浪漫外衣下的星辰大海

1997年，霍金造訪南極洲

等到更遠的將來，我們還將如何理解時空？在巨大的未知面前，不同的思考者就此踏上殊途。對有神論者，神學往往登場於理性窮盡時；對無神論者，他們只能暫時告敗，承認人類自身的有限。霍金屬於後者。儘管暫時告敗，他們的內心卻依舊燃燒著對人類理性的信任之火，生生不息

一次成功的合謀

公眾對宇宙的熱情總集中爆發在某些時間段，比如2018年3月14日，2018年2月6日，2017年10月16日，2017年9月15日。哪怕對宇宙天文毫無所知的人，在這幾個日子裡，他的朋友圈也很可能出現這些標題：「霍金去世，一個時代落幕了」「特斯拉跑車被送上火星軌道！」「LIGO宣布探測到來自雙中子星合併的引力波事件」「中國『天眼』之父南仁東逝世」……

在一潮又一潮的社交網路集體悼念中，我們所處的時代顯得十分「脆弱」——倏然一個時代落幕，倏然新紀元又開啟，開開合合有如蚌殼。不知何時始，談論星空、宇宙成了浪漫的代名詞與新時尚——儘管科學界內能發酵成公共議題、甚至被推上熱搜榜的事件九牛一毛，畢竟專業壁壘不由分說。可3月14日，我所有的微信群、朋友圈都在談論霍金，談論自己與霍金的故事，談自己何時讀過《時間簡史》，或者，哪怕那關聯微弱到只是在美劇《生活大爆炸》里看過他的客串。

慢著。霍金出現在了美劇里。霍金的《時間簡史》無人不曉。為什麼是霍金？偏偏是霍金，成為了繼愛因斯坦之後知名度最高的科學家——人們總容易混淆知名度與成就，於是他在許多人眼裡也成為了「繼愛因斯坦之後最偉大的科學家」——在這樣熱鬧的街談巷議氣氛中，很難不對巨星隕落感到某種切實的遺憾。

霍金當然是偉大的，他證明了奇點定理（與數學家彭羅斯合作），發現了黑洞視界面積不減定理，提出了「霍金輻射」……但有多少人明白這些晦澀的科學名詞，清楚其發現在科學界中的坐標系？霍金在大眾場域的聞名，本身就是一例絕佳的科學公眾傳播案例，往往，倚靠的不僅是科學本身的魅力，甚至不是暢銷的科普書籍，而是那些附著在人物上的副產品與現代傳媒的「合謀」——身殘志堅的故事，八卦逸聞，對大眾傳媒產品的主動參與，以及對科研行為及其結果的浪漫美化。

科學與公眾傳播成功的合謀，會為實驗室里的科研贏得更多的公眾理解與支持。這太重要了——它直接或間接關涉著一個重大問題：搞科研，錢從哪來？

宇宙的樂章背後

2017年10月16日，在整個天文圈為LIGO（激光干涉引力波天文台）成功探測到雙中子星合併引力波而歡呼時，一切成功和榮譽都顯得自然而然。項目組成員涕泣，圈外人卻難知其心酸：LIGO曾經為了申請建設引力波探測器的巨額經費，花了兩三年時間說服國會議員。

引力波存在嗎？那時候沒人能肯定，連愛因斯坦生前也表示存疑。在廣義相對論基礎上，1968年約翰·惠勒最早提出了「黑洞」的概念，用它來形容恆星最終死亡狀態之一種，即「完全坍縮的引力」（另兩種形態為白矮星和中子星）。雖然僅是一種數學模型上的推測，但在黑洞概念的基礎上，包括霍金在內的科學家紛紛投身黑洞研究，豐富關於黑洞的猜想，並試圖尋求實際的驗證觀測方法。

大概1968或1969年，用激光干涉探測引力波的想法在麻省理工學院教師雷納·韋斯的廣義相對論課堂上產生了。類似黑洞碰撞、中子星或脈衝星碰撞、恆星爆炸之類的「天文災害」，會引起時空波動，好比將石子扔入水中會在湖面盪起漣漪。而探測器要做的，就是捕捉這些從幾十億光年前傳來的微小漣漪。

珍娜·萊文在《引力波》中用音樂作比，形容得更為美妙：「天文災害就相當於鼓槌，時空就是三維皮鼓的鼓皮，實驗設備的作用就是在皮鼓將無聲樂譜變成樂曲的時候記錄下皮鼓在形狀上發生的變化。」一旦探測到，這幾乎就等同於人類與自然基本法則直接對話，也將通過驗證廣義相對論、黑洞等基於數學模型的天文猜想，更好地理解宇宙從何而來、人類從何而來的大問題。

