张双南:美而理性|专访
中国科学院高能物理研究所研究员张双南
编者按:
5月7日,由《知识分子》、文汇讲堂联合主办的“科学精神对话人文精神” 的跨界论坛开讲,张双南、鲁白、蔡天新、张峥、季卫东、杨燕迪、郁振华、姚大力等8位“科学”、“人文”大家汇聚文汇讲堂第100期交流碰撞。
特此推出张双南人物专访。
撰文 | 丁怡(文汇报记者)
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中国科学院高能物理研究所二楼的一个小屋子,是张双南的办公室——书架上和桌上堆满了各类天体物理的专业书籍,墙上的一块小黑板还留着他与学生讨论的涂画痕迹。回国的14年里,张双南称自己更如鱼得水地“继续做着在美国开始却无法完成的天文研究项目”。采访前,他刚匆忙结束一场关于中国“天宫二号”空间实验室的国际会议,“预计今年9月发射,我们正在商讨和瑞士的进一步合作”。
上世纪末,完成粒子物理博士后研究的他转行进入美国太空总署马歇尔飞行中心进行天体物理研究,并于1994年发现一个重要的黑洞并且随后于1997年提出了一个目前广为使用的测量黑洞自转的方法,引起学界轰动。无论是学术转战,抑或是此后回国,他都在仰望星空中寻找一种“美”的科学,而儿时的科学家之梦则蜕变为如今的入世追求,于脚踏实地中呼唤科学应有的精神。
误打误撞入NASA,发现两个黑洞
1979年,出生于河南确山县城的张双南考入清华大学工程物理系。1984年他进入中国科学院高能物理研究所师从何泽慧和李惕碚攻读硕士,随后于1986年到英国南安普顿大学攻读高能天体物理博士学位。1989年,张双南再次飞跃大洋,进入美国宾夕法尼亚大学开始粒子物理的博士后研究。
1992年完成博士后研究的张双南面临就业的抉择,华尔街股票交易所、石油公司、计算机产业都以高薪吸引着就业群体。意外的是,导师的一句“我觉得你应该争取继续做学术,天体物理比粒子物理有前途”的劝诫让告别了三年的领域再次回到了张双南的生活中。当时的美国,粒子物理领域正值超导超级对撞机(SSC)开始建造,而天体物理领域,康普顿伽玛射线天文台刚刚发射。在导师的建议下,抱着“度个假”的心态,张双南带着家人来到华盛顿参加美国物理学会年会,希望在天体物理会场中找到相关专家。而就在那里,他遇到了NASA的“老板”(后来获得了邵逸夫奖的J. G. Fishman),“当时并没有职位招聘,但他还是鼓励我去看一看”。
“看一看”之后获得了职位但是并未接触过相关工作的张双南来到NASA报到上班,面对的是出门度假的“老板”留下的一张纸条:一个月后我回来,请告诉我你打算做什么。紧锣密鼓中,他发明了一种新型图像处理方法,并以此获得认可,于1994年借此发现了著名的银河系内第二个微类星体(产生相对论喷流的黑洞系统)GRO J1655-40,引起学界轰动;随后他于1997年提出了一个目前广为使用的测量黑洞自转的方法,再次引起学界轰动。
“美”的科学,不忘人文
从小被父亲逼着背古文的张双南,直言自己是个“不会背东西”的人。虽然自己是个科学家,但他向记者透露“办公室里放的虽都是专业书,家中却都是人文书”。
在许多演讲与采访中,他常常谈到对“美”的追求。大学期间某一次,自己和同学一起去承德游玩,路过卖玉米棒子的摊位,一个大妈感叹:“城里人多傻!放着细米白面不吃,高楼大厦不看,来这里看土堡,吃玉米棒子。”张双南讲着故事,笑着说:“每个人的价值观和经历不同,审美也会有很大差异。”然而美学的书籍并不能回答他的很多疑问。有些学究的他,开始试图挖掘“美”的科学背后的美学理论。他运用标准的自然科学的研究方法,得到了结论:“广义美的判断法则就是没缺陷不常见”。
“正是因为每个人眼中的美都不一样,所以才会没有普世美,只有多样美;没有最美,只有更美。而不是最美,就意味着有缺陷,技术和科学创新便成为必要……社会发展的动力和科技创新的本质,就是对美的追求”,如今的张双南在国防科技大学给本科一年级新生开设一门研讨课,他从天文讲到科学史,从哲学讲到美学,“学生很喜欢听”,他欣慰地说道。
