收获 | 最后一节天体物理课

作者: 琥珀家的玉衡 | 来源:发表于2023-12-21 12:20 被阅读0次

    原创首发,文责自负。本文参与理事会2024元旦征文活动。

    秋季学期结束了。

    人生经历的第二十三个秋季学期——不是什么特别的数字,却成为了第一个站在讲台上的秋季学期。

    从学到教的事业里程碑,让我收获了很多心得。

    期末前的最后一节天体物理课,我讲了些基本的早期宇宙理论。

    宇宙的起源,可以用一生去探索,也可以单独列为一门课,还可以泛泛地用一幅图和几句话概述——

    • 时间的起点,能量无限,空间无垠,宇宙四大力完全统一;

    • 须臾之间,暴涨开始。不分何处何地,高维度反复折叠。从此,信息滞留于各个角落,与远超光速膨胀的无垠空间割袍断交;

    • 随后,一生重力,二生电磁,三生质子。混沌之中,负粒子湮灭,磁单极流浪;

    • 三十八万年后,风烟俱净,第一束光临世,记录下光子最初的自由宣言;

    • 自此,一百三十八亿年的星河浩渺,拉开序幕。

    宇宙简史(基于宇宙大爆炸理论)

    以上便是宇宙大爆炸理论,是现代天体物理的根基。

    也是人类一切所见、所识的起源,亦许是人类一切不可见、不可识的起源。

    听起来近乎玄学的理论,其实经过了很多观测的验证,获得2006年诺贝尔物理学奖的宇宙微波背景辐射就是证据之一。

    我在两年博后生涯里最大的收获,不是发了什么论文,而是去了2006年诺奖获得者、宇宙微波背景辐射的发现者之一的约翰·马瑟博士的签售会。

    当时,马瑟博士正为最近的詹姆斯·韦伯空间望远镜宣传讲座,他是负责这个望远镜项目的高级科学家之一。

    很难想象老人家今年已经77岁高龄,还在发论文。

    也许,马瑟博士身为诺奖得主,依旧认为宇宙中的未知太多,就算穷尽人的一生,又怎够探究138亿年的种种?

    也许,就如同我们身在地球却如履平地,我们眼前平整的四维宇宙,可能也是一个巨大到远超想象的泡沫球,大球套小球,球外是一片泡沫海。

    也许,宇宙的起点并非所谓大爆炸,而是超越了人类所认知的时间尽头,在那个尚未形成任何物质、完全充斥着能量的宇宙的过往,存在过一种由能量而非物质构成的“人类”——谁说外星人一定是碳基生物,或三维生物,或物质生物。

    一切皆有可能。

    确实如此。

    但我从不认为“科学的尽头是神学”,更不相信这话出自爱因斯坦或牛顿。

    一个神学家和一个科学家,谁更有可能讲出这番话术、更懂得利用人心,答案显而易见。

    如果非要说宗教和科学有什么共性,光,算是一个。

    宗教里,东方盘古开天,西方七日造世。要有光,才有万物生灵,才能脱离混沌;

    科学上,光合作用供氧,太阳能板供电。超光速,不仅是信息传递的极致,还是太空殖民的必须。

    不过,光,真就如此特别么?

    所谓的光,本质是粒子组成。中学物理讲过波粒二象性中的“粒”子,便是光子,与我们更熟悉的电子、质子、中子一样起源于宇宙。

    但,起源于宇宙中的粒子远不止这四种。

    比起穿越万物而不灭的中微子,或是转瞬即逝而至今遁形的希格斯玻色子,光子生得晚,也没那么珍稀。

    光速——光子飞行的速度,在宇宙中存在得那么轻而易举,又理所当然。于人类而言,却如同无法抵达的水天一线,可见而不可及,可知而不可敌。

    而当我们还津津乐道于虚拟的光速旅行时,在宇宙的尽头,空间以1089倍的光速继续加速膨胀。

    如此极速,完全超脱了人类的认知范围,几乎失去了一切现实含义。

    如果说,山崩地裂、熔浆海啸象征着地球的绝对力量,闻者丧胆,见者跪服;

