赛先生天文 | 专访诺奖得主施密特:做没有计划的事是学术创新的一部分

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(图片作者:MatiponTangmatitham)

  2012年,我曾在北京举行的第二十八届国际天文学会(IAU)期间(8月20日),采访 * 2011年诺贝尔物理学奖获得者Brian Schmidt(布莱恩·施密特,下简称施密特)。今年4月15日,借他访华之机,我对他再次进行了采访,内容涉及中澳天文合作、中国学生的优缺点、引力波的地基和空基探测及其应用,以及如何成为一个科学家等。

1992年至1993年期间,我和施密特教授在哈佛-史密松天体物理中心有过一年的交往,当时他在读博士,我是博士后。二十年多年后重逢,想不到他已得了诺贝尔奖。今年(2016)初,施密特成为澳大利亚国立大学的校长,期待他在新的岗位上大展身手!

――毛淑德

  

   布莱恩·施密特。背景是中国《宋会要》记载的1054年爆发的超新星留下的蟹状星云遗迹 。

   施密特简介

施密特是澳大利亚国立大学斯特朗洛山 (Mount Stromlo)天文台天文学家,主要研究方向为超新星和宇宙学。施密特1967年出生于美国,1994年27岁时移民至澳大利亚,在澳大利亚国立大学的支持下领导一个国际团队进行高红移超新星的搜寻工作。1998年,施密特和美国天文学家亚当·里斯领导的研究组和索尔·珀尔马特领导的超新星宇宙学计划组,分别独立地发现宇宙加速膨胀的证据。2011年,珀尔马特、施密特、亚当·里斯分享了当年的诺贝尔物理学奖,获奖理由是“通过观测遥远的超新星而发现了宇宙的加速膨胀”。

   采访 毛淑德

   翻译 马司政、王天舒、毛淑德

问(毛淑德):我上一次采访您是在2012年8月18日的国际天文学会上。在那之后,您被提名(并于2016年1月)成为了澳大利亚国立大学的校长,祝贺您!

答(施密特):谢谢你,淑德。

问:首先,这次是什么机会让您来中国的呢?

  答:本周(编注:指4月15日当周)我国总理马尔科姆?特恩布尔率领千人访华团在中国访问 [1] ,我也接受了总理让我随同出访的邀请,参与了本次交流项目之中。(今天早上)我和总理访问了北京古观象台;我也很高兴有机会第一次访问清华大学,并与在两校合作中做出很多贡献的人进行会晤。

问:对于澳大利亚国立大学校长这一新角色,您适应得如何?

答:这是非常有挑战性的任务。同研究团队相比,大学是一个十分庞大而复杂的组织。我享受这种挑战,但凡事总会有跌宕起伏,顺利的时候是大多数,但有时我不得不做出非常困难的决定。做出艰难的决定也许是最缺乏乐趣的事情,但我真的很享受担任校长的机会:它能使人们思考澳大利亚国立大学未来需要有什么(新的)作为,而不是仅仅沿袭以往的工作。

问:您还有时间做科学研究吗?

答: 我有一点时间,但真实情况是担任校长会占用比一份全职工作更多的时间。我尝试每周拿出半天到天文台去,但这时间并不算多。我开始做校长才三个月,希望有一天各项事务能够稳定下来一些,这样我就能有更多的时间了。

问:我相信在澳大利亚国立大学里一定有非常多的中国学生,您对他们的印象是什么?我很好奇他们的优势以及可以提高的方面是什么。

  答:我们学校的中国学生多种多样,他们来自中国各地。他们的英语普遍很好。我们对来到学校的学生的英语水平要求很高。他们往往十分勤奋努力,喜爱学习。 同澳大利亚的学生相比,我认为他们不算是勇于冒险的学生。他们通常十分谨慎,也就是说,他们喜欢别人告诉他们怎么做,而不是为了一件事本身去闯荡。因此我们让学生做的最好的事情之一,就是理解澳大利亚人的思考和行动方式――澳大利亚人可以做没有计划的事情。这也是学术创新过程的一部分。

因此总的说来,中国学生是受过良好专业训练的。他们来到大学时,对自己的学科有很多了解,但还需要更具有冒险精神。我认为我们能为中国学生提供的最好的东西,就是一种不同的文化、一种不同的工作方式。同时我们澳大利亚的学生也能增加对中国文化的了解。这是一个全球化的世界,我想我们可以通过这种方式互相学习。

  

   施密特教授在他的酒庄

   施密特喜欢酿酒和烹饪。他和妻子在新南威尔士的Sutton有一间名为Maipenrai的四星级酒厂。在2011年诺贝尔奖颁奖仪式上,他送给瑞典国王卡尔十六世·古斯塔夫一瓶自制的佳酿,并于2013年成为澳大利亚葡萄酒研究所的董事会成员。

   问:上一次采访中我问过您天文学中国际合作的作用,这次我想问得更加具体一些:近几年,中国和澳大利亚发展了什么类型的合作?

  答:这个话题是很激动人心的。我们在一个叫做ACAMAR [2] 的澳中天文学家合作项目中开始合作。如今,既有来到澳大利亚学习的中国博士生,也有参观访问中国的澳大利亚天文学家。我们正在为中国500米口径球面射电望远镜(FAST)开展仪器设备研制有关的工作:我们采用一种叫做射电焦平面阵列的新技术,就像给射电望远镜安装了一个数码照相机,使其能力变得更为强大。我们还将继续在南极的合作:这个项目由中国主导,而我们澳大利亚为中国在南极的现有设施提供协助,包括提供电力和后勤支持。我们在“平方公里阵列”项目中的合作也越来越紧密。这些都是2012年以来的一些进展,而未来我们将在包括引力波等方向有更多的合作。

问:一个中国科学家经常会问的问题是:我们应该如何在国内和国际合作项目间进行平衡?在国内项目中,中国能更容易地获得主导地位,而在国际项目中您必须同他人开展合作。您认为我们应该如何平衡在这两种项目中的投入?

