作者:冯丽妃 来源: 中国科学报 发布时间:2025-11-18
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考古迷变黑洞猎手,他说幸好有两位“神仙导师”

 

■本报记者 冯丽妃

在香港桂冠论坛2025的演讲台上,德国天体物理学家莱因哈德·根舍将垂握拐杖的手轻轻抬起,用食指指向观众席说:“宇宙中还有太多精彩等待你们去发现!”

根舍是诺贝尔物理学奖与邵逸夫天文学奖得主,因发现银河系中心存在超大质量黑洞而享誉世界。今年73岁的根舍依旧思想锐利,他在接受《中国科学报》采访时坦言,自己天文学之路的成功得益于两位“伯乐”,也坦诚分享了选择科研方向的“法门”、对大科学时代青年如何“突围”的思考及对人工智能(AI)浪潮的深切忧虑。

《中国科学报》:在你的职业生涯中,有哪些酸甜苦辣?

根舍:在天文学领域的这段时光,我不想称之为“职业生涯”,而更愿意说是“一段奇妙的旅程”。甜的时刻是获得重大突破,像我们最近在智利取得的成果,很多年才出现一次;苦的时刻则是精心设计的实验突然失败,或发现某个想法行不通后必须重新开始。幸运的是,我只停止过一个实验。

我极其幸运地拥有两位杰出的导师。第一位导师是我的父亲,他是一名实验物理学家。小时候,我想当考古学家,但后来我意识到,这些主要的古文明已被深入研究过了,于是选择了放弃。而当我表示想学更多物理知识后,父亲为我创造了做实验的条件,让我十六七岁就开始做各种实验,甚至开始学习量子力学。

第二位重要的导师是查尔斯·汤斯,他因发明激光和微波激射器而获得诺贝尔奖。从他那里,我学到了很多关于人性的东西,而不仅仅是物理学。汤斯教会我:即使在激烈的科学竞争中,也要保持对他人的尊重。这对我影响深远。

《中国科学报》:你刚才提到在智利取得的突破,可否解释一下?

根舍:这项突破涉及一台4米多目标光谱望远镜(4MOST)。望远镜的分辨率取决于大小和观测的波长,要获得更好的分辨率,就需要更大的望远镜,但也必须同时考虑地球大气层的影响。大气层中存在着类似气泡的结构,所以夜空并不安静,而是会形成大气湍流——这就是导致星星闪烁的原因。恒星发出的光是平面波,进入充满“气泡”的大气层后,传播路径会发生扭曲,所以我们观测到的影像会变得模糊。

为解决这个问题,我们需要使用自适应光学技术。最具想象力的先进方法是向高层大气发射一束相干激光,将其聚焦形成一个类似恒星的“人造导星”。大气层会散射激光,散射光返回时会携带大气层的扭曲信息。由于激光是平面波,因此可以通过这些信息,利用可变形反射镜对扭曲的光线进行校正。

这次的突破在于,我们用甚大望远镜(VLT)的4台独立望远镜同时观测了同一颗恒星,然后将它们收集到的光线进行合并和干涉处理,这相当于拥有了一台尺寸与4台望远镜间距相当的巨型望远镜。而且我们还发射了4束激光,分别对每台望远镜的光线进行校正,这就是此次重大突破的核心内容,可以让我们以前所未有的精度观测银河系中心的恒星演化。

《中国科学报》:全球有许多大型天文学合作项目,如平方公里阵列、事件视界望远镜等。你如何看待这种合作模式的优势?

根舍:这些大型合作项目往往涉及更多人员、更大型的设备。我曾参与过阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)和切伦科夫望远镜阵列(CTA)这两个覆盖不同光谱范围的项目,发现它们的运营模式差异很大。ALMA的运营方式与大多数传统天文台类似,而CTA的团队协作则更像一个紧密的联盟。其中最大优势是,从一开始我们就有能力承担风险,不必每年为经费发愁。但如果团队人员频繁变动,后续工作会受到很大影响,或许可以将大型项目拆解成若干小单元,以便小型团队承接。

《中国科学报》:青年科学家如何在天文学大型合作项目中崭露头角?

根舍:对于青年科学家来说,我建议选择一个能深入理解的领域,掌握一些其他人不知道、但对实现特定目标至关重要的知识和技能。从事科研工作必须有热情,要对研究的内容充满兴趣,这样才能坚持下去。尽管我非常欣赏那些大型项目,但我更喜欢组建小型团队开展研究。我们团队一直保持在45到50人的规模,同时有一些外部合作者,但数量不多且关系紧密。我们努力为学生和博士后提供展示自己的机会,让他们获得足够的关注度。

《中国科学报》:如何看待AI在天文学和其他科研中的应用?

根舍:很多人觉得用AI做研究很简单,比如训练它识别螺旋星系和椭圆星系的颜色特征。但我对此持保留态度。问题在于,如果AI犯错,有时你根本察觉不到。更严重的是,AI会让人们觉得它能提供所有答案,从而停止独立思考。很多雇主只需要“机器人”式的员工来完成基础工作,而不是具有创新能力的人。我希望团队里有敢于质疑我的人,当我提出一个想法时,他们能直言不讳地指出问题所在。AI只能提供基础想法,永远无法产生伟大的创意;它可以成为你的助手,但绝不能成为你的合作伙伴。

《中国科学报》 (2025-11-18 第2版 国际)
 
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