# 布莱恩·基廷：宇宙学、天体物理、外星人与错失诺贝尔奖 > 天体物理学家谈宇宙微波背景研究、外星生命猜想，以及错失诺贝尔奖的心路历程。 - 原标题：#257 – Brian Keating: Cosmology, Astrophysics, Aliens & Losing the Nobel Prize - 期数：第 257 期 - 发布日期：2022-01-18 - 嘉宾 / 主题：布莱恩·基廷 - 网页版：https://lexfridman-cn.pages.dev/ep/brian-keating/ - 官方页面：https://lexfridman.com/brian-keating/ - 精读字数：约 13727 字（阅读约 31 分钟） > 本文为 lex.qiaomu.ai 基于原始访谈的 AI 改写中文精读，非官方翻译；引用请注明出处并链接网页版。 2014 年 3 月 17 日，哈佛天体物理中心的一间报告厅里，坐着三四位诺贝尔奖得主。台上的团队宣布，他们用南极点的一台望远镜，看到了宇宙诞生第一个瞬间留下的引力波痕迹。马克斯·泰格马克（Max Tegmark）当天在社交网络上写了一句后来被反复引用的话：再见，宇宙。你好，多元宇宙。 几个月后，这篇论文的主角变成了银河系里的一粒尘埃。 布莱恩·基廷（Brian Keating）是那台望远镜最早的设计者之一，也是那场发布会里没被邀请上台的人。他后来写了一本书，叫《错失诺贝尔奖》。书里有一句自嘲：这本书只有三章在讲诺贝尔奖，剩下八章在讲一个科学家怎么和自己的野心、导师的死、以及宇宙的沉默相处。 ## 望远镜是一台时间机器，而且是唯一一台 基廷被问到人类造过最厉害的测量装置是什么。他排除了自己做的那些宇宙微波背景偏振望远镜，给出的答案是望远镜本身。 他纠正了一个常见误解：望远镜的发明者是荷兰的汉斯·利伯希（Hans Lippershey），伽利略做的事是把放大倍率提高了十倍。基廷说，从一到十，几乎和从零到一一样了不起。 望远镜诞生的背景比它本身还有意思。十六世纪末，活字印刷开始普及，人类第一次有了可以对照的视力标准：印出来的字是固定高度的。在这之前，一个人视力好不好，自己根本不知道。直到他发现自己读不懂经文，而旁边的神父读得懂。威尼斯和荷兰的工匠于是发现，把两片玻璃叠在一起，字会变清楚。 但没有人想到，把同样的两片玻璃举起来，去看天上那个亮的东西。直到伽利略。 基廷说，望远镜的双胞胎兄弟是显微镜。同一项技术，一片向外看，一片向内看。而向外看这件事还有一个隐藏属性：**望远镜是一台时间机器。**你看木星，看到的是几十分钟前的木星。你看仙女座星系，看到的是两百五十万年前的仙女座星系。光每纳秒走一英尺，这个事实在显微镜下你感受不到，但在天文尺度上，你看到的东西永远滞后于它此刻的样子。 射电望远镜更极端。基廷说，当你把一台射电望远镜对准一个天体，如果这个天体填满了望远镜的视场，那么在焦点上放一个电阻，这个电阻会升到和那个天体一样的温度。你在给木星量体温，隔着六亿公里。没有任何其他学科能做到这件事。考古学家不能钻进时间机器去看露西长什么样，但天文学家可以把探测器变成一支远程温度计。 ## 宇宙的第一天，只用了不到一集情景喜剧 访谈里莱克斯·弗里德曼（Lex Fridman）用了一个经典提问方式：我有个简单的问题，宇宙诞生的时候发生了什么。 基廷说，这个问题更合理的问法是倒着问。从今天往回推 138 亿年，推到某一天。