2022年11月26日,第三届和第四届“科学探索奖”颁奖典礼在线上举行。2020年诺贝尔物理学奖得主、加州大学洛杉矶分校物理与天文学教授Andrea Ghez为100位获奖人送上视频分享。
我非常高兴受邀参加今年的“科学探索奖”颁奖典礼。我特别向今天在座这些做出开创性研究的青年科学家表示祝贺,同时,也对奖项发起人表示敬意。
我是加州大学洛杉矶分校银河系中心研究组主任、物理与天文学教授、2020年诺贝尔物理学奖获得者安德烈娅·盖兹(Andrea Ghez)。今天,我很荣幸与各位优秀的青年科学家共庆,并分享我早年的经历。这些经历激励我成为一位天体物理学家,并专注于宇宙研究。我最早的记忆之一是关于50年前的人类首次登月,那时我才四岁。据家人回忆,当时我宣布:我要成为第一位登月的女性。
虽然这个目标至今仍未实现,但却激发了我对宇宙的好奇心,尤其是让我开始思考“时间是否有起点和终点”、“太空是否有边界”这些问题。坦率地说,这些问题曾让我夜不能寐。
在我很小的时候,父母就经常鼓励我要勇于探索。这些在成长过程中不断引导我们的人,是非常重要的。一路走来,我也有幸得到了很多良师的指引。
在与我的博士生导师格里·诺伊格鲍尔(Gerry Neugebauer)合作时,他教会了我很多,其中有两点尤为重要:首先,数据的重要性。请永远相信数据,并确保数据分析的完整性和真实性,因为数据是开启科学探索的“钥匙”。其次,每一个挑战都是机遇。直到今天,我都一直深受这句话的影响。因为早年的某些经历,让我体会到,挑战是可以转化为机遇的,你需要不断调整自己,来寻找解决问题的新方法。
也就是,学着转变思维方式,把对困难的抵触转化为挑战它的激情,最终去把握自己真正想要的东西。
我最重要的科研成果,是在银河系的中心发现了超大质量黑洞。二十六年前,我刚加入加州大学洛杉矶分校的时候,就开始了这项研究。研究过程中,我对凯克天文台(Keck Observatory)产生了浓厚的兴趣,因为那里有全世界最大的望远镜设备。
我可以用全新的、不同的方式来使用这台望远镜,从而获得极为清晰的图像,分辨率超过此前所有地基或空间望远镜的观测。做这项研究是为了回答一个问题:在银河系的中心,是否存在着一个超大质量黑洞?目前,黑洞是一个非常前沿的领域,因为我们不够了解、也没有物理定律来描述它。黑洞是什么呢?是空间一个很小的区域,但引力却大到任何物体都无法逃逸,即使光也不行,而它却没有尺寸。
试想一下,质量除以体积得到密度,黑洞的密度将无限大,因为它没有大小。在物理学中,这样的无限被称为奇点。在那里,我们无法诠释它的物理世界。所以,我们证明黑洞存在的方法是,找到银河系中心的恒星,并追踪它们的运动。这些恒星绕着银河系中心的运动,就好比行星绕着太阳在运动。
利用那些轨道定律和我们的测量方法,我们证实了银河系中心确实存在着超大质量黑洞——用可信度提高了千万倍的实测证据,把超大质量黑洞的想法从可能变成了确定。
千万倍的提升会带来巨变。这种巨变得益于我们所采用的技术与方法更加先进,使得我们能够以崭新的、不同的方式来探知宇宙。这种测定恒星轨道的新方法,为研究超大质量黑洞开辟了一条令人兴奋的新途径。令人欣喜的是,新技术为我们展示了一个环境:在这里,我们所做的几乎每一项预测,都与观测结果不符。作为科学家,这时的我就好像走进糖果店的孩子,那种对新鲜事物的好奇,让我非常快乐。
目前还有很多未知等待我们的解答,我最感兴趣的问题之一是“引力如何工作?”。换言之,爱因斯坦的广义相对论在超大质量黑洞的周围是否依旧适用?又或者,我们需要用新的引力模型来替代或拓展它?显然,这一切都将随着新的技术不断拓展。这些工作都需要得到充分的支持,尤其在资金方面。我还想特别强调,在我职业生涯中期获得的支持,那是一个特别重要的阶段,也是科学家逐渐塑造科研领导力最重要的时期。
这个阶段得到的认可和支持,能够帮助那些有抱负、有远见的科学家,潜心去做那些极具探索性的科研项目。所以,祝贺今天在座的各位获奖人,在科研道路上一个非常重要的阶段,得到了很好的支持。
在太空探索方面,中国正发挥着重要的作用。从探月探火到建设空间站,中国即将进入激动人心的阶段。展望未来,我最期待的项目之一,就是三十米望远镜(TMT)国际天文台项目,它是由加州大学和中国等多个合作伙伴共同推进的。
这个项目将为我们观察宇宙的方式带来根本改变,并促使各国科学家,从不同角度参与到国际合作中来。“科学探索奖”为青年科学家的成长提供了非常重要的平台,为你们的科研事业带来了难得的机遇。最后,我想给在座各位获奖的科学家分享我的一些建议。在这个职业发展的关键时刻,想要把握机会,你们需要思考这三个问题:第一,你真正想做的是什么?你对什么充满激情?你享受什么?第二,如何开阔视野,勇于在科学“无人区”不断探索?
这些未知领域可能将是你们未来工作的核心。第三,如何培养下一代的科研人才,并为他们创造机会,成为未来的引领者?最后,再次祝贺“科学探索奖”的获奖者!