一年一度的諾貝爾獎(jiǎng)無(wú)疑是科學(xué)界最重要的獎(jiǎng)項(xiàng),然而,任何評(píng)獎(jiǎng)都很難做到盡善盡美,諾貝爾獎(jiǎng)的評(píng)選也會(huì)出現(xiàn)爭(zhēng)議。
回顧歷年諾貝爾獎(jiǎng)的評(píng)選,1974年,英國(guó)女天文學(xué)家喬瑟琳·貝爾錯(cuò)失諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的戲劇性經(jīng)歷,可以說(shuō)是科學(xué)史上最不公平的一次頒獎(jiǎng)。如今,諾貝爾獎(jiǎng)剛剛頒布,余熱未消,喬瑟琳·貝爾的人生故事此時(shí)聽來(lái),不失為我們理解諾貝爾獎(jiǎng)的另一扇窗口。
做苦工的博士生
1965年,年輕的喬瑟琳·貝爾從格拉斯哥大學(xué)物理系畢業(yè),來(lái)到劍橋大學(xué)繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。出于對(duì)天文學(xué)的興趣,她選擇了天文學(xué)家安東尼·休伊什作為自己的導(dǎo)師。
5年前,天文學(xué)家在茫茫星海中發(fā)現(xiàn)了類星體,這類天體距離地球非常遙遠(yuǎn),體積比星系小很多,卻能夠發(fā)出比星系明亮千倍的射電波段(主要是無(wú)線電波)的輻射。而且,類星體與恒星不同,其輻射閃爍不定,天文學(xué)性質(zhì)十分怪異。許多天文學(xué)家對(duì)類星體很感興趣,休伊什也不例外,他申請(qǐng)了一筆科研經(jīng)費(fèi),打算建造一架大型射電望遠(yuǎn)鏡,來(lái)觀測(cè)閃爍的類星體。喬瑟琳初來(lái)劍橋,就趕上休伊什的科研項(xiàng)目啟動(dòng),她便成為了建造射電望遠(yuǎn)鏡的主力軍。
在當(dāng)時(shí),射電天文學(xué)剛剛興起,射電望遠(yuǎn)鏡是一種新鮮玩意,建造起來(lái)頗費(fèi)力氣。為了接收、捕捉不可見的射電輻射,射電望遠(yuǎn)鏡需要使用金屬天線。當(dāng)來(lái)自太空的無(wú)線電波與天線相遇時(shí),金屬天線會(huì)產(chǎn)生震蕩電流,這些電流被放大后記錄下來(lái),就可以進(jìn)行處理。天線越長(zhǎng),金屬截取的無(wú)線電波就越多,產(chǎn)生的振蕩電流也就越大。因此,休伊什計(jì)劃中的射電望遠(yuǎn)鏡,其實(shí)主要是一片廣闊的天線網(wǎng)陣——網(wǎng)陣占地面積達(dá)到了1.8萬(wàn)平方米,網(wǎng)陣中立起1000多個(gè)3米高的柱子,支撐著共120千米長(zhǎng)的天線。整套天線網(wǎng)陣隨著地球的自轉(zhuǎn),就可以掃描天空中的一片區(qū)域。
喬瑟琳日日與鉗子、錘子、扳手為伴,用了兩年的時(shí)間,把這120千米長(zhǎng)的天線正確地連接起來(lái),并為之裝配了精密的信號(hào)放大器和信號(hào)接收器。1967年7月,這架自制望遠(yuǎn)鏡正式投入使用。喬瑟琳做了兩年艱苦的體力勞動(dòng)后,終于有條件做些腦力勞動(dòng)了。
遙遠(yuǎn)星空的“小綠人”
射電望遠(yuǎn)鏡已就位,接下來(lái)的工作自然是用它掃描天空,獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)。在20世紀(jì)60年代,用計(jì)算機(jī)做數(shù)據(jù)處理尚未成為主流,并且考慮到有些數(shù)據(jù)需要人腦分析才能發(fā)現(xiàn)其意義所在,喬瑟琳便使用圖表記錄機(jī)器將觀測(cè)數(shù)據(jù)打印在紙上,然后人工處理、分析。這樣的工作常常是枯燥的。記錄在紙上的天文數(shù)據(jù)充滿了上下振動(dòng)的曲線,長(zhǎng)得就像心電圖一樣,機(jī)器將數(shù)據(jù)源源不斷地繪制出來(lái),長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的記錄紙很快裝滿了紙盒。貝爾每日竭盡所能地逐頁(yè)處理,也只能處理數(shù)米“心電圖”。繁重的工作持續(xù)了一個(gè)月,喬瑟琳陷入了汪洋大海般的數(shù)據(jù)中,但她沒(méi)有頭昏腦漲,反而頭腦出奇地清醒。
1967年8月6日,喬瑟琳在圖表記錄機(jī)器打出的曲線中發(fā)現(xiàn)了不同尋常的東西。在100多米長(zhǎng)的數(shù)據(jù)帶上,有一段1厘米左右的奇怪圖案會(huì)周期性地出現(xiàn),喬瑟琳形象地稱這種圖案為“后頸”,它意味著一種神秘的脈沖信號(hào)正有規(guī)律地每隔1.33秒重復(fù)地出現(xiàn)。喬瑟琳無(wú)法解釋這種信號(hào),她找到了休伊什,說(shuō)數(shù)據(jù)中有“一些稀奇的東西”。休伊什看過(guò)之后,憑借經(jīng)驗(yàn)迅速做出了結(jié)論,認(rèn)為那不過(guò)是天空某種人造飛行器(比如衛(wèi)星)發(fā)出的干擾信號(hào)。