在那一天里的某个时刻，宇宙开始变成一个核聚变反应堆。它把最轻的元素和同位素，聚变成稍重一点的元素和同位素。这个过程持续了大约二十分钟。 你手里这瓶水，里面的氢原子，几乎全部是在那二十分钟里造出来的。基廷的比喻是：**宇宙造出元素周期表上最轻那几样东西所用的时间，比一集《生活大爆炸》还短。** 但再往前推，推到最初三分钟，物理学就没什么可说的了。史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）那本著名的书就叫《最初三分钟》，书名本身就是一条边界线。越过这条线，无知接管。 大多数职业宇宙学家相信宇宙始于一个奇点。基廷提醒，奇点这个概念只出现在两个地方：大爆炸，和黑洞的中心。这两个地方都不可观测。所以严格来说，奇点算不上物理，它是数学外推撞墙之后留下的一个占位符。 ## 暴胀有三位父亲，其中一位后来翻脸了 暴胀理论可以理解成点燃热大爆炸的那根火柴。它解释了我们今天看到的宇宙为什么是平的，为什么在大尺度上如此均匀。**但它解释不了自己是怎么开始的。** 基廷用了一个摆钟的类比。你走进一个房间，看见钟摆在晃。你能算出它摆动的周期，能算出空气阻力带来的衰减，但你算不出它是什么时候开始摆的。要解一个微分方程，你需要初始条件和边界条件。暴胀理论给了我们边界条件，没给初始条件。 这就是为什么最近二十年，各种替代模型重新变得严肃起来。彭罗斯（Roger Penrose）的共形循环宇宙学，上世纪六十年代流行过的准稳态宇宙，以及保罗·斯坦哈特（Paul Steinhardt）和安娜·伊贾斯（Anna Ijjas）推动的反弹宇宙学。 斯坦哈特的身份很特殊。他是暴胀理论的三位创始人之一，另外两位是阿兰·古斯（Alan Guth）和安德烈·林德（Andrei Linde）。而今天的斯坦哈特不仅不信暴胀，还公开说暴胀是有害的、危险的、对科学和社会都有负面作用。 基廷的评价很克制：他不会去否认斯坦哈特的历史地位，也不会因为私交就多给这套理论一点注意力。但他承认，一个理论的创始人站出来反对自己创造的理论，这件事本身值得认真对待。 ## 每立方厘米 420 个光子，和一支 4 开尔文的温度计 1965 年，贝尔实验室的两个射电天文学家，彭齐亚斯（Arno Penzias）和威尔逊（Robert Wilson），遇到了一件怪事。他们想把通信卫星实验里的背景噪声去掉，怎么都去不掉。噪声来自天空的每一个方向，强度对应大约 3 开尔文的温度。 在他们之前，一个叫爱德华·欧姆（Edward Ohm）的工程师其实也测到了同样的信号。他的反应是：一定是我误差分析做错了。 彭齐亚斯和威尔逊的做法不一样。他们造了一个已知的 4 开尔文校准源，每秒钟往系统里注入一次，然后用未知信号去比对。为什么是 4 开尔文？因为液氦就是这个温度，稳定，不会在一年之内变化。也因为 4 开尔文和被测量的 3 开尔文足够接近，放大器才能工作在线性区。 基廷用天平做类比：一端放一盎司，另一端放二十公斤，你什么也测不出来。只有两边接近，天平才有意义。 他们最终测出的数字是 2.7265 开尔文。这就是宇宙微波背景辐射，宇宙诞生 38 万年之后留下的第一缕光。1978 年，两人拿到诺贝尔物理学奖，这是诺贝尔奖历史上第一个颁给宇宙学的奖。 基廷顺便讲了射电天文学的行业习惯：信号强弱不用功率表示，用温度表示。因为你测的确实是温度。