对话马丁·里斯：科学、教育和我们的未来 | 赛先生天文-凯发游戏

赛先生：您的学生时代开始于20世纪60年代，那个年代常常被称为天文学上的“黄金时代”：超大质量黑洞和宇宙微波背景辐射依次被发现，罗杰·彭罗斯（roger penrose）在相对论数学分析领域功不可没。

您学生生涯的第一篇文章（发表于“自然”杂志，文章标题是“a model of the quasi-stellar radio variable cta 102”）也正是发表于这个“黄金时代”。50多年之后您还记得自己的这一篇文章吗？您可以为我们的读者简单地介绍一下。

里斯：虽然文章的某些细节我已经模糊不清，但是大致内容还是记忆深刻的。上世纪60年代确实是天文学高速发展的时期，像你所说超大质量的黑洞在类星体（类星体，顾名思义是“类似恒星天体”的简称，它们是一类非常明亮的活动星系的中心，与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子并称为上个世纪60年代天文学“四大发现”）中被发现。

我的第一篇文章就是关于类星体辐射快速变化的观测和可能的物理机制。其中最为重要的一部分是关于类星体中一些似乎是以超光速的速度快速膨胀（超光速指表观的横向速度超过光速）的物质，这篇文章就尝试解释这一物理现象。

但是直到70年代，高分辨率射电干涉望远镜的应用，才使我们第一次观察到这些超光速膨胀的物质，它们其实是从星系中心靠近黑洞的地方喷涌而出的外流。

赛先生：在您的职业生涯中，您研究过类星体、黑洞、宇宙微波背景辐射，90年代您也研究过伽马射线暴等各类天文学现象。是什么促使您涉猎如此之多的科学问题呢？

里斯：20世纪60年代，还是博士生的我虽然对相对论理论研究略有涉猎，但是在导师丹尼斯·夏默（dennis sciama）的指导下开始了以天文学观测为主的科学研究。正如之前我们所聊到的，我的早期科学兴趣主要集中在类星体的各种辐射机制上。

同一时期，宇宙微波背景辐射、中子星陆续被发现，最早的x射线望远镜的发射为空间天文学打开了新世界的大门。我的导师夏默总是鼓励我们积极讨论，相互交流各个学科方向的前沿问题，所以我们相互学习到了很多东西。

60年代末期，我的研究对象大多是致密星体（天文上，致密星体一般包括黑洞、中子星和白矮星）。同时，我也有参与宇宙学相关的讨论和研究。

我在宇宙学上主要的工作包括以下两点：第一是后人常常习惯以我名字命名的里斯-夏默效应，它主要的内容是关于宇宙微波背景辐射通过类似星系团等大质量物体时所产生的扰动；第二就是我们预言了宇宙背景辐射可能会出现的偏振现象，这个预言直到35年之后才被观测数据所证实。

之后，我在萨塞克斯大学天文学中心工作了一年，不久我就回到剑桥大学的天文学中心担任普拉敏教授（plumian professor）（“普拉敏”教授是剑桥大学历史最为悠久的特殊教授职称之一，仅聘用天文学方向教授，并沿用至今。在1706由托马斯·普拉设立，第一任“普拉敏”教授由艾萨克·牛顿等任命为罗德·科特斯）。当时剑桥的天文台和理论天文学中心强强联手，新的天文学中心刚刚建立不久，尤如天文学领域冉冉升起的新星。

从1970到1990年，黑洞和黑洞外流的理论发展在天文学观测的辅助下如虎添翼——在90年代末期，大家在黑洞吸积过程提供了活动星系核主要的能量来源这一问题上，基本达成了共识。

与此同时，我也开始思考星系和一些更大尺度的天体物理学结构是如何形成的。宇宙“大爆炸”之后38万年开启的（dark age）（点击可查看专题文章。现广泛流行的大爆炸理论认为宇宙大爆炸38万年之后，宇宙的温度由3000多摄氏度降低到零下200多度，此时的宇宙荒寂冷僻。这一阶段没有任何发光的星体形成，唯一的光亮来自于宇宙微波背景辐射和中性氢产生的21厘米谱线） 是如何发生的？我们能否通过21cm谱线来了解这段宇宙历史中的“黑暗时代”？如今这一课题又重获关注，正在筹备中的下一代射电望远镜“平方公里阵”（ska）就将致力于21厘米谱线的观测和研究。

