鞠強
科學家是什么樣的?是自帶一份“神秘氣場”,用αβγ說話的技術(shù)流,還是做事嚴謹、幾乎沒有幽默感的高智商宅男?事實上,現(xiàn)實生活中的他們很可能在某個音樂節(jié)現(xiàn)場高舉啤酒瓶搖擺,對昨夜凌晨的歐洲足球賽賽況了如指掌,甚至你在上周看過的話劇就有他的參演。蔡一夫就是一名這樣的科學家。
蔡一夫15歲考入中國科學技術(shù)大學少年班,畢業(yè)后去中國科學院高能物理研究所攻讀博士學位,在此期間結(jié)識了反彈宇宙學的專家布蘭登伯格教授。獲得博士學位后,蔡一夫先是到美國進行博士后研究,隨后又去往加拿大麥吉爾大學,與布蘭登伯格教授合作。
就像美劇《生活大爆炸》中那幾個活潑有趣的科學家一樣,他熱愛搖滾,喜歡話劇并曾經(jīng)參演。世界杯期間,這位剛剛成為父親的科學家還會“忙里偷閑”看幾場比賽。
巧合的是,他關注的研究領域“反彈宇宙學”也和“大爆炸理論”密切相關。大爆炸理論由伽莫夫等人于20世紀40年代提出,該理論描述我們的宇宙創(chuàng)生于一個時空奇點的大爆炸。這個奇點的密度無限大,體積無限小,溫度無限高,一切已知的物理規(guī)律在這里失效。
大爆炸目前已經(jīng)成為現(xiàn)代宇宙學中的主流理論,然而現(xiàn)有的理論只在大爆炸發(fā)生10-43秒后有效,也就是說,我們還未真正回答宇宙從何而來這個問題。反彈宇宙學則在面對奇點時提供了另一個思路。探索這一領域的科學家認為,宇宙在大爆炸之前先是經(jīng)歷不斷的收縮,直至達到一個極小的臨界值,然后開始膨脹,進入現(xiàn)有的大爆炸理論可以解釋的階段?!斑@樣宇宙看起來就像是一個彈簧?!辈桃环虻?。
2015年,蔡一夫通過入選國家人才項目,成為中國科學技術(shù)大學物理學院天文學系的教授。這名29歲即擁有自己的科研組的年輕教授對待學生的態(tài)度也與眾不同。
蔡一夫記得第一次見到自己中科院的導師張新民研究員時,導師對他說:“Enjoy physics(享受物理)”。這句話對他影響頗深,對待自己的學生,他同樣沒有給他們制定“必須做到”的科研目標,而是希望他們能夠享受科研帶來的樂趣。
不過,他對學生有另外的“苛刻”要求——在蔡一夫看來,除了享受學術(shù),還要盡可能多樣化地體會生活的美好?!拔蚁M麑W生們不要總是宅在辦公室里,所以偶爾會奢侈一把,召集大家在有落地窗的咖啡廳里開組會,讓他們曬曬太陽;我們也會在春光明媚的時候,一起騎行20公里到合肥的濱湖濕地森林公園;我還組織他們參加過真人CS野戰(zhàn)營?!?/p>
這種“體會生活,享受科研”的理念似乎對研究工作也起了促進作用,在他的帶領下,整個團隊學術(shù)收獲頗豐。2018年8月24日,蔡一夫和他的3名學生共同在物理學界權(quán)威期刊《物理評論快報》上發(fā)表了論文,介紹了他們對原初黑洞的研究工作。
什么是原初黑洞?科學家猜測,在宇宙誕生之后不到1分鐘的時間里,就已經(jīng)有物質(zhì)塌縮成黑洞,這種類型的黑洞被稱為原初黑洞。在通常的原初黑洞理論中,黑洞產(chǎn)生概率低、質(zhì)量分布范圍過大是兩個棘手的問題。
蔡一夫領導的團隊則提出,在極早期宇宙中,物質(zhì)相互擠壓,密度變化產(chǎn)生周期性振蕩,如同漣漪般以周期性變化的聲速傳播開來,并與物質(zhì)本身的振蕩產(chǎn)生共振,從而相互疊加,促使生成大量原初黑洞。而且,這樣產(chǎn)生的原初黑洞,質(zhì)量就被限制在共振的區(qū)間里。這一理論一舉解決了黑洞的產(chǎn)生比率和質(zhì)量范圍兩個問題。不過理論是否合理,還需要更多觀測數(shù)據(jù)的檢驗。
與蔡一夫聊天的過程中,他曾說,“不用介紹我,多介紹我的學科?!彼奈⑿藕灻恰癶appiness only real when shared”(只有分享才是真正的快樂)。對他來說,人類能夠共同分享對宇宙的理解就是宇宙學研究的意義所在。