但喬瑟琳并不太確信休伊什給出的解釋,她決定繼續(xù)跟蹤下去。隨后的數(shù)周,在同一時(shí)間、同一天空區(qū)域,相同的神秘脈沖信號(hào)再次出現(xiàn)。很快,喬瑟琳確定該信號(hào)來(lái)自于太陽(yáng)系外,不是地球飛行器所為。這么規(guī)律的信號(hào)在天文觀測(cè)中還從來(lái)沒(méi)有過(guò)先例,喬瑟琳不禁懷疑,莫非是有外星人正在給地球發(fā)信息?于是,她根據(jù)科幻電影中外星人慣常的形象把這個(gè)信號(hào)命名為“小綠人”。
喬瑟琳很懊惱,她一門心思只想盡快收集到足夠的類星體數(shù)據(jù),以便能夠完成博士論文,沒(méi)想到“小綠人”會(huì)冒出來(lái)?yè)v亂,讓她產(chǎn)生困擾。休伊什決定召集科學(xué)界的大人物開會(huì),商議如果真的發(fā)現(xiàn)外星人該如何知會(huì)政府、告知公眾。喬瑟琳則回到辦公室,繼續(xù)埋頭分析她的紙堆。
功夫不負(fù)有心人,喬瑟琳在紙堆中又找出了另外3組類似的脈沖信號(hào),分別來(lái)自完全不同的太空方位。這讓喬瑟琳確信,“小綠人”不會(huì)是外星人的信號(hào),因?yàn)楸舜讼嗑噙b遠(yuǎn)的4種外星人不可能不約而同地采用同樣的方式來(lái)聯(lián)絡(luò)地球人。至此,縈繞在貝爾心頭的疑問(wèn)被解開了:如果信號(hào)來(lái)源不是外星人,那一定是一種全新的天體,而自己則有幸第一次發(fā)現(xiàn)了它們。
1968年1月,一篇題為“快速脈沖射電源的觀察報(bào)告”的論文投遞給了《自然》雜志,喬瑟琳是第二作者,休伊什作為導(dǎo)師,是第一作者(如果按照如今的習(xí)慣,喬瑟琳毫無(wú)疑問(wèn)是第一作者),僅僅兩周后,論文就發(fā)表了。天文學(xué)界有如一石激起千層浪,引得科學(xué)家提出許多理論來(lái)解釋“小綠人”的源頭。1968年,美國(guó)天文學(xué)家托馬斯·戈?duì)柕碌闹凶有抢碚撟罱K得到了共識(shí),即,喬瑟琳和休伊什發(fā)現(xiàn)的信號(hào)來(lái)自中子星,而且信號(hào)呈現(xiàn)一閃一閃的脈沖形式,是由于中子星高速自轉(zhuǎn)而引起的。
所以,喬瑟琳和休伊什發(fā)現(xiàn)的脈沖星被確認(rèn)為中子星,這被認(rèn)為是20世紀(jì)射電天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)之一,其他三個(gè)重大發(fā)現(xiàn)是類星體、微波背景輻射和星際分子。這一年,喬瑟琳也順利地通過(guò)了畢業(yè)論文的答辯,拿到了博士學(xué)位。
沒(méi)有貝爾的諾貝爾獎(jiǎng)
離開劍橋大學(xué)后,喬瑟琳突然從天文學(xué)界銷聲匿跡,不見了蹤影。原來(lái),1968年,喬瑟琳結(jié)婚了,她的丈夫是政府部門的工作人員,常常到處調(diào)動(dòng)。婚后,喬瑟琳隨著丈夫在英國(guó)各地遷來(lái)遷去,偶爾做點(diǎn)兼職教學(xué),不再涉足科學(xué)研究,漸漸被許多人淡忘。
6年后,英國(guó)科學(xué)家馬丁·賴爾和休伊什共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),前者由于改進(jìn)了射電望遠(yuǎn)鏡獲獎(jiǎng),休伊什因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)脈沖星獲獎(jiǎng),而事實(shí)上最先發(fā)現(xiàn)脈沖星的喬瑟琳,則被排除在獲獎(jiǎng)名單之外。由于喬瑟琳的落選,那一屆諾貝爾獎(jiǎng)引起了國(guó)際天文學(xué)界巨大的爭(zhēng)議,被稱為“沒(méi)有貝爾的諾貝爾獎(jiǎng)”。此后的幾十年間,喬瑟琳不斷被問(wèn)起自己對(duì)錯(cuò)失諾貝爾獎(jiǎng)的看法,然而她本人并不愿意卷入到爭(zhēng)議之中,很少表態(tài)。
盡管喬瑟琳被諾貝爾獎(jiǎng)忽視,天文學(xué)界仍然將她譽(yù)為“脈沖星之母”。2018年9月6日,喬瑟琳獲得了科學(xué)界獎(jiǎng)金最豐厚的獎(jiǎng)項(xiàng)——“基礎(chǔ)物理學(xué)特別突破獎(jiǎng)”,獎(jiǎng)金300萬(wàn)美元。這或許算是對(duì)喬瑟琳的一種補(bǔ)償吧。
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