首先，祝賀北大校友屠呦呦獲得諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)！
這是華人第一次獲得諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。而今天即將出爐的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，則是歷次華人所獲諾獎(jiǎng)中，“中獎(jiǎng)”次數(shù)最多的一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)?，F(xiàn)在各路高人已經(jīng)開始猜測(cè)物理學(xué)獎(jiǎng)將花落誰(shuí)家，本專欄也便一起湊湊這個(gè)熱鬧。
近幾年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)似乎正在物理學(xué)的四個(gè)主要分支中輪流打轉(zhuǎn)：2011年獲獎(jiǎng)的“暗能量”屬于天文學(xué)，2012年獲獎(jiǎng)的是量子物理，2013年獲獎(jiǎng)的“希格斯粒子”是高能和粒子物理，2014年獲獎(jiǎng)的“藍(lán)光LED”則是凝聚態(tài)物理的成果。
如果四年一輪的規(guī)律真的存在，那今年就又要轉(zhuǎn)回天文學(xué)了。那么，天文學(xué)里有哪些夠得上諾獎(jiǎng)榮耀的成就，還沒有被諾獎(jiǎng)垂青過呢？
“暗物質(zhì)”的發(fā)現(xiàn)似乎是目前呼聲較高的一個(gè)。
實(shí)際上早在1930年代，瑞士天文學(xué)家Fritz Zwicky就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)后發(fā)座星系團(tuán)中星系運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算得到的星系團(tuán)總質(zhì)量，似乎比星系團(tuán)中可見物質(zhì)所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量要小兩個(gè)量級(jí)。他當(dāng)時(shí)就猜測(cè)，可能有某種不發(fā)光的“暗物質(zhì)”存在，造成這一現(xiàn)象。然而這次發(fā)現(xiàn)并未引起同行的重視，石沉大海。
比Zwicky還早一年的是荷蘭天文學(xué)家Jan Hendrik Oort，他發(fā)現(xiàn)銀河系中一些恒星運(yùn)動(dòng)的也過快。他也用到了dark matter一詞來(lái)解釋，但該現(xiàn)象亦有其他可能解釋，總的來(lái)說他的這次發(fā)現(xiàn)力道尚不及Zwicky的。
不管怎么說，這二位仁兄早已故去；健在的天文學(xué)家中，有資格拿暗物質(zhì)這個(gè)諾獎(jiǎng)的，就是Vera Rubin和Kent Ford了。他們?cè)谏鲜兰o(jì)60年代用Ford做的一臺(tái)光譜儀研究仙女星系（M31）中不同位置的恒星的速度，據(jù)此得到了所謂其星系旋轉(zhuǎn)曲線。然而，他們測(cè)到的旋轉(zhuǎn)曲線竟然不符合萬(wàn)有引力定律——在星系外側(cè)看不到什么東西的地方，本來(lái)應(yīng)該掉下來(lái)的旋轉(zhuǎn)曲線，瘋了似的水平延展開來(lái)，這說明在恒星盤邊緣之外，仍然存在大量我們看不到的東西。
仙女星系旋轉(zhuǎn)曲線示意
這被公認(rèn)為暗物質(zhì)的正式發(fā)現(xiàn)，這一次發(fā)現(xiàn)沒有再次石沉大海，改變了人們對(duì)宇宙認(rèn)知的基本圖景。現(xiàn)在雖然我們?nèi)匀徊恢腊滴镔|(zhì)是什么，但它的存在已經(jīng)被極多的證據(jù)廣泛證實(shí)，暗物質(zhì)早已成為宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)理論的一個(gè)基石。
普朗克衛(wèi)星測(cè)得的宇宙各組分占比
Rubin奶奶今年已經(jīng)87歲，F(xiàn)ord大爺年輕一些，今年也有84了。這個(gè)獎(jiǎng)要是再不發(fā)，那諾獎(jiǎng)對(duì)科學(xué)家抗衰老能力的要求也太高了點(diǎn)。雖然說暗物質(zhì)的本質(zhì)尚未搞清，不過同樣沒有徹底搞清楚本質(zhì)的暗能量，就只是因?yàn)橛^測(cè)證據(jù)確鑿，而獲得了2011年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。作為天文學(xué)為整個(gè)物理學(xué)學(xué)科貢獻(xiàn)的“新兩朵烏云”之一的發(fā)現(xiàn)者，Rubin和Ford得獎(jiǎng)的話，將是眾望所歸。