对“美”和“多样性”的追求同样辐射到了张双南自己的生活之中,在子女的培养上,他坦言“国内读书的阶段很重要,但我也尊重他们自由发展”。专业之外,张双南还是一个业余诗人,“诗是虚拟现实,诗之‘美’的体现就是在不寻常的意境中忘却现实的缺憾从而品味现实的没缺陷”。美国一所常春藤学校物理系教授开设诗歌课获美国总统奖的消息,也让网友建议他开设一堂“物理教授的诗歌课”。
中美差距是现实,缺乏科学精神值得深思
2002年,他的硕士导师李惕碚院士希望他回国帮忙发展空间X射线天文,当时已经从NASA到大学建立了研究团队的张双南于是回到了国内继续天文研究。“中美两国水平差着几十年”,在他看来,差异并非是学者水平,更多是技术和理念差距。与美国公司承包制不同,中国的工业界尚无能力承担最先进的科学仪器设备的制作,只能由实验室转为承担,张双南感慨“我们的科学家更辛苦”。
同时,在美国生活工作多年的他对“diversity”也深有体会。美国的社会体制鼓励多样性,提供不断优化和发现潜力的机会,“只有一种成功的模式,很多人便成功不了,科学家的进步需要发展空间”,张双南认为这也是美国吸引全世界人才的重要原因所在。
在《仰望星空如何改变世界?》一文中,他提出:“现代科学和技术是人类文明的重要组成部分,中国在这个方面对人类文明的贡献却可谓微不足道。原因是多方面的,但我本人认为中国文化中缺乏基本的科学精神是一个重要原因。”
一首关于引力波《你是我的纠缠态》的小诗中,张双南写道:“以后,东西相隔就是远在天边/因为,时间真的是无法倒流/再无法互动也等不到小雪/温柔的黑暗请带走我的一切哀愁”。
眼之所及,笔之所触,美与科学,互相滋养。而为了科学精神的生根,张双南从天体研究入地到科学普及,美而理性。
附张双南诗三首:
量子阱
已经形成了习惯
打开微信找你的信息
我失望了,女神哪去了
刚想起了黑名单
是我狠心把你放进去
你挥挥手,雪花化掉了
梦想那是量子阱
当我给你充入暗能量
我祈祷着,女神穿越了
这里是经典世界
暗能量还没有被理解
我后悔了,雪花飘回吧
引力波和纠缠态
那些年当我还在远方流浪
你的倩影从宇宙深处飘来
也许是爱因斯坦的引力波
在我的心田里你一直荡漾
这些年当我悠悠到了故乡
你的柔声一直回响我耳边
也许是量子力学的纠缠态
在我的周围都是你的气场
这些天当我看到你的模样
你的引力波终于被探测到
也许是波函数还没有塌缩
我们一起激发了那道光芒
我们相约雪上飘舞 就如太空一起漫步
两千多年前,亚里士多德说
信不信瘦人比胖人下落慢
那时胖是没缺陷不常见
胖人当然不接受挑战
四百多年前,伽利略说
瘦人和胖人下落一样惨
那时瘦人胖人已等权
还是没人愿意做实验
一百多年前,爱因斯坦说
那我们就来做个假想实验
胖人一直站着有点难
这就等同于杨利伟站在加速的火箭
因为引力质量和惯性质量无法分辨
爱因斯坦接着说
让我们再做个假想实验
假如电梯坏了你想体验
那就如杨利伟在太空漫步很浪漫
这又是因为引力就是弯曲的空间
因为爱老师的假想实验
广义相对论被发现
爱老师说,胖人的质量大
胖人周围有更弯曲的空间
所以胖人的生活更艰难
你和我
从亚里士多德时代就开始相约
我们想一起自由落体逃离尘世
我们一起穿越只留下你情我爱
但是你美丽的眼睛有一丝忧郁
你说如果我下落的慢你要带着我
我说如果我拉你我们会融为一体
我们会下落得更急
但是你和我
我们的合力抵消怎么会变快
只能是我们的爱情产生能量
让亚里士多德心花怒放
让伽利略看得目瞪口呆
爱因斯坦老师最浪漫
同学啊,你是她的爱情
你的物质转化成了她的能量
你就是她的核电站
于是我来到了南山南的南山
想象着你和我一起
如初冬的小雪
在微风中飘飘悠悠飞去
伽利略和爱因斯坦都没有错
我在雪上也如你身轻如烟
我们一起雪上飘舞
如杨利伟刘洋太空漫步的浪漫
本文原载微信公号《文汇讲堂》(ID:wenhuijiangtang),略有修订。原标题为《讲堂专访|张双南:“温柔的黑暗请带走我的一切哀愁”》。