    那么,宇宙的力量,又有何种言辞足以形容呢。

    我喜欢的科幻小说,始终呈现着一颗对自然的敬畏之心——只有人类用奇思妙想的工程创新对地心、海底、天界探求,没有生物能以超维的力量掌控宇宙的源起源灭。

    但凡遇到宇宙受物质生物摆布的文学设定,我仿佛在看一部写孙悟空玩弄如来佛的西游记后续,失去了幻想的乐趣,只觉得身为人类同胞,未免过分自大了些。

    弱水可填,东海可闹,五指山可移,但如来佛仍居雷音寺;

    沧海桑田,地陷天塌,如来也神陨,但地球照旧自转与公转。

    地球和月球不是因为相爱才彼此环绕的,月球也不是因为单相思才与地球潮汐锁定的。

    亘古的恒星从不曾眨眼闪烁,亦不曾起落逆行,更不关心人的出生月份、日历月历。

    人之所感,起于人之所见;

    而天地之大,远超人之所见。

    这并非夸张的修辞手法,或是什么烂俗的心灵鸡汤——科学上,宇宙无边际,但人类觉得有边际,因为光速太慢。

    没错,对于一个仍在加速膨胀的宇宙而言,光速根本不值一提。

    光,好比一个在宇宙列车里逆向奔跑的乘客,即便全力奔至车厢的尽头,它还是远离了出发的车站;即便车厢无穷尽,它也终会随着列车去往下一个站台。

    因此,宇宙最初的光束永远无法抵达地球。

    一句“往者不可谏,来者犹可追”,在科学上也很适用。

    还有一句“天地不仁”。

    天地不仁,以万物为刍狗,虚而不屈,动而俞出。冷清为公允,冷血为无私。

    宇宙哪里在乎最后活下来的是恐龙人类还是神佛呢?哪里在乎生物创造了怎样的文明呢?又哪里在乎你我孰死孰生孰笑孰哭呢?

    事实上,如果我们随机掉落在宇宙的一个角落,环顾四周,一切都是相似的,根本分不清身在何处——包括地球,从宇宙的角度,无任何特别。

    这是宇宙各向同性而均匀的特质。

    均匀而同性的宇宙背景,不同颜色代表温度,最热与最冷的温度之间仅有1微度(0.000001)的区别(图片来源:NASA/WMAP)

    我记得,十年前在大学天文课上,第一次听到这个说法,着实觉得不可理喻。

    我们认知的宇宙很热闹,有太阳,有八大行星,还有无数小行星;再往外说,还有银河系,以及注定要在七十亿年后与我们相撞的仙女座星系。

    怎么可能同性而均匀了?

    如今,我课上的学生们果然也有相似的疑惑。

    我以沙砾与沙漠的比喻来解释。

    用显微镜来看,每一粒沙子的形状、形成、结构可能都大相径庭。但沙漠之中,目之所及的任何一隅,又有何不同呢?

    若宇宙是撒哈拉沙漠,太阳系甚至不足以为一粒沙。

    拥有上千亿太阳的银河系兴许有资格作一粒沙,至少为银河系1.5倍大的仙女座星系大约也能作一粒。

    沙漠之中,两粒沙子滚落一起,有什么稀奇呢?谁又能辨得清是具体哪两粒撞到一块儿去了?只有不幸被沙砾碾死的微生物才知道发生了什么。

    我们如同那微生物,依附沙砾而存在,当然分得清哪粒沙是我们的世界;

    可宇宙犹如无边无际的沙海,以宇宙的量级来看,一切皆为沙砾尘土,各处皆可为九州八纮,无二差别,当然同性而均匀。

    我讲课时常想,座下的学生们有信宗教的么?宗教里的人类,多么珍贵的神的孩子,与那些飞禽走兽都不同,品质美好,潜力无穷。我却教他们,在宇宙的眼中,人类居然连一粒沙都不如,埋没于空荡荡的真空。

    目瞪口呆的学生们是在课堂走神,还是在三观重塑呢?

