇宙中分佈著很多我們尚且不瞭解的看不見的物質和能量，我們把它稱之為暗物質和暗能量。這仍然是一個巨大的謎題。

三聯生活週刊：皮爾布斯的工作是不是讓我們更接近解開暗物質和暗能量之謎？

哈維蘭：他的工作為我們建立了非常堅實的基礎，在理論上分析宇宙微波背景輻射的波動，讓人們確信暗物質和暗能量的存在。至於暗物質和暗能量的真正身份，起碼現在仍然是一個巨大的謎題。

三聯生活週刊：近些年來不斷湧現出一些新的科學獎項。比如由俄羅斯億萬富翁設立的科學突破獎（Breakthrough Prize），同樣也在物理學領域授獎。作為諾貝爾委員會的成員，你如何看待這些新設立的科學獎項？

哈維蘭：我想科學家們選擇進行研究工作，是因為他們熱愛科學研究，是被一種智力上的好奇所驅動，而不是為了獲得個人獎項或是為了金錢。當然有科學獎項可以對科學家們的傑出工作給予認可是一件非常好的事情。可能也正是這個原因，人類在科學領域內的獎項數量比其他任何領域都多。關於新設立的科學獎項，我認為這是一件好事。阿爾弗萊德·諾貝爾最初設立諾貝爾獎的時候，正是出於和國籍無關的，利用科學造福全人類的願望。在評獎時，他並不希望人們去考慮與科學無關的問題。諾貝爾也很有長遠眼光，他自己就是一個發明家和科學家。他對於科學好奇，又非常擅長把科學發明商業化，因而積累了大量的財富。正是因為他的努力才有了這樣的一個獎項。在他之後，自然也就有了很多人進行模仿。

三聯生活週刊：你是否擔心其他科學獎項會挑戰諾貝爾獎的地位？

哈維蘭：諾貝爾獎有非常長的歷史，而且只授予最傑出的科學家。諾貝爾獎委員會的成員都對這份工作非常嚴肅，非常努力，我們也與整個國際科學界有著密切的聯繫，因此每年都會得到非常傑出的提名名單。所以說，如果其他科學獎項也採用同樣的評獎模式，那麼它們可能也需要100年的時間才能夠具有諾貝爾獎現在的重要性。

三聯生活週刊：作為一個物理學家和諾貝爾獎的評選人，你認為物理學目前的發展狀況如何？是處於危機之中，還是狀況良好？

哈維蘭：物理學正處於一個極其活躍的時代。無論是在我個人所研究的納米領域還是在其他領域，比如宇宙學，都在做出各種各樣的新發現。物理學的發展，新技術的出現，物理學和技術的結合，利用新技術做出的新的科學觀測，物理學的發展還在刺激產生新的技術想法……對於物理學的發展來說，這是一段極為活躍的時期。

三聯生活週刊：也有人對於實驗物理學和理論物理學之間的鴻溝感到擔憂。

哈維蘭：從某種程度上說這個鴻溝是存在的。物理學家們習慣於把自己劃分為實驗物理學家或是理論物理學家，但是我認為一個物理學家應該對兩者都有興趣。比如說皮爾布斯一生都在做理論宇宙學研究，但是如果沒有實驗觀測的證實，他的工作就顯得毫無意義。物理學的意義就在於把理論和觀測結合起來。

20世紀60年代，皮爾布斯在普林斯頓大學學習理論宇宙學時，這一套理論看起來還只是推測性的概念而已。在當時，只有少數非常傑出的實驗物理學家，例如皮爾布斯的導師羅伯特·迪克（Robert Dicke）在關鍵性的技術出現之後，立即做出重要的觀測，並且把觀測結果與愛因斯坦的理論相驗證。

三聯生活週刊：物理學的概念一直處於不斷變化之中。我們能否通過回顧諾貝爾獎的歷史，展望物理學發展的趨勢？

哈維蘭：和其他學科一樣，物理學也在不斷地進化。現代物理學和19世紀末的物理學截然不同。但是進行科學研究的方法一直沒有太大改變，都是數學方法建立模型，並且把理論模型與實驗觀測進行對照。從這一點來說，物理學並沒有發生變化。

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