这个习惯背后有一种奇怪的亲密感：你在测量宇宙的热度，而生命本身也是一场控制熵的热力学过程。 基廷还给了个数：**宇宙每立方厘米里，平均有 420 个来自大爆炸的光子。**他补充说，如果埃隆·马斯克知道这个数字，会非常开心。莱克斯追问了一遍，确认单位是立方厘米。基廷说，换成毫米的话是 69 个。 ## 把望远镜送到南极点，因为那里足够干 选址的物理逻辑只有一条：水会吃掉微波。宇宙微波背景的光子正好处在水分子共振吸收的频段上。基廷拿桌上的杯子举例：把这杯东西放进微波炉转三分钟，水开了，杯子烫手。因为微波被水分子吸收掉了。而他那台望远镜要找的光子，每立方厘米只有 420 个，从宇宙诞生那一刻一路飞了 138 亿年，不能让它在最后几公里的大气层里被某个水分子截胡。 所以选址时最要紧的是干燥程度，温度反而没那么要紧。地球上最干的两个地方，一个是智利的阿塔卡马沙漠，另一个就是南极点。基廷的另一个项目西蒙斯天文台（Simons Observatory）就在智利。而 BICEP 系列望远镜，装在阿蒙森-斯科特南极点科考站，一栋名字听起来很不吉利的楼里，叫暗区实验室（Dark Sector Laboratory）。 工程难度是这样的：探测器要冷却到绝对零度以上 0.1 到 0.2 开尔文，比宇宙微波背景本身的温度还低二十倍，宇宙里最冷的东西是它自己。整套设备装在巨大的真空腔里，抽掉所有空气分子和水分子。望远镜本体重达数万磅，无人值守地扫描天空。 人员配置上，有一位越冬者要在那里待一整年。十一月到，第二年十二月才走。基廷开玩笑说，我们付你七万五美元，你只需要工作一个晚上。只是这个晚上有点长。 去之前，智齿要拔掉，阑尾要切掉。因为最近的医疗设施在四千英里之外。六百英里外的俄罗斯东方站，流传着一张著名照片：一位医生在极夜中自己给自己做了阑尾切除术。 ## 一次解雇，通向一台望远镜 BICEP 的起点不在南极点，在斯坦福。 基廷在斯坦福做博士后，跟着一位刚入职一年的助理教授做高红移星系。但他真正想干的事完全在另一条路上。他有个朋友马克·海明科夫斯基（Mark Haminkowski）告诉他一个关键事实：不需要哈勃望远镜，不需要三十米口径。因为要看的信号在天空上的尺度极大，一台比脑袋大不了多少的折射望远镜，效果和哈勃一样好。 问题是他在斯坦福是拿钱办事的。他一边画草图一边怠工，最后被老板解雇了。解雇那天，他本来还想请老板介绍他认识 SETI 先驱吉尔·塔特（Jill Tarter）。老板的回答是：不行，另外你被开除了。 基廷说，这可能是他人生中最好的事。原老板莎拉·丘奇（Sarah Church）把他推荐给了自己在加州理工的导师安德鲁·兰格（Andrew Lange）。 兰格在基廷的描述里是那种典型的领袖型人物：有魅力，有品牌意识，不看实验室的日常琐事，只看几十年后的方向。他刚做完一个叫回旋镖（Boomerang）的实验，用宇宙微波背景测量宇宙的几何形状。 方法说起来很简单。宇宙微波背景上有大量原初等离子体的斑块，每个大约一平方度。取一个斑块的直径作为三角形的一条底边，斑块到地球的距离是另外两条边。然后量这个三角形的内角和。如果宇宙是平的，内角和正好 180 度。回旋镖实验测出来，就是 180 度。 整个天球大约 44000 平方度。这样的斑块有四万多个，统计量足够大。基廷顺带提了一句：今天机器学习里常用的球面数据分解方法，其中一套叫 HEALPix 的分层等面积三角剖分，就是这个领域的数据分析师在两千年初做出来的。 宇宙是平的。