然而困難是，引力波探測的信息源是「足夠繞地球1000億圈的距離」，信號的「變化幅度卻小於人類一根頭髮的直徑」，「測量時間不到一秒鐘，且不知道這種微小的變化何時會發生，下個月、明年還是30年以後？」天文學家托尼·泰森在1991年美國眾議院召開的科學、空間與技術委員會聽證會上這樣謹慎地表達了自己的意見。

這一年，距離雷納最早做出引力波探測器原型機已過去22年，距離雷納與加州理工學院的基普·索恩和羅納德·德雷弗合作、向美國國家科學基金會提交LIGO項目藍皮書也過去了8年。因為得不到麻省理工學院的經費支持，雷納與他簡陋的原型機共度了10年；後來，三巨頭的合作又摩擦頻出，直到1989年羅克斯·沃格特被委任為LIGO項目組負責人，LIGO的建設才正式走上正軌。一份長達229頁的建設報告，1億9000萬美元的預算申請，從贏得美國國家科學基金會的支持，到遊說美國國會議員，這是一場長達兩三年的資金拉鋸戰。

1991年的美國眾議院聽證會是爭取國會支持的重要一步，但由於托尼·泰森謹慎甚至稱得上嚴厲的陳詞，結果不太樂觀。聽證會後，甚至有人發起了「反LIGO運動」，斥責這個耗資兩億美元的項目將造成公共資源的極大浪費。獲得公眾的理解顯然不易，哪怕在列文斯頓和漢福德的兩個LIGO觀測台建成很多年以後，還是有人指著兩根各自長達4000米、相互垂直成L形的真空管道說，這是美國政府為了時空旅行建設的機器，一根管道通向過去，一根管道通往未來。

的確，公共資源是有限的，搶奪公眾注意力，某種程度上就是在爭取潛在的經費投入與政治通貨。要推動一場無人能預測產出的科學冒險，科學家們不得不從實驗室走出來，成為科學的說客：雷納、基普、羅納德奔波於各大高校與研究機構發表演講，沃格特的任務則是設法引起州議員的興趣和支持，同時物色天文台的選址。

「沃格特在那20分鐘里使出渾身解數，讓路易斯安那州的這位參議員對宇宙學產生了興趣。約翰斯頓取消了後面的幾個約見安排，與沃格特談了兩個小時。……談到最後，兩人都席地而坐。沃格特在地板上繪製了宇宙起源時空圖，向約翰斯頓參議員詳細介紹了大自然饋贈給人類的那些微妙而美好的禮物。他們最終達成了協議，選定了地址，還談妥了項目資金。」（珍娜·萊文《引力波》）

沃格特後來對這兩年申請經費的形容是，「不亞於打了一場艱苦的戰役。」

浪漫與枯燥

無論是出於科普還是僅僅為了描述科學家所從事的研究，為了打動人心，也為了降低公眾理解科學的門檻，講述者通常很難跳出浪漫化的修辭方式，正如珍娜·萊文將引力波比喻成時空的撥弦。霍金也得到過類似的指導，不少人都知道他寫《時間簡史》時編輯對他的叮嚀：「你每多寫一個公式，就要失去一半讀者。」幾經修改，一本談論宇宙起源、黑洞、廣義相對論、量子力學等等的科普書，僅出現了愛因斯坦著名的E=mc2方程式。

用浪漫換取資源，這是在科學與公眾之間搭建橋樑的一種策略。對大多數人來說，對宇宙星空的最初向往來自瑰麗斑斕的星系圖——但事實上，真正的宇宙圖景或許要比經過色彩渲染的圖片黯淡得多。加上科幻小說及電影的助推，公眾對宇宙天文的浪漫迷思，由單純的視覺吸引演變成故事背景，前幾年大熱的《星際穿越》《火星救援》莫不如此。

但在一次對天文學家的採訪過後，我突然意識到，對外太空，公眾與科學家的認知完全不同——好比說，移民火星對普通民眾來說充其量只是科幻故事，但對日夜研究火星的科學工作者來說，這完全是可分步論證、實現的潛在現實——而對埃隆·馬斯克而言，這已經成為其「火星殖民」商業計劃的一部分了。但在馬斯克將特斯拉送上火星軌道之前，或許，直到第一次火星旅行實現之前，大多數人都還只把它當成一個異想天開的科幻想像。