    我又想起,那在科幻小说里,被所谓的高级外星人当成牛马刀枪般驾驭利用的宇宙,忽然觉得好笑。是,沙能成漠,也能覆漠,原来作者在写一出荒诞喜剧。

    人类急切地妄想着比肩寰宇、驾驭天宙,却不明白,我们的存在只对我们自己有意义,我们的生死只有我们自己在乎。

    对错是非,除了对得起人心,还有何意义。

    公元前212年,阿基米德被士兵刺死的时候,地球能被撬动,土星会浮在水面;

    公元1600年,布鲁诺被活活烧死的时候,地球绕着太阳转,太阳绕着银心转;

    公元1943年,特斯拉被权贵剥削的时候,电子随着地球自转,生着地磁场。

    公元2023年,硝烟与高温轮番烘烤着蓝色星球,平凡都艰难到疲于奔命。而环顾宇宙,广如荒漠,和千年前相比没有一丝变化。

    东方说着“人在做,天在看”,西方说着旧约十诫,但善恶底线,与无边无界的天地有何相干?从来只关乎人心。

    明明谁都不足为沙砾,却论谁都敢自诩正道,以分异类。

    因为人心,处处皆可画地为牢。

    我在读博时,有次与朋友们聊起为什么选择天文方向。两个美国同学的原因相近,人心复杂,他们都不喜欢与人打交道,想离人越远越好,就逃到宇宙里了。

    不过,八年后的今天,他们都进了工业界,说是还与天文有关,但更多偏工程和数据了。

    不知道他们现在天天在公司里工作,是和什么打交道。机器人?

    亦或者年长后,对金钱的需要大于对人的厌恶了,对学术的兴趣小于对生活品质的追求了。

    我是为数不多没转行的。

    我选天文,与人心没什么关系,只是单纯喜欢冷清冷血的神秘宇宙而已。

    毕竟,谁少时逃得过流行小说里冷酷神秘的男、女主角的魅力呢?

    我这学期的天体物理课是物理专业必修,并非所有学生都兴趣浓烈,但有个女孩子却是出了名的热爱天文学,不知道她是否也热爱着那份神秘。

    她跟我讲,她一直以为宇宙微波背景辐射(上图)是常识,向室友们炫耀我这门课的内容有多好玩时,才惊讶地发现,原来大家并不知道那是什么东西。

    确实。想来也不意外。

    我课前给了小测,惊讶地发现,这群物理专业的学生,很多甚至不知道宇宙正在加速膨胀。

    宇宙微波背景辐射确实因获得诺贝尔奖而名声大噪,但不代表公众真正知道。

    想想去年同样得奖的量子纠缠,至今还被一些公众号借用,大谈特谈跟量子力学无关的思维意识之类的玄学,为了博人眼球,背离科普的宗旨,全然不顾误人子弟。

    不知道也罢,可若是好端端的科学成果被有心人当神学的佐证扭曲,岂不是更可怕?

    所以说,无知是福。

    我在选专业时就很无知。

    没有考虑太多现实问题,比如人际交往,比如就业前景,再比如,二十岁上下的大学生,深入这种藐视人间却又摆脱不了人间的领域,对尚未成熟的观念会有什么影响。

    当初无知得有多幸福,等到真正知道了,就有多不幸福。

    出国读博以后,理想主义终究在时光的磋磨中一点点破损,露出了现实的丑陋。

    但就像小说里的配角要为主角献出一生,总舍不得这138亿岁的主角,也舍不得自本科起甘愿为它作无名配角的一十二年,更舍不得犹如命中注定一般的爱恋。

    只能继续这场单相思,继续走下去,直到今年,走到了讲台上。

    另一位诺贝尔奖得主、文学家罗曼·罗兰说,“世上只有一种英雄主义,就是认清生活的真相之后依然热爱生活。”

    所以,知道了,也是福。

    而且,我并非简简单单地知道,人相较宇宙,全然不为一个量级。这个事实,从第一堂天文课至今,从听课到讲课的轮回完成,已深深地溶于骨血,化为了一片魂魄。

    这便说到宇宙学概论最后一个知识点,关于量级。

    前面说过,以宇宙犹如无边沙海的超大量级来看,不同空间之间的距离注定越来越远。因为空间在超光速地加速膨胀,与生死无关,不明方向,也不明原因。

    也许,不仁、不可谏,确实是宇宙的本质。

    然而,小规模的局部区域仍受引力的影响更深,同一小空间内的物质会越来越来近,融合得越来越密。

    因此,我们所在的银河系依旧会在七十亿年后,与仙女座星系相撞,而后融合。

    正如稳定的沙漠之中,依然有不稳定的流沙,汇聚成不起眼的沙丘;