这个结论推出来的时候，基廷刚拿到加州理工的职位。他形容自己当时的心态：这个人是当代的埃拉托色尼（Eratosthenes，第一个测量地球周长的人），我一定要跟他干。兰格说欢迎，基廷说我接受，话还没说完。 ## 两片偏振片和一块方解石 访谈里基廷带了道具。他先拿出两片偏振片，让莱克斯叠在一起转动。光会一亮一暗，一亮一暗。 这个现象有个细节值得停一下：光每转一整圈，亮度会变化两个周期。因为偏振描述的是电场振荡的轴，竖直和负竖直是同一个状态。所以偏振的对称性是二重对称，在数学上它像自旋为 2 的东西，尽管光子本身是自旋 1。 然后他拿出一块方解石。放在打印稿上，字变成了两行。双折射：晶体对不同偏振方向的光有不同的折射率，一束光进去，两束出来。再叠上偏振片旋转，可以看到两幅像此消彼长地切换。 偏振测量用到的全部原理都在这里。BICEP 做的事，是把这套原理搬到微波频段，用超导探测器和测辐射热计代替视网膜，在接近绝对零度和十亿分之一大气压的条件下运行。 为什么要测偏振？因为宇宙微波背景的温度图已经被测透了。剩下的信息在偏振里。而原初引力波会在偏振图上留下一种特殊的旋涡状花纹，叫 B 模。找到它，就等于找到了暴胀的直接证据。 这个信号有多小？宇宙微波背景本身的温度是几开尔文。B 模的信号是几纳开尔文，差了十亿倍。基廷算了一笔账：彭齐亚斯和威尔逊 1965 年测到的信号比这个亮十亿倍，而人类的测量灵敏度大约每两年翻一倍。也就是说，这个领域的进展速度超过了摩尔定律。 半导体工厂在圣克拉拉，是无尘室，一切可控。宇宙不是。宇宙里飘着碎屑。 ## 铁来自超新星，而铁会撒谎 基廷手里有一块石头，来自超新星爆发。他讲了恒星的死亡过程：恒星一生都在把氢聚变成氦，再聚变成碳、氮、氧，一路往上。到铁就停了。因为铁的聚变是吸热的，你花进去的能量比拿出来的多。供热的压力一消失，星体在引力下瞬间内爆，然后爆炸。 爆炸把最外层刚造出来的东西撒出去，包括铁和镍。其中一部分落进了地球的核心，一部分来到了地壳，一部分被你母亲吃下去，合成了血红蛋白。**你血液里的红色，来自一颗死了几十亿年的恒星。** 铁并没有全部进到行星里去。行星形成的效率很低，大量碎屑留在星际介质里。这些尘埃颗粒含有铁，可以被磁化，会被银河系磁场排列整齐。 麻烦就出在这里。一排被磁场对齐的磁化尘埃颗粒，其效果和一片偏振滤光片完全一样。它把本来不带偏振的光变成完全偏振的光，而且偏振图样与 B 模高度相似。 基廷说，他写书的时候才第一次意识到 dust jacket（书的护封，直译是防尘套）这个词有多讽刺。他要讲的是宇宙的开端，而尘埃会覆盖这个故事。 宇宙学家有点瞧不上天体物理学。基廷承认这个行业里存在等级感：宇宙学家用爱因斯坦，不用玻尔兹曼，看的是最大的图景。这种视野上的傲慢会带来盲区，会漏掉一些本来显而易见的东西。 ## 2010 年 1 月，两个坏消息 BICEP2 是 BICEP 的升级版，探测器从 98 个增加到 512 个，从半导体换成超导转变边沿传感器。原理很简单：超导体在极窄的温度区间内电阻从有限掉到零，这个陡峭的转变就是一个极其灵敏的温度计。 2010 年 1 月，新接收机装进了南极点同一栋楼里的同一台望远镜。 就在那个月，基廷在伯克利开会，和兰格的博士导师保罗·理查兹（Paul Richards）在一起。理查兹告诉他，兰格自杀了。 基廷在此之前已经失去了父亲。他说兰格在他心里像父亲一样，会给他讲婚姻，讲怎么带孩子，讲学术道路上的取舍。