  答:这是一个有趣的问题。我认为两者兼得是一种好的方式。参与国内项目的一个优点是它就在你身边。你容易参与到工作中,也容易让学生参与进来。你要在国内选择一个仍是世界级的项目――它们可以是见缝插针的小工作,但仍需要在世界范围中令人感兴趣――因为你不想做落后于他人的工作。只有通过在国内项目中获取知识和练习,你才可以在国际舞台上做出一些贡献,成为参与者之一。因此我认为国际合作项目是能参与的最为宏大和有趣的事情,但你不能仅仅想着参与它们而不做好自己的功课――国内的项目就是你的功课,(做好)它们会打下必要的基础。因此你应当做到两者兼得。我一再强调:要确保国内项目,或许它们目标比较狭窄,但仍然十分重要。 你不希望做的是:把钱投入到非世界级的国内大项目中――那是错误的决定,做的每一件事都应是世界级水平的。

问:您刚才提到了引力波,它在中国的科学界和公众中都激发了极大的兴趣。澳大利亚的情况如何呢?政府是否已经决定做些事情?

答:宣布探测到引力波的当天,我和其余几人在议会大厦做了一场展示。澳大利亚参与了LIGO的设备研制和数据分析,我所在的澳大利亚国立大学一直从事利用光的量子压缩效应来提高设备敏感程度的工作,但我们的团队也协助了LIGO中设备的研制。政府对此抱有兴趣,它几年前曾有建设第三个激光干涉引力波天文台的机会,但那时政府最终决定不在这个项目上进行投资,因而这个天文台将建在印度。就地球上的各个位置而言,澳大利亚是建设引力波天文台的更好的地点,可如今这个机会飞走了。不过澳大利亚仍对此感兴趣,因为我们拥有专门的知识并很可能参与到下一代的探测,利用光的量子压缩效应以及其他的一些手段来获得最佳效果。这仍是令人感兴趣的――因为它将推动技术的发展,而技术进步将不仅使我们能够在科学领域做出有趣的事情,也能在商业领域引起关注。我们大学已经有一个创业公司,该公司正利用我们参与LIGO发展的技术来产生量子随机数。

问:从这个角度看,引力波并不是没有用处的。

答:几乎任何前沿科学的发展过程都不是没有用处的。每当你开始探索我们认知范围边界的时候,你都在创造新的知识。这种新知识是很难预知其未来用处的。引力波就是一个很好的例子。我们比较有趣的新兴项目之一量子随机数产生器也经常得到一些没有任何明显直接作用的东西。

问:我了解到澳大利亚国立大学同时参与了地基和空基引力波探测项目,这两者中您认为哪个要优先发展?

  答:空基引力波探测将使我们能够以难以置信的准确程度探测波长非常长的引力波。而在地面上,受限于地球尺度,我们只能探测很短的引力波。对于(质量)比太阳稍大的双黑洞的并和,我们在地面上能够探测得很好。但如果你想要观测由超大质量黑洞并合或类似事件产生的更长的引力波,那么我们就需要在太空中进行。但空基项目十分有挑战性并且昂贵,因此地基和空基都有各自的优缺点。在短期内,我们应该思考在空间能做什么。 我们现在知道在地面上可以做得很好,所以我建议慢慢但稳步地发展空间设备,但要真正确保地面设备能尽可能地发挥最佳作用。

问:现在我们已经完成了对引力波这个话题的讨论。我的最后一个问题是:对那些对天文学或一般科学感兴趣的学生和孩子们,您有什么建议?他们应该做什么准备?

答:如果你对科学感兴趣,首要之事是不要害怕它,它是一个给你大量机遇的教育过程。世界上有许多曾受过科学训练的人,最终他们可以成为商人、政客或从事其他各种工作。科学培训的绝大多数内容是要学习如何思考以及解决问题,因此它对未来将要发生的各种事情都是有用的。

  如果你想成为一名科学家并接受科学训练,你就需要享受科学本身的乐趣,同时你也需要在学校中表现优异――最重要的是你的数学水平。数学是科学家的工具箱。我认为, 确保你了解自己的数学水平是十分重要的,因为它是科学大厦的基石。 另外你也要独立地进行探索、尝试、理解、学习,并开始思考如何解决问题。不要仅仅完成自己的作业;当你散步时,你可以思考如何将自己在学校学到的内容应用到身边的世界中。这些就是我的建议。

问:非常感谢您接受我的采访,布莱恩。

答:这是我的荣幸,淑德。

   注释

1. 澳大利亚总理率近千人商务代表团访华:http://news.china.com/domesticgd/10000159/20160415/22439143.html

2. ACAMAR(天园六):Australian-ChinA consortiuM for Astrophysical Research 澳中天文研究联盟(http://www.caastro.org/acamar)

   作者简介

毛淑德,1992年在普林斯顿大学获博士学位, 后在哈佛-史密松天体物理中心、马普天体物理所做博士后;2000年就职于英国曼彻斯特大学,2006年任教授。2009年入选国家千人计划,2010年回国。现为清华大学天体物理中心主任、中科院国家天文台星系宇宙学部主任,主要研究方向是星系动力学、系外行星搜寻、引力透镜以及暗物质研究。

马司政:清华大学物理系三年级本科生。

王天舒:清华大学物理系一年级本科生。

* 作者对施密特教授的首次采访请点击左下角的“阅读原文”。

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