來(lái)源:科技日報 作者: 高博
本報記者 高博
“當我告訴人們,我發(fā)現了準晶體的時(shí)候,所有人都嘲笑我。”為堅持己見(jiàn)而備受打擊時(shí),謝赫特曼想不到,二十多年后,會(huì )因此拿到諾貝爾化學(xué)獎。
前幾天,2011年度諾貝爾物理學(xué)獎和化學(xué)獎先后揭曉——“宇宙加速膨脹”和“準晶體”的發(fā)現最終贏(yíng)得評委會(huì )青睞。有趣的是,這兩項研究一開(kāi)始都被懷疑,而“固執”的科學(xué)家最終贏(yíng)得了桂冠。
“這個(gè)結果太瘋狂”
“這個(gè)結果太瘋狂,我們甚至有些害怕。”2011年度諾貝爾物理學(xué)獎得主之一珀爾馬特,在得悉自己獲獎后,如是描述當年的心情。
另一個(gè)研究小組的里斯,回憶當時(shí)得到觀(guān)測結果后,曾心想“喔,我們搞錯了!”但經(jīng)過(guò)數星期覆核,他感到:“我的天!這結果或許是對的。”珀爾馬特、施密特和里斯三人分享了今年的諾貝爾物理學(xué)獎項,因為他們共同發(fā)現了宇宙加速膨脹的事實(shí)。而當年研究開(kāi)始時(shí),他們本來(lái)預計會(huì )測量到宇宙減速膨脹,并想測量這速度是如何減慢的。
據報道,馬里蘭州大學(xué)聯(lián)合量子研究所發(fā)言人舍韋表示,3名科學(xué)家的發(fā)現是過(guò)去30年來(lái)對物理學(xué)的最大震動(dòng),“當時(shí)不少人認為研究有問(wèn)題,但事實(shí)上無(wú)錯,后續研究均證明了發(fā)現是對的”。
珀爾馬特用了9個(gè)月來(lái)審視數據, 最終不得不接受這一事實(shí)。類(lèi)似的結論施密特和里斯也得到了。這兩個(gè)團隊總共分析了近50顆超新星。
“他們一開(kāi)始對于超新星天文學(xué)中的許多困難并不完全了解。”國家天文臺研究員,宇宙學(xué)家陳學(xué)雷評論說(shuō),“‘無(wú)知者無(wú)畏’,可能是他們在大多數天文學(xué)家對超新星觀(guān)測感到悲觀(guān)時(shí),勇于進(jìn)行這項研究的部分原因。”
陳學(xué)雷介紹說(shuō),珀爾馬特接掌超新星觀(guān)測工作,正是在項目最困難的時(shí)期:他們未取得任何成果,連一顆超新星都沒(méi)能發(fā)現。“這一項目是否還能進(jìn)行下去?伯克利以及美國的資助機構在認真評估后決定繼續予以資助。”
之后,珀爾馬特想方設法爭取多方望遠鏡的使用權,并且取得了突破。
“我覺(jué)得,施密特和里斯等人能夠憑借自己的研究積累,抓住戰機,在激烈的競爭中一舉沖入研究的最前沿,其能力和敏銳令人欽佩。”陳學(xué)雷感慨道,“但更值得思索和借鑒的是,珀爾馬特等人的頑強堅持。作為研究者,要有信心和勇氣在困難時(shí)堅持下去。”
另一方面,在陳學(xué)雷看來(lái),美國的資助機構能夠寬容失敗,看出這一項目的科學(xué)價(jià)值和團隊人員的能力,保持對這一項目的資助,也是非常有眼光的。
“有重大創(chuàng )新的科研常常有很大的風(fēng)險,很難保證完全實(shí)現計劃的成果。這時(shí)應該怎么辦?”陳學(xué)雷說(shuō),“我國現在口頭上也常常說(shuō)支持探索、寬容失敗,但實(shí)際上有風(fēng)險的研究計劃很難得到支持,更不用提對失敗的理解和寬容了。這恐怕是我們所應該深思的。”
“我知道我是對的,他們是錯的”
無(wú)獨有偶,當本屆化學(xué)獎得主謝赫特曼29年前發(fā)現“準晶體”時(shí),甚至難以發(fā)表論文。當時(shí)所有同行都認為,“準晶體”違背了科學(xué)常識。
“當我告訴人們,我發(fā)現了準晶體的時(shí)候,所有人都嘲笑我。”謝赫特曼說(shuō),“但我并不在意,我知道我是對的,他們是錯的,時(shí)間終于證明了這一點(diǎn)。”
直到最近,“固體分為晶體和非晶體兩種,金屬屬于晶體,玻璃屬于非晶體”的結論,還寫(xiě)在很多中學(xué)教科書(shū)上。謝赫特曼的發(fā)現,卻挑戰了這一成見(jiàn)。
1982年4月8日,謝赫特曼借助電子顯微鏡獲得一幅鋁鎂合金的晶體衍射圖,并發(fā)現圖像不符合晶體內應有的“原子周期性對稱(chēng)有序排列”。
之后,謝赫特曼花費了好幾個(gè)月的時(shí)間,試圖說(shuō)服他的同事存在“準晶體”,但一切均徒勞。不僅如此,他還被要求離開(kāi)研究小組。無(wú)奈之下,謝赫特曼只有離開(kāi)美國,返回以色列,在那里,他的一個(gè)朋友愿意幫助他,公開(kāi)發(fā)表“準晶體”的研究成果。
最開(kāi)始,這篇論文也沒(méi)能逃脫被拒絕的命運。1984年,另一個(gè)研究小組獨立發(fā)現類(lèi)似現象,謝赫特曼的結果才得以與之同時(shí)發(fā)表。這立即在學(xué)界引發(fā)軒然大波。一些同行權威公開(kāi)反對謝赫特曼的看法,其中包括著(zhù)名科學(xué)家、兩屆諾獎得主鮑林。
“他公開(kāi)說(shuō):達尼埃爾•謝赫特曼是在胡言亂語(yǔ),沒(méi)有什么準晶體,只有‘準科學(xué)家’。”謝赫特曼回憶道。
作為晶體學(xué)權威,鮑林懷著(zhù)一種近乎衛道的熱情去維護既有的知識體系。他試圖把謝赫特曼的發(fā)現納入傳統的解釋框架,但這種努力走向了失敗。
如今,謝赫特曼的觀(guān)點(diǎn)得到了全世界同行的認可。“謝赫特曼的發(fā)現是科學(xué)界最偉大的發(fā)現之一,勇敢挑戰了當時(shí)的權威體系。”美國化學(xué)協(xié)會(huì )主席納西•杰克遜說(shuō)。
“謝赫特曼獨得諾貝爾獎的事讓很多人奇怪。”學(xué)者肖陸江在網(wǎng)上發(fā)表評論說(shuō),“現在科學(xué)越來(lái)越依靠團隊作戰,一個(gè)人獨領(lǐng)風(fēng)騷的發(fā)現很少了。一般得諾獎的項目常常是幾個(gè)大團隊競爭,甚至同時(shí)在頂級雜志上發(fā)表。相比之下謝赫特曼是單干戶(hù),他在電鏡下發(fā)現準晶體的時(shí)候別人都不信,他的原始文章艱難奮斗了兩年才得以發(fā)表。從這個(gè)意義上說(shuō),他一個(gè)人得獎完全是應該的。”