那种感觉像被抛下。 > 我以为我们很亲近，我什么都告诉他，我原以为他也什么都告诉我。然后他就不在了。（布莱恩·基廷） 访谈里有一段对话值得停下来看。莱克斯说，科学家之间的合作关系，有时候像老兵讲战友，虽然不该拿来跟家人比，但那种纽带是真的。因为你一起承担了不可能的事。基廷修正了这个类比：战争里大家为同一个目标，不是我想多杀几个。他更愿意比作乐队。披头士因为自我、署名、各自单飞而解散。科学里存在零和的成分。 然后第二个坏消息来了。其他合作者重组了团队，基廷不再是 BICEP2 的首席研究员，也不是共同首席。他在 BICEP1 里的位置保留了，新的实验里没有他。而兰格是唯一一个在新的合作框架里替他说话的人。 他讲了一段关于学术系统的话。科学是一个无限游戏，你永远赢不了科学。但科学由大量有限游戏组成：终身教职只有一个名额，诺贝尔奖最多三个人。这两种规则混在一起，非常容易让人迷失。而这个系统已经一千年没变过了，从 1088 年博洛尼亚大学算起。没有人教过他怎么当教授，怎么带研究组，怎么处理导师的死。 他给了个数字：加州大学圣迭戈分校招聘一个教职，400 个申请者竞争一个位置。他说他几乎无法想象这些年轻人是在什么心态下提交材料的。 ## 那场发布会，和那片页脚 2014 年 3 月 17 日，BICEP2 团队在哈佛宣布：找到了暴胀的痕迹，探测到了扰动宇宙微波背景的原初引力波。 泰格马克当天写下了那句“再见，宇宙，你好，多元宇宙”。在他们看来，这既是暴胀的证据，也是多元宇宙的证据。 基廷当时已经不在领导层，但还是团队成员。发布会上，除了开场致谢，第一个被点名的就是他和他所在的加州大学圣迭戈团队。他没有被邀请去新闻发布会现场。他对此的表述很克制：那件事非常复杂。 接下来的事情大家都知道。信号被银河系尘埃污染。团队与普朗克卫星的数据联合分析之后，原初引力波的信号归零。论文撤回。 基廷在访谈里讲了一件更普遍的事。他称之为科学媒体复合体。爆炸性结论上头条，纽约时报、波士顿环球报、圣迭戈联合论坛报，头版，折线以上。六个月或一年后的撤回声明，登在周六版 C17 页，没人看的那个位置，还压在个人广告下面。 他提了一个具体建议：如果哪天他有权分配大笔科研经费，他会要求申请者在申请发布会经费的同时，预留一笔等额的撤回基金。这笔钱绑在那里，希望永远用不上。因为撤回本身也是科学的一部分，而且是更动人的那部分。整个过山车都该被记录，那才是科学。 访谈里还提到一个细节：2014 年那场发布会之前，论文还没有经过同行评议。团队的理由是，怕被不道德的审稿人抢先。基廷说，他们当时以为自己做对了一切，而那正是确认偏误在起作用。 ## 用一块试金石，检验所有万有理论 基廷最近在推一个项目，叫阿萨耶（Assayer）。 名字来自伽利略的一本书《试金者》。十六七世纪的宫廷里有一种职业叫试金师，负责检验老百姓交上来的金子是真是假。方法是把金属在一种叫试金石的石头上蹭一下，看留下的条痕颜色。这块石头本身没有任何价值，就是块石头。但它能判定一块可能价值百万的东西的真伪。 基廷想做的事是：把所有那些万有理论、宇宙学模型摆在一起，用实验数据当试金石。 他对当下的状况有个评价：现在的问题出在万有理论太多。他说应该给“没有提出万有理论的人”发个诺贝尔奖。 他的方法论批评是：物理学界最近拿出来的东西，后测（retrodiction）多，预言（prediction）少。大型强子对撞机出一个数据，就有人说这和弦论一致。