    宇宙这片沙海中的“小流沙”,是团簇着的成千上百的星系——它们像银河系与仙女座星系一样,彼此勾连,互相吸引。

    虽然成千上百的沙砾远远不足以与整片的广袤沙海抗衡,但在那些微不足道、毫无特色的角落里,沙丘开始拥有了起伏的线条。

    靠近、继而融合,是宇宙中众多天体演化的必要进程,比如黑洞、星系、暗物质。

    有的新生,有的毁灭,有的是毁灭而后新生。

    远远看去,这些生死不明的星系团仿佛手牵手,用身体拉扯成宇宙的纤维。

    一根一根地拈成了光,一丝一丝地拢成了金。

    成千上百的星系团构成的宇宙纤维(图片来源:维基百科)

    从某个量级开始,生死、方向、原因……统统失去了意义;

    也从某个量级开始,个体的存在因为彼此缔连,而拥有了意义。

    大小量级,一字之差。

    有情无情,一念之差。

    最后一节天体物理结束了。

    之后,便是期末考试。

    在考试周结束前,校方办了场教授们的聚餐。我见到了我的顶头上司——学院院长。我们院长是位博士出身的黑人老奶奶,我年初来面试时就见过她,说话走路都慢悠悠的,会因为很小的事情被感动哭,特别可爱可亲。

    院长奶奶很关切地询问我第一个学期感觉如何,我顾虑到她作为我上司的身份,于是动了点小心机,没有泛泛地说还好,而是挑了几件事跟她如实讲了。

    比如,在秋季学期开始的前30天里,我见识了从晚上7点到早上5点每个小时时段里的校园。

    九月份不像现在进入了冬令时,那时天亮得早、黑得晚,不至于早晚上下班都披星戴月,但我确实直到九月末,才在一个周末陆续见到了升到半空的朝阳,和灿烂炫目的晚霞。

    我顺口说了句,“这是单身的好处,想几点回家就几点回家。”

    院长奶奶立即纠正说:“正是这样,才会单身。一直工作,就会一直单身,你不能形成这样的闭环。”最近正好有些天文台的事情需要我组织,院长奶奶直接叫我下学期再说。

    其实作为院长,她只要客套地认可我的工作就够了。更何况,个人生活在美国有时还涉及敏感话题,轻易不好随便评议。

    我想,我在她眼中一定是个完整而平等的人,她当下才会有这样真诚的回应。

    其实,在众多学校、环境、文化里,第一年的小教授全天候无休工作已是默认的习俗了。所有教授都经历过,因为太过普遍,很多人都视为理所当然,从不问是否合理,甚至包括我自己——这学期中间感冒三次,但没缺一堂课,吃了退烧药还在烧,坚持戴口罩上完了课。

    即便校园是座象牙塔,这塔也不纯粹。有时仔细想想,未必就比外头洁白。

    站上讲台后,只这一个学期,我已开始把这塔里的人分为两类:

    一类是关心学生,多于关心科学。因为热爱科研,所以留在学术界;却也因为真心想栽培学生,所以没有选择研究所,而是留在了校园里。

    另一类则是关心科学,多于关心学生。

    或许,连他们自己也没有意识到,比起科学,他们更热爱权力。

    我原未发现教授权力之大,直到从讲台之下走到了讲台之上,才收获了全然不同的感知。

    即便我是毫无经验的第一年的新老师,连食堂在哪儿刷卡都不知道,大四的学生们也会谦逊尊敬地听我吩咐,按照我的要求完成任务。若我不主动说话,学生们都安安静静的,从不会轻易问,问则小心翼翼、紧张犹豫。

    教授普遍拥有极大的自主权,尤其在评上终身教职之后,极难被开除。在院长、校长面前,都有足够的自主权;在学生面前,更是权威,犹如父母之于幼儿,至高的权力几乎不可能被超越。

    学生对教授的信任,基本是默认的。一个老师讲错了题目,几个学生敢询问?两个主语调转一下,甚至构不成一个合理的问题。

    那么,一个学生要经过多少个自责自省的深夜,才能认识到是教授在滥用权力,而非自己的错。

    在国内上本科时,有位名教授对我说,我学不明白物理,读不了博士,不如考虑经商;

