物理學諾獎得主「老齡化」問題突現

諾貝爾物理學獎得主高齡化趨勢也許指示了一種判斷：人們期待的物理學基礎性研究的突破成果出現逐漸減少的可能，人們不能期待的更多，似乎只能期待的更少。目前存在一種確認性、或證實性的偏見，然而，人們清醒地看到，物理學研究領域出現一種老年化跡象，特別是在物理學的基礎研究領域，科學家不斷尋求對物理世界基本規律的認識，他們的努力似乎「體力不支」、身體「燃料耗盡」，人們在1996年出版的著作《科學的終結》中尋找問題的出處和答案。基礎物理學的研究難以取得突破，獲獎物理學家老齡化趨向在過去有過討論，近日，在《自然》雜誌發表了「通信集」，芬蘭阿爾託大學複雜系統科學的教授桑托·福爾圖納托帶領了六位研究人員，他們確立一項「科學文化」和「科學哲學」的研究課題，科學團隊在《自然》雜誌發表了研究成果，為了在科學研究領域獲得諾貝爾獎，科學家需要花費更長的時間。

獲獎年齡推遲的趨向在生理學和醫學領域表現得最弱，在物理學研究領域表現得最強，在1990年之前，超過20年時間獲得諾貝爾獎的人數比例在物理學領域僅為11%，在化學領域為15%，在生理學和醫學領域為24%。自從1985年以來，同類數字上升到60%，52%和45%，如果老齡化趨向繼續發展，那麼到了本世紀末，沒有任何一位科學家將會活到領取諾貝爾獎的時刻，諾貝爾獎的規則指明，科學家不能在去世之後榮獲諾獎。福爾圖納托和共同作者在《自然》雜誌的「通信集」中指出，沒有一種在更廣闊意義的在統計數據背後的文化和哲學含義，他們以「通信集」方式表達了對諾貝爾獎未來的關注，然而，有一篇題為「諾貝爾獎的延遲」文章未能公開發表，獲獎年齡的老齡化代表了某種物理學研究衰落的跡象，獲獎年齡的延遲似乎證實了一種常識性的感覺：要想在基礎科學領域獲得新的發現，科學家需要花費更長的時間，這表明了令人不安和焦慮的趨勢。

「通信集」提醒了人們對另一篇論文的關注，一年前，《自然》雜誌發表了一篇題為「愛因斯坦之後的科學家才華絕跡了——科學的火焰已經熄滅」，心理學家迪恩·基思·西蒙頓在文章中指出，科學家成為成功的犧牲品，為了獲得成功，他們需要付出更大努力和更多時間。物理理論和探測儀器的進步使得科學家探測了宇宙的最早時間和最遙遠的太空，他們的研究似乎「走到盡頭」，難以出現重大的跳躍，愛因斯坦一樣科學人物「消失了」，科學家只能做「填補空白」的事情，儘可能擴展和詮釋現有的知識，在既有的專門知識體系向縱深領域拓展。人們在1996年出版的圖書《科學的終結》讀到了類似的觀點，人們在科學領域難以期待一種變革性的突破、只能期待「漸進啟示錄」，人們只能獲得一種知識增長、或減少的體驗。

不是所有的物理學家和科學哲學家接受了基礎科學衰退的觀點，福爾圖納托和共同作者在《自然》雜誌發表的文章中聲稱，諾貝爾獎得主年齡的推遲預示了一種物理學研究衰退的癥狀，英國天體物理學家馬丁·里斯持有相反的觀點，諾貝爾獎老齡化現象代表了人們對知識增長和儲備的需求，對於潛在獲獎的科學家而言，為了突破前人的成果，他們需要付出更大的代價，或者為了達到諾貝爾科學將的標準，他們需要要比過去的科學家在獲獎之前付出更多的辛勞。里斯承認，在粒子物理學研究領域確實存在停滯不前的現象，實質性的成果很少見。最近，粒子物理學發現了希格斯玻色子，這似乎是個例外。對物理學衰退的預言與科學家在大型強子對撞機發現的希格斯粒子的事實顯得矛盾，希格斯粒子的發現表明了物理學基礎領域革命性的突破，從希格斯粒子發現的歷史背景出發，人們找到了科學與知識增長的線索。