還記得7月份NASA宣布發(fā)現(xiàn)“第二地球”時(shí)的輿論熱潮嗎？（一天漲了5k粉的我印象極其深刻……）另一個(gè)近些年呼聲很高的領(lǐng)域，就是系外行星了。
其實(shí)說起來(lái)，系外行星并不是一個(gè)特別“物理”的領(lǐng)域，系外行星的存在與發(fā)現(xiàn)并不能讓我們對(duì)物理的認(rèn)知產(chǎn)生顛覆性的變化。實(shí)際上人人都可以根據(jù)哥白尼原理輕易斷言“其他恒星周圍一定也有行星存在”，而發(fā)現(xiàn)系外行星的技術(shù)，不管是靠測(cè)光觀測(cè)的掩星法，靠光譜觀測(cè)的視向速度法，還是看上去很酷炫的微引力透鏡法，乃至超高分辨率下的直接成像法，都只是在技術(shù)上有一定的挑戰(zhàn)，并沒有太深的物理內(nèi)涵。
不過如果系外行星領(lǐng)域獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，倒也和這些年物理學(xué)獎(jiǎng)向應(yīng)用物理傾斜的趨勢(shì)一致。光纖、石墨烯、藍(lán)色LED，都是以其造福人類的巨大應(yīng)用價(jià)值而獲獎(jiǎng)。系外行星研究是為兩三百年后的人類找退路，應(yīng)用價(jià)值也不必這幾項(xiàng)差，要獲獎(jiǎng)確也能說得過去。
問題是，發(fā)給誰(shuí)呢？
系外行星領(lǐng)域不可謂不擁擠。一口氣能拎出好多人來(lái)：
通過對(duì)脈沖星的觀測(cè)，最早發(fā)現(xiàn)系外行星系統(tǒng)的人是Aleksander Wolszczan和Dale Frail。
然而人類顯然并不想移民到一個(gè)死氣沉沉的脈沖星旁邊。通過掩星法，首先在主序星周圍發(fā)現(xiàn)系外行星的是Didier Queloz和他的導(dǎo)師、操著一口瑞士吞音英語(yǔ)的Michel Mayor。他們的這一發(fā)現(xiàn)后經(jīng)Geoffrey Marcy觀測(cè)確認(rèn)——這位仁兄發(fā)現(xiàn)的系外行星數(shù)量很多，前100個(gè)里有70個(gè)都是他的小組發(fā)現(xiàn)的。
有人說還要再算上默默推動(dòng)開普勒任務(wù)十余年年的William Borucki老爺子，這就已經(jīng)六個(gè)了——而諾獎(jiǎng)每次不能超過三人，這個(gè)名單早已長(zhǎng)到?jīng)]法發(fā)獎(jiǎng)了。怎么辦？一個(gè)辦法是等——很殘忍的熬死幾個(gè)老家伙，等人數(shù)少到3人以下，就好辦了；不過這幾位大哥看起來(lái)都還活蹦亂跳的，不像是能靠身體健康大賽決出勝負(fù)的。再就是對(duì)貢獻(xiàn)進(jìn)行一下取舍：前二位發(fā)現(xiàn)的是脈沖星旁邊的，太非主流，算了吧；Marcy只是跟進(jìn)確認(rèn)，要不也算了？Borucki雖然占不到什么“第一”名分，但勞苦功高，Kepler發(fā)現(xiàn)的系外行星數(shù)量極多，留下也情有可原。這樣的話，如果頒給系外行星領(lǐng)域，可能會(huì)授予Didier Queloz、Michel Mayor和William Borucki。
暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)為物理學(xué)提出了一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，而系外行星的發(fā)現(xiàn)為人類的未來(lái)開啟了無(wú)限的憧憬。如果要筆者進(jìn)行選擇，我還是更傾向于暗物質(zhì)發(fā)現(xiàn)者Vera Rubin和Kent Ford。當(dāng)然，“諾貝爾獎(jiǎng)的四年輪回”本身可能就是臆測(cè)，如果“輪回”失效，放眼整個(gè)物理學(xué)界，那競(jìng)爭(zhēng)者的名單還會(huì)大大加長(zhǎng)，不在本文所能管窺之列。欲知后事如何，坐等今晚揭曉。
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