90年代，我开始花更多的时间在科普工作上。和别的领域的科学家相比，天文学家是幸运的，我们的工作总是能很容易地捕获民众的兴趣。也因为如此，我开始参加很多电台的节目，撰写了很多科普的文章和书籍。

赛先生：天文学过去几十年的快速发展归功于各个频段不同的望远镜技术，不少的大型望远镜项目也正在筹备中，包括詹姆斯韦伯空间望远镜（jwst）、30米望远镜项目、雅典娜x射线项目（athena）等等。这些项目中您有什么特别期待的天文学项目吗？这当中有些项目存在相似之处，作为一名天文学家兼项目的决策者，您又有什么看法呢？

里斯：首先，当今的天文学主流方向和过去大相径庭，例如，系外行星、引力波的探测等等都是时下炙手可热的话题。总的来说，能够在各个频段都有新的望远镜探测项目正在积极筹备是一个好消息。

年轻的科学家们可能对于这些有超长研发周期的探测项目比较困扰：假如一位博士生花了四年时间研究一个天文学观测项目，可能到了他毕业这个望远镜项目也不一定可以顺利地运行，他自己也不一定能够拿到有用的科学数据。

和如今相比，在我们的年代天文用望远镜要小得多。除此之外，用于理论研究的模型也相对简单许多，例如类星体的研究、星系的形成问题等等都只需要简单的解析模型。这些课题经过了几十年的发展，解析模型被更为复杂、精确的数值模拟所代替。宇宙学的发展也是类似。那些我们无法在地球上的实验室所重现的天文学现象全部通过大量计算机的计算来实现。

我认为你所提到的某些望远镜的相似性在特定课题上不是问题，例如在条件允许的情况下，拥有3个30米望远镜当然不是坏事。

但是在一些其他的科学项目上，我们确实需要加强合作。比如，欧洲航天局最为亲密的凯发游戏的合作伙伴便是美国航天局，但是美国航天局的预算需要年年更新，所以他们很有可能中途下车。例如，原定于欧洲航天局和美国航天局合力研发的空间引力波项目lisa因为美国航天局的预算变化进展缓慢。

赛先生：那你怎么看待未来中国和英国乃至欧洲的天文学合作呢？

里斯：我知道中国现在的“天眼”项目引领着射电天文学领域的发展，尤其是脉冲星的研究上。在外太空中国也有了自己的火星探测器和空间站，这些都是卓越的成就。

当我每天早上在预印本网站（arvix）上翻阅最新发表的天文学文章时，不得不注意到越来越多的文章作者来自于中国。我希望在未来，英国和中国不仅仅在理论研究上，更可以在大型的天文学望远镜项目上有更多的合作。

赛先生：作为一名天文学家，您可以在各个领域留下自己的脚印并且产生深远的影响。但是如今的天文学家，乃至其他领域的科研工作者们，因为非常有限的职业选择，很难涉猎如此之多的科学问题，往往心有余而力不足。

当今的科研工作者往往先获得博士学位，在获得教职之前仍需要参加很多博士后的工作，这些工作还需要他们每隔2到5年更换科研单位、并且撰写新的科研提案。如此之短的科研周期让很多科研工作者无法涉足多个领域。

对于当下的科研体系和科研环境您怎么看？对于处于刚刚毕业开始科学研究的年轻人您又有什么建议呢？

里斯：和大多的博士后相比，我比较幸运：我毕业后的职位都是博士后学者（postdoctoral fellowship）。和普通的博士后相比，博士后学者的科研环境往往更加自由。他们拥有独立的科研经费，科研的内容也不受导师的约束或者他们没有导师。

除此之外，博士后学者一般可以利用所属研究机构里的各类科研资源，也可以和任何人进行科研合作。当然，相对于普通博士后职位，博士后学者的申请也更加困难，职位数量也少的多。