伴有吸積盤的黑洞模擬圖。吸積盤（ accretion disk） 是一種由彌散物質組成的、圍繞中心體轉動的結構，它是包圍黑洞或中子星的氣體盤

原因想來不難理解：當普通人仍把宇宙當浪漫故事的場所，科研工作者正日復一日地與枯燥相處，設計實驗、收集數據、處理數據、分析解讀……也是在這日復一日的枯燥中，他們試圖觸摸表象世界背後的規律，或者接近某種真實。許多時候，他們不過是在原地打轉，或在智識的迷宮中穿梭，失敗、沮喪、絕望、重頭再來——所有這些，比偶然一次的成功要平常得多。

但這些日常卻因其無趣，少為人所知。在科普文章里，探測到雙中子星合併引力波那近一分鐘的「鳥鳴」音頻被精心截取，配上形象的波段及背景解釋，讓有興趣的讀者能在幾分鐘內迅速理解LIGO的發現；但在漢福德和列文斯頓的LIGO控制室里，是24小時的值班表、每8小時一換的輪班，是掛在牆上的六七塊隨時監測探測器狀態的數據屏幕，是值班時二十多名科研人員圍在一起像醫生會診般討論數據的日常，是雷納沿著4000米的管道外散步巡檢時撿到的老鼠等各種動物屍體。

從1969年左右雷納設計出原型機，到2000年前後第一代LIGO探測器建成，再到2015年9月14日LIGO首次直接探測到引力波，漫長的年歲里，他們一無所獲卻依舊等待，許多科研工作者前赴後繼、各司其職，沒有誰是唯一的英雄。也有因錯誤的數據統計宣告自己探測到引力波的科學家，一時引起轟動，但無人能重複其實驗，最後淪為一個徹底的悲劇——這位名叫約瑟夫·韋伯的科學家堅持自己是正確的，終其後半生自出經費維持著在馬里蘭大學的引力波觀測站，直到81歲，他在觀測站門前滑倒，兩天後才被人發現。

如霍金這般走得轟轟烈烈的科學家，畢竟是少數。但對科學的探索不會因某一個人的離開而停滯，「無論誰離開了，都有人及時補上，攀上頂峰的使命沒有受到任何影響。」

造物主何為

說到底，人類為什麼要思考黑洞、引力波、暗物質、宇宙的起源與終點，所有這些永遠無法抵達甚至無法被目光觸及的存在？

包括霍金在內，所有與科學相關的寫作者——科學家、科普或科幻作者——無論他們從什麼領域著手，最終都指向了哲學問題。在每個時代，人類理解和觀看世界的方式都與所處時代的主流科學理論密切相關：托勒密的「地心說」時期，人們以為地球是宇宙的中心，直到哥白尼提出「日心說」一百年後逐漸為人接受；牛頓發現了三大定律，隨之而來的下一個問題便是——整個世界遵循著這樣精妙而簡潔的公式運動，那麼是誰制定了最初的規則？牛頓終其一生是堅定的有神論者，於是三大定律成了神的明證；人們以為宇宙是平坦、無限且永恆的，直到愛因斯坦革命性地提出廣義相對論，解答了引力之源——「（引力）只不過是時空不平坦的這一事實的結果，……在時空中的質量和能量的分布使它彎曲或『翹曲』。」於是人們開始把時空想像成一張巨大的可變形的紙張，物質周圍的時空凹陷下去；再之後，黑洞、奇點的概念陸續提出，宇宙起源於大爆炸的猜想得到主流支持，宇宙由永恆變成有限。

在《時間簡史》里，霍金用了整整前兩章的筆墨，梳理人類宇宙觀的演變。科學是客觀的嗎？縱觀人類歷史，在提供解釋世界的方式的意義上，神學和科學同樣地被利用。霍金也說「不存在與圖像或理論無關的實在性概念」。科學哲學——一門對科學自身進行哲學審視的學科，也因此顯出價值。

等到更遠的將來，我們還將如何理解時空？在巨大的未知面前，不同的思考者就此踏上殊途。對有神論者，神學往往登場於理性窮盡時；對無神論者，他們只能暫時告敗，承認人類自身的有限。

霍金屬於後者。儘管暫時告敗，他們的內心卻依舊燃燒著對人類理性的信任之火，生生不息。哪怕在時間的盡頭，「膨脹的宇宙將陷入沉寂，所有的黑洞也將化為烏有」（珍娜·萊文），此時此刻，人類仍在蹣跚又執著地試圖靠近真理。這大概正是文藝復興時期的人文主義精神，是莎士比亞借《哈姆雷特》發出的那句讚歎：

「What a piece of work is man! How noble in reason!（人類是一件多麼了不得的傑作！多麼高貴的理性！）」

本文首發於南方人物周刊第546期

原標題《浪漫外衣下的星辰大海》

文 / 本刊記者 邱苑婷

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