μ 子磁矩有偏差，就有人说第五种力，弦论早就预言了。这些说法在逻辑上不构成错误，但它们的顺序反了。 他也承认，爱因斯坦本人也干过同样的事。广义相对论出来后，第一个被它解释的旧现象是水星近日点的异常进动。当时另一种解释是，水星轨道内侧藏着一颗看不见的行星，叫祝融星（Vulcan）。同样一套推理后来在发现海王星的时候真的奏效了：天王星轨道异常，勒维耶算出了海王星的位置。所以“看不见的物质扰动可见天体”这条路是有成功先例的，这也是今天暗物质研究的方法论来源。 但爱因斯坦选了另一条路。他没有预言新现象，回过头去解释了一个旧现象。这没问题。问题是，你不能永远只做后测。 他点名了几个理论：埃里克·温斯坦（Eric Weinstein）的几何统一，加勒特·利西（Garrett Lisi）的 E8 理论，斯蒂芬·沃尔夫勒姆（Stephen Wolfram）的物理学项目。他的立场是：作为实验物理学家，他没有能力判断这些数学的美丑，但他能看出来，物理学界没有认真对待它们。 他举了麦克斯韦的例子。1864 年如果存在推特，麦克斯韦会被喷成什么样？他满嘴以太、涡旋、齿轮、行星机构。二十多年后迈克尔-莫雷实验会否掉以太。如果你当时逐条反驳，你会把一个极美的婴儿连同洗澡水一起倒掉。 他为异端理论说话，核心理由在这里：**判断一个理论的价值，不能只看它当下有多少错误组件。麦克斯韦的以太错了，方程对了。这两件事同时成立，而且当时没有人能分辨。** 他对温斯坦的看法很直接：一个理论需要在同行中经过搏斗，需要说服那些和你一样痴迷于这个问题的人。你说你的理论美，那就去让能看懂它的人看懂它。现有机制有 ego，有政治，有一堆烂事，但它是一套你必须穿过的机制，穿过之后你才会真正知道自己想法的力量。基廷补了一句：如果建一个更好的捕鼠器，世界就会踏破你的门槛，这句话是假的。捕鼠器的种类多得要命，你还是得去卖它。 访谈里有一个关于专家定义的讨论，引自雷·达里奥（Ray Dalio）：专家是把一件事成功做过三次的人。基廷由此提出了一个尖锐的对比：为什么马尔达塞纳（Maldacena）可以在反德西特空间里做计算，然后霍金就承认自己输了黑洞信息悖论？我们不住在反德西特空间。我们甚至不知道虫洞是否存在、是否可穿越。为什么这种程度的间接推理可以被接受，而一个没有教职的人提出的同样间接的推理就要被嘲笑？ 他自己也说，这个问题他一直在想，但没有答案。物理学界对圈外人有一套过度敏感的胡说探测器。这套探测器拦下了大量垃圾邮件，也顺带拦下几封可能是对的信。基廷收过太多“爱因斯坦错了，我没有数学基础，但如果你帮我，诺贝尔奖我们平分”的邮件。他会回一句：去看我的书，你会明白这活儿得按另一套规矩来。 ## 伽利略错得和他对得一样多 基廷说伽利略是他的化身，是他想接近的对数。那个人不只是科学家，还是艺术家、作家、诗人、哲学家。那个年代没有科学家和物理学家的区分，physician 和 physicist 还是同一个词。 而伽利略有个特点：他错得和对得一样多。 他支持哥白尼是对的。但他拿出来的证据基本都是错的。 比如潮汐。伽利略认为潮汐是因为地球既绕太阳公转又自转，海水在两种运动中被甩来甩去，一天涨落两次。他还用水在容器里晃动作类比。这套解释完全错误。潮汐来自月球对地球和海水的差动引力，和地球公转没有关系。 比如银河。伽利略认为银河只是无数恒星聚集而成。今天我们知道里面有大量气体、尘埃和星云。 基廷顺带问了一个问题：你能证明地球绕太阳转吗？