所以，如果年轻的科研工作者们想要更自由的科研环境，就应该尽量申请拥有独立科研基金的博士后学者的职位，而不要依靠导师的科研基金。

从大环境的角度来说，当今科学研究的环境和科研经费的管理系统其实并不理想。

首先，许多科研工作掺杂大量冗杂的政务工作，这些消耗大量时间的政务工作不仅没有提高工作效率，反而为科研工作者带来诸多不便。

其次，近些年“唯文章论”的评价和审核体系依然盛行，职位、基金的申请和申请人论文的数量、引用次数直接挂钩。许多年前我的一位博士后申请一所大学的职位，她需要为校方提供的申请材料包括自己和另外五位她认为的业内竞争者在过去五年的文章引用次数以作对照。

“唯文章论”的最大问题在于文章的数量和引用数目并不是衡量科学贡献的唯一或者最好的标准。那些诲人不倦的教师、寓教于乐的科普工作者同样值得尊敬，他们的工作成果也应该被纳入评价体系中。

当今科研系统的第三个问题是职位晋升的速度越来越慢。上个世纪60年代当我在开始科研工作时，英格兰的大学都处在蓬勃发展、高速扩张的时期，年轻一代科学家的数量要大于年纪稍长的科学家的数量。在这种环境下，年轻科研工作者的晋升速度非常快。

过去的20年里，英格兰发生了翻天覆地的变化，年轻教授和资深教授的比例不可同日而语。另外，由于各个国家退休年龄的增加，年轻一代科学家开始独立科研的年龄越来越高：譬如如今在美国生物和医药领域，首次获得独立科研基金的平均年龄是42岁；40年之前，平均年龄低于30岁。越来越慢的晋升速度确实让越来越多期望加入科研队伍的年轻人犹豫不决。

除此之外，科研机构应该提供更多刚刚提到的博士后学者职位，这样一来，年轻的科学家们就可以更加自由地进行科学研究。

当然，积极的变化也有不少，像技术的发展确实是今非昔比，国际上的交流越来越多、越来越方便：如今我们可以把文章发表在预印本网站上供大家免费参考、浏览和下载；网络的便利让我们可以随时保持联络，我虽然和赛先生以及赛先生的读者相隔千山万水，却依然可以通过网络相联系。

赛先生：说到高等教育机构，也是您过去经常在演讲中提到的，“通识教育”（general education）似乎在中国和美国越来越受到追捧。相比之下，欧洲的大学更注重专业教育。“通识教育”的推行是加强科学家科学伦理的要求，也是对文史学家有基本科学素养的要求。能和我们简单地分享一下您对“通识教育”的看法吗？

里斯：英格兰确实需要为18岁以下的学生提供更多的“通识教育”，在这里16岁的中学生就会开始文理科分流，只学习相对应的学科。所以很多16岁的学生基本上放弃了科学课程的学习。

我认为大学里也是一样。虽然剑桥大学和英国其他的大学相比，状况要稍微好一些，科学类本科生仍然需要完成数学等相关课程，但是文史类的同学仍然只学习自己专业课的内容。相较而言，美国的大学要好得多，他们提供更广泛的课程，毕竟大部分的学生并不会做专业性很强的研究型工作，而是需要综合能力要求更高的其他工作。

影响“通识教育”普及很重要的一点是，在学生申请大学时，招生过程往往会根据文理科进行筛选。例如，科学类课程只接受理科毕业的高中生，文史类课程只接受文科毕业的高中生。最近，英国的大学招生正在慢慢尝试改变这种现状。

赛先生：除了科学工作，您近些年都在致力于公共卫生政策决定和科学普及的工作。2015年的“尼伦伯格”颁奖仪式上，您举例说道：“未来新型流行病能否在世界范围内传播可能取决于我们能否快速地发现并且处理一个越南农民身上突发的罕见疾病”。

这两年的新冠疫情确实如此，公共卫生政策额外重要。您认为我们从这两年的新冠疫情中学到了哪些经验？各国又该如何为今后的可能出现的其他疫情做准备呢？

里斯：我认为世界各国都一定在这次疫情中吸取了教训，例如，英国曾经犯了一个错误：政府一直为可能的突发性流感病毒传播做足了准备，却没有为冠状病毒的传播做准备。后者需要更严格的医护装备，制作疫苗也更加困难。

