“天琴计划”领头人、物理学家李淼:科普和探测引力波同样重要丨70年70人·科技⑥

封面新闻 2019-09-02 00:00 59350

人物名片

李淼

1962年出生。中山大学天文与空间科学研究院院长及筹建人。1982年毕业于北京大学天体物理专业,1984年获中国科技大学理学硕士学位。1989年赴丹麦哥本哈根大学玻尔研究所学习,1990年获哲学博士学位。1990年起先后在美国加州大学圣塔芭芭拉分校、布朗大学任研究助理教授,1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究助理。1999年回国,任中国科学院理论物理研究所研究员、博士生导师。著有《超弦史话》《越弱越暗越美丽》《<三体>中的物理学》等。

封面新闻记者 薛维睿 吴枫

作为中国顶尖的物理学家,李淼是中山大学天文与空间科学研究院院长及筹建人,国内弦论领域最有发言权的科学家,他所著的《暗能量》是国内暗能量研究方面的第一本学术专著。

在物理研究领域成果颇丰,李淼却被称为“非典型物理学家”,以诗人、科普作家和网红科学家著称。李淼很早活跃于科普领域,所著的科普读物长期在各大图书畅销榜首。

“科普和科研同样重要”,在李淼看来,在中国正在迈向科技强国之路上,科学普及是科技创新的基础。越是好的科学家越应该担起科普之责,“我永远无法成为爱因斯坦,却可能会影响下一个爱因斯坦。”

科普&跨界

像开完学术会议后聊大天

李淼认为科普和科研同样重要,“我永远无法成为爱因斯坦,却可能会影响下一个爱因斯坦。”

1999年,在海外留学多年的李淼回到中国。

彼时国内研究超弦理论的物理学家还不多,《牛顿科学世界》向他约稿,写一篇关于超弦的卷首语。这是李淼第一篇科普文章。

当时李淼在中科院的一位同事,对编程感兴趣,自己做了服务器,创建了一个叫“超弦论坛”的BBS。他们时不时在论坛讨论,讲一些研究进展,最初是出于科研的目的,想与同行建立更多联系。

来论坛的人越来越多,有些并非同一学科领域,很多甚至只是普通爱好者。和更加广泛意义上的网友交流,迫使李淼越来越通俗。逐渐地,他将科学、历史以及八卦糅合在一起,写了一系列“弦论小史”,用通俗的方式讲解弦论,发表在这个论坛上。

“超弦论坛”存在了六七年。2005年,“弦论小史”结集成《超弦史话》出版,成为李淼最初的科普类书籍。第一次印刷卖了3000本,在当时已经是不错的成绩。

社交网络尚未兴起的年代,李淼已经收获了一众粉丝。

2005年,李淼开了个人博客“闲谈物理”。他在开篇写道:“将认真的劲头用在学问上,八卦的精神用在网上。”一年时间,有了十七万次的被访问纪录。

当时他形容写博客科普,像是“开完学术会议后在聊大天”。

几乎从一开始,李淼就敏锐地嗅到科学家的另一种可能,并坚定地走上科普这条路线。

2006年,李淼在《新发现》开了“惯性参照系”专栏,7年写了约80篇文章,后来许多篇目集结成《越弱越暗越美丽》。

在李淼后来看来,《超弦史话》和《越弱越暗越美丽》都太专业,真正意义上的科普著作,应该要从2015年出版的《三体中的物理学》开始。

这一年,中国科协评选出度科学传播人物,李淼名列其中。

2016年,李淼讲微信上的授课,做有关量子力学的科普。课程内容整理下来,出版了《给孩子讲量子力学》,开始了“给孩子的物理学”系列。

李淼科普著作,“大科学家讲给小朋友的前沿物理学系列”。

在主流的价值判断里,科研意味着纵深的专注,外界对他有“不务正业”的评价。过去微博里有人质疑他科研不专,李淼还拿出近年的科研成果反驳。后来,他的态度变得坦然,“正业不就是活着嘛,我活得挺快乐的。”

李淼认为科普和科研同样重要,“我永远无法成为爱因斯坦,却可能会影响下一个爱因斯坦。”

科研&重任

探测引力波是场马拉松

李淼认为:“探测引力波是长时间的马拉松,而非短期百米冲刺。”而“天琴计划”就是探测连续的引力波,可以持续验证。

回想和物理最初的联系,只是一个夏天培养起来的缘分和时代的感召。

1976年唐山大地震,李淼远在江西的家乡也受到影响,大家住进用油毡搭的防震棚。因为在外住着无聊,李淼翻看过去很少的接触的书,包括他母亲过去的理科教科书,边看边觉得物理特别有意思,“那些原理非常简单,同时又很强大。”