由於預測了希格斯粒子的存在，彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒特榮獲了2013年的諾貝爾物理學獎，半個世紀之前，兩位物理學家預測了「上帝粒子」的存在。歐洲大型強子對撞機（LHC）的實驗數據基本證實了他們的預測，希格斯粒子位於粒子標準模型的頂點，理論框架提供了亞原子粒子世界量子論的基礎，弱電和強電的核力統治了粒子世界。標準模型由於功能的強大而被稱為「萬物理論」，然而，標準模型提供了有限的解釋，它不能解釋更大背景的物理事件，它與統一、終極的「萬物理論」是兩個概念。幾十年來，物理學家一直尋找「大統一理論」，以超越標準模型的「萬物理論」，「大統一理論」假設，在弱電、強電和引力之間存在深刻聯繫，在量子論和相對論之間存在相互轉化，最受矚目和歡迎的「大統一」萬物理論是弦理論和超弦理論，物質世界和粒子世界由無窮小量的弦構成，蠕動的、無限小的弦存在於9維、或更多維度的超空間。

尋找弦理論和其它版本大統一理論的證據及其困難，高度抽象的數學讓人難以琢磨，大多數獲得諾貝爾獎的物理學家沒有在大統一理論的領域艱苦探索，以完成牛頓和愛因斯坦等物理學家未能完成的使命，為物理學帶來更為深刻的洞見，他們選擇了傳統物理學的領域，力求開創新的物理學研究方式，他們的研究成果有助於傳統標準模型理論和既有的其它物理理論的完善，例如：1996年和2003年的物理學獎授予了超流態研究，1938年，物理學家第一次發現了超流態現象。基礎物理學研究難以取得重大進展，在20世紀90年代晚期，兩位天體物理學家發現了宇宙正在加速膨脹的現象，他們當之無愧地獲得了2011年的諾貝爾物理學獎，天體物理學基礎研究領域的重大發現也許證明了物理學衰退的判斷存在不足，科學家對宇宙的認識沒有達到「絕對認識」，現有的宇宙認識存在許多疑問。

在剛過去的3月，科學家宣布了一項新的發現：科學家在對充斥在宇宙的微波背景觀測中找到了宇宙早期膨脹的證據，宇宙早期引力波的發現證明，在宇宙初創的極短瞬間發生了令人難以置信的高速膨脹，超越光速的宇宙膨脹提供了一種線索，我們的宇宙最早是一個極其微小的「氣泡」，我們的宇宙在多重宇宙的海洋是無數個氣泡中的一個。存在許多不同版本的宇宙膨脹理論，人們是有理由懷疑宇宙膨脹理論，這些理論似乎解釋了所有的天文觀測，解釋和預言了一切的理論不免令人懷疑，弦理論遭遇了同樣問題，弦理論支持了多重宇宙理念，按照多重宇宙的理論解釋，存在不可觀測的多重宇宙。大爆炸理論、弦理論和多重宇宙理論沒有得到完全證實，從科學哲學的角度來思考，物理學家在高度推測性的理論中不斷編織新奇的概念，不能證實奇異觀念的存在，他們的科學創新智慧也許到了「黔驢技窮」的地步，未經證實、或未經完全證實的理論引起了無休止的爭論。

諾貝爾獎的評選設定了證據的嚴格標準，評獎委員會將物理諾獎授予宇宙加速膨脹的發現，諾獎委員會仔細分析了支持宇宙膨脹理論的證據。物理學家馬克斯·泰格馬克支持多重宇宙理論，他認為宇宙膨脹理論獲得了觀測證據的支持，而多重宇宙理論得不到觀測證據的支持。如果諾獎委員會決定將物理諾獎授予早期宇宙暴漲理論，就像他們將2011年的物理諾獎授予了兩位證實今日宇宙正在加速膨脹的科學家，那麼最早提出宇宙早期暴漲理論的兩位科學家——阿蘭·古斯和安德烈·林德不那麼年輕了，他們在30年前提出了暴漲理論，兩人現在的年齡分別為67歲和66歲，阿蘭·古斯和安德烈·林德年輕時獲獎的可能性很小，在目前老齡化的階段，兩人獲獎的可能性似乎增大了，宇宙引力波的可能發現在在一定程度上證實了暴漲理論的模型。對理論的證實甚至比理論的提出花費了更長時間，早期引力波的發現有待更多細節性證據的核實，阿蘭·古斯和安德烈·林德在什麼年齡獲得諾獎？這是一個未知的問題。

（編譯：2014-4-21）

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