总体来说在疫情刚发生的时候，我们都没有为突发事件做好准备。

医疗资源问题是其一，医疗资源的分配是一个“效率”和“弹性”的权衡问题：一家医院随时保持百分之百运转时效率一定是最高的，但是弹性却不够；相反，当它预留20%的资源用于应对可能的突发事件时就会更有弹性。

脆弱的生产供应链是问题之二。在英国，大部分的工厂依赖大量进口的物资、原材料等等。由于疫情造成的供应链的一个环节发生问题时，整个制造生产行业都会产生问题。

通过这次疫情，我们意识到我们需要额外的医疗资源和可以互补的多条供应链。世界各国在如今的新冠疫情损失了总计大约20-30万亿美元，而做足充分的准备却只需要几十亿美元。现在亡羊补牢，依然为时不晚。

赛先生：您讨论了一些突发的事件可能会对人类的未来带来威胁，除此之外，您认为有哪些有技术带来的“慢性病”是您担忧的吗？例如，网络带来的知识碎片化、信息不对等、极端或者不实言论的传播等等。

里斯：确实，当今社交网络为极端分子提供了话语权。在过去，新闻是通过广播、报纸和电视进行传播。它们可能会出现片面的内容，但是一般不会出现过激的言论。而如今，过于极端的内容或者谣言可以自由地在网络散播。这次疫情期间我们在网络上看过了太多的谣言。更可怕的是，当你点击观看了某些极端的内容，大数据可能会为你推送更多更为极端的内容。确实，网络对人类的影响也是我所担心的。

赛先生：如今的疫情您认为还有哪些重要的影响我们是不能忽略的？

里斯：新冠疫情的处理上各个国家因为政策不同结果也往往大相径庭。在个体层面上，每个人的处境和受到的影响也是各不相同。

像我自己在疫情居家期间可以在家里很漂亮的后花园散步。但是对于那些收入水平比较低或者没有固定住所的人们来说，过去的一年实在是太艰辛了，像公交车司机为了支撑家庭依然要外出工作。这场疫情一定程度上加剧了贫富悬殊的问题。

幸运的是，我们现在都有了疫苗。我私下认识一些在英国工作的科学家们，和在中国等其他国家的科学家一样，他们为新冠疫苗的研发作出了巨大的贡献。

赛先生：您提到了全球化供应链和疫情全球快速传播的问题，然而世界范围内的逆全球化曾发生在30年代的大萧条时期和十多年前的经济危机。您会担心由于疫情造成的逆全球化问题吗？

里斯：在大多数的国家，经过了这次疫情，我们多方整合，建立了更多、更全面的供应链。但是，真正让我担心的是正在发展中的非洲国家。值得注意的是，现在的人口大国像中国、印度的人口已经趋于稳定。但是非洲在接下来的20年内依然会保持人口的增长。

可惜的是如今的非洲国家并不能像上个世纪“亚洲四小龙”（“亚洲四小龙”指的是在上世纪下半叶快速发展的四个亚洲经济体包括韩国、新加坡、中国香港和中国台湾）那样获得快速的经济增长。因为很多的人力生产工作都被机器取代，相对发达的国家都普遍将工厂保留在自己的国家，所以非洲并不拥有廉价劳动力带来的人口红利。

我非常担心非洲在世界发展的浪潮中被抛在后面，其他的国家应该积极地去帮助非洲国家，像中国在非洲投资了很多基建工程等等。

赛先生：您在“瑞思讲座”曾经提到过，接下来20年人类面对2个确定发生的挑战，一个是您刚刚提到的世界人口的增长，尤其是非洲的人口增长，另一个就是气候变化。因为疫情的原因，我们落后于原先的巴黎协定所制定的应对气候变化的目标，例如减低碳排放等等。您怎么看这个问题？

里斯：确实如此，我们确实因为疫情被耽误了不少。气候变化带来的影响是缓慢的，像温水煮青蛙一样，政策决策者们很难为50年甚至更久远的未来做打算，而是更多地考虑当下的问题。除此之外，气候变化在世界不同区域造成的影响也不一样，例如非洲国家受到的影响要比欧洲国家受到的影响更大，正如前面所提到的，我现在确实比较担心非洲未来的发展。