1978年中学毕业,李淼赶上恢复高考。两年前夏天培养起来的好奇和兴趣,以及当年“科学技术是第一生产力”的号召,让李淼下定决心走进物理的世界,他考入北京大学天体物理专业,后来进入中国科技大学天体物理专业念硕士。

1985年,李淼前往意大利学习,开始了长达15年的海外留学之旅。1990年,他在哥本哈根大学玻尔研究所获得博士学位。

1999年回到中国前,李淼在超弦理论、量子场论、宇宙学等领域都取得了具有国际影响力的研究成果。在国际学术刊物上共发表了100余篇学术论文,引用总数达7000余次,内容涉及天体、宇宙学、黑洞、引力、弦理论、M理论等多个关乎宇宙的“终极”问题。

2004年,他发表的论文《一个全息暗能量的模型》,提出以全息暗能量模型来解释宇宙加速膨胀的现象,这也是全球第一个可以用来拟合实验数据的全息原理暗能量模型。

这篇文章在学术上的引用率超过一千次,后续在这篇文章上发散的论文大概有三四十篇。“因为它,全世界同行都知道了我。”李淼说。

此后,李淼一直在中国科学院任理论物理研究所研究员、博士生导师。

2015年,中山大学物理与天文学院成立,李淼受任天文与空间科学研究院院长,并作为探测引力波的“天琴计划”带头人。

李淼介绍,“天琴计划”的具体目标主要分四步:第一步,开展地球与月亮之间的测距,以期获得关键性的月地测距技术。这项工作虽然美国已经做过,但对于中国而言还是首次。第二步,发射一颗卫星来验证爱因斯坦广义相对论的重要假说“等效原理”以及广义相对论的其他细节。第三步,发射两颗卫星测量地球重力场的分布,这也与我国矿藏、水源等资源息息相关,并为第四步做技术准备。最后一步是发射三颗高轨卫星进行引力波探测。

与LIGO探测的短时间引力波不同,“天琴计划”探测的是连续的引力波,可以持续验证。对于“天琴计划”目前发展,李淼认为,“探测引力波是长时间的马拉松,而非短期百米冲刺。”

LIGO实验基地,图据网络。

发现&极限

做前半生没做过的研究

在一篇2014年的博客中,李淼写道:“我完全改变了45岁以前的想法,那时我除了做学问,要对人类做出精神贡献,其他都不认可……其实仔细想想,我那时是好名而已。”

回顾李淼每个阶段,都在践行自己不断更新的价值系统。

年轻的时候想做一个留得下来的物理学家,现在认为那是“明白的功利心”。后来开始写诗,想成为一个最好的诗人。现在想想,觉得自己还是太狭隘。

如今李淼把精力放在更多元的领域,以诗人、作家、网红科学家闻名。不管被称为“写诗人中物理最好的”,或是“学物理人中最懂时尚的”,似乎都指向李淼的跨界,以及对科学研究的“放弃”。

“这说明他们不懂数理科学。”在李淼看来,对于科学家来说,50岁几乎是成就的天花板,不仅推理能力和专注力会下降,思维也会趋向于保守。“爱因斯坦到50岁也做不出东西了,波尔到50岁后完全只是建实验室和发表演讲。”

对于自己研究的领域,比如弦论,李淼认为发展有些后劲不足。“本来就还没有实验,但它已经离实验越来越远了。”

对于物理研究来说,李淼始终认为要带着一点“洞察和直觉”,“不是在空间上看到远的地方,它是要能超越时间的。”在他看来,20世纪大概只有三个物理学家可以做到,爱因斯坦、海森堡,以及他的老师玻尔。

虽然并不认为认为自己具备这样的能力,但他也曾在《三体中的物理学》里成功预言——人类极有可能在2015年探测到引力波,而探测仪器是位于美国的两台引力波激光干涉仪LIGO。2015年,LIGO探测到了引力波,李淼提前两年预言了这一伟大发现。

很多人因此称他为“预言帝”。不过,李淼解释了这个预言的秘密,是因为那个时候差不多是极限了,“不光是科学的极限,也到了技术极限,如果探测不到大概永远也看不到了。”

他现在感兴趣的研究领域是“人类是否拥有自由意志”。这是一个存在了两千年的大问题,李淼想了解人的大脑,它的机制是怎么样,如何验证一些观念或者证明一些观点。他甚至希望能够在研究过程中发现一些新的问题,“孟德尔当初也不知道自己会发现遗传规律。”

“发现”被他看作是一流的研究,研究大脑不仅仅是要验证和证伪,或者是给某些问题一个回答,而是在过程中,发现以前人们从来没有想过的问题。

“所以你问我还要不要做研究,我说要。”李淼说,“要做我前半生的研究里,从来不会进入的那个层次的研究。”


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评论 6

  • fm569118 2019-09-03

    [得意]

  • 心若向阳389615 2019-09-02

  • 下一个路口 2019-09-02

    [得意]

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