    出国读博期间,有老教授不断地挑剔我的英文发音,在我的报告上提着与我科研并不相干的问题;

    后来还有教授在一众师弟面前,粗鲁地打断我说话,一直怀疑我提出的问题是否真正存在,却不能帮忙解决。

    我原想,老一代的腐朽会随着他们的凋零而化为尘埃。但我的朋友们收到了教授类似撒气的邮件,也遭遇了教授刻意刁难增大了工作量。

    这些教授都比我们大不了太多,而我的同辈里,也有傲慢残忍又贪权的人,最近得到了名校的教职。

    新一轮的血雨腥风又正在开启。

    我可以理解宇宙的起源,却理解不了人心的原由。

    身为师长,到底是怀着一颗什么样的心,能肆无忌惮地对弱势的、满怀崇敬的、惶恐不安的学生,说着刻薄的言辞,做着放肆的行为。

    我因为喜欢冷清冷血的宇宙,所以格外厌恶冷情冷血的人。

    纵然千万年盛世文明,也不过是宇宙中的一场烟花罢了,人间能有什么样惊世骇俗的大义、什么颠覆世界的科学,能给予区区生物无视、甚至牺牲同类的资格呢?若不厚待彼此,微小如我,即便在人类青史上添了一笔,对于地球、太阳、银河、宇宙,又算得了什么呢?

    宇宙,不仁,不可谏。

    人,没有资格不仁、不可谏。

    人存在的意义,只有人才在乎。

    无论权力多大、财富多少、资历多老,我们都是很小很小的量级,微弱到连误差都做不成的规模。

    在足以忽略不计的小量级、小规模里,物质要不断地靠近再靠近,汇聚再汇聚,越来越缔连,越来越紧密。

    拈拢作手牵手的纤维,点亮太空里看不见的光。

    期末结束后的第一件事,不是批卷子,而是列一个很长的名单。

    从读博开始,每年圣诞前后,我都会给一列表的人类同胞挨个发节日问候。

    最开始是所有回复过我套磁邮件、但最后失之交臂的教授。感谢他们在申请时回复我的问题,或是鼓励我申请他们的博士。

    过了几年,开始每年口试小答辩,又发表论文了。于是,名单里又加上了答辩委员会的教授们和我的共同作者们,感谢他们的支持和意见。

    毕业那年的圣诞,我刚开始做博后,还没有发论文。但邮件名单又变长了,是加上了半年前求职时,给我面试和offer的教授们。

    第二年,没有发邮件。那个圣诞假期,我一个人在新奥尔良半度假半赶工,忙着写申请材料找教职。除了推荐人,没有特意联系其他教授。

    最后就是今年,多了我的博后老板和所有在求职过程中帮助过我的人。

    我在总结求职经验时细数过,一共新结识了十多位同学和老师。还要加上入职后,校内、校外曾在教学上指点过我的教授们,包括院长奶奶——很感谢她尊重我的生活,所以真切地希望她圣诞快乐、新年顺遂。

    至于一路陪伴的朋友和家人,都从邮件和信息,升级为卡片和礼物了。

    基本每一年,这份名单都在增长。只在读博的第三年,本科时期教我天体动力学的教授去世了,他的儿子邮件回复了我这个消息,名单便缩短了一点。

    但教授十年前送我的天文书,正和去年马瑟博士签售的天文书一起,并排站在我办公室巨大的书架上。

    如今这份简单想想就已经变得巨长的名单,需要提前空出来时间动笔记下来,免得落下哪一份感恩、哪一次收获。

    此去经年,但愿只增不减。

    办公室的大书架

    二十三年校园,未来还有二十三年。

    若我能像马瑟博士一样77岁还能发论文,那二十三年后还有二十三年。

    未来,我的名单会变短也会变长,我或许也能存在于未来的谁的名单上。

    远远不到真正的最后一节课,收获也远不止于此。

    这片很小很小的小世界里,一寸寸的缔连构成了细细的纤维,一颗颗的真心牵起了绵绵的牵念。

    微光才刚刚点亮。

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