他问得相当认真。证明地球是圆的相对容易，证明地球绕太阳转非常难，难到直到十八世纪二十年代才被观测证实。方法是恒星视差，也叫光行差：地球绕太阳运动，速度与光速相比不可忽略，所以恒星在天空上会画出极小的椭圆。基廷说，他们今天测量宇宙微波背景时，还要修正这个效应。你在一个三开尔文的烤箱里移动，前方会蓝移，后方会红移，这个多普勒效应必须扣掉，然后才能定义一个本地静止参考系。 他正在做一件听起来很不像物理学家的事：录制伽利略《关于两大世界体系的对话》的有声书。这是 1632 年那本让伽利略被软禁、差点被刑讯的书。 书里有三个人物。萨尔维亚蒂（Salviati）代表伽利略，名字的意思是拯救者。萨格莱多（Sagredo）是中立而聪明的对话者，基廷自己读这个角色。辛普利西奥（Simplicio）代表亚里士多德派，名字的字面意思就是傻瓜，而他嘴里说的是教皇的话。 你把最高权力者的话安在了一个叫傻瓜的角色嘴里，还出版了。伽利略在政治上远不如他在天体物理上聪明。 有声书的阵容包括卡洛·罗韦利（Carlo Rovelli）读萨尔维亚蒂，弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）读爱因斯坦写伽利略的引言，吉姆·盖茨（Jim Gates）读译者说明，法比奥拉·贾诺蒂（Fabiola Gianotti）读伽利略献给托斯卡纳大公的献词。基廷说，他本来想买这本书的有声版，发现不存在，于是决定自己做一个。预计在伽利略生日 2022 年 2 月 15 日发布，那天是他 457 岁冥诞。 ## 韦伯望远镜：把所有筹码押在一次展开上 谈到詹姆斯·韦伯空间望远镜，基廷的态度很放松，因为他不在那个赛道上，不和他们抢时间、抢钱、抢人。所以他可以纯粹当一个爱好者。 他提醒了一件事：韦伯是单点故障。二十二块六边形镜片要在离地球一百万英里的地方展开，距离是地月距离的四倍。还要传回数据，还要靠遮阳板把太阳的热量挡在外面。任何一步失败，全盘皆输。 而且没有备份。当年哈勃是有备份设计的，韦伯没有。如果失败，损失的不只是钱，是二十年的人力，以及公众对“科学能把复杂东西做成”这件事的信心。 他顺便给了一条经验法则：任何实验物理学家报给你的预算数字，都要乘以二，甚至乘以三。因为一个大科学装置的运行成本大约是造价的每年百分之十。十年运行下来，总价翻倍。**所以听到任何大型科学项目的报价，先翻倍，再问值不值。**他拿下一代环形对撞机举例，光建造就是三百亿美元，运行十年再加一倍。这笔钱值不值，要在翻倍之后再看。 ## 一块从月亮上掉下来的石头 桌上放着一块月亮陨石。基廷先声明：如果是阿波罗任务带回来的样品，他们俩现在就是重罪犯，因为那些样品属于 NASA，私人拥有是违法的。他手上的这块来历完全不同。月亮被小行星撞击，岩石被抛射出来，在日地系统里飘了一段，最后掉进地球大气层，完好落地，被人捡到，切片，通过美国邮政寄到他家。 他说，你还能买到火星陨石，同样的路径。 这里出现了一个逻辑上的转折。如果火星的石头能到地球，那么地球的石头也能到火星。如果地球的石头带着微生物到火星，那么行星之间的生命物质交换就是可能的。这个假说叫泛种论（panspermia）。基廷说，这个词要打码。 它只解释了生命如何传播，不解释生命如何起源。起源是更大的谜。 接下来的推论是这次访谈里信息量最大的部分之一。如果要靠这种方式播种，速度是个硬约束。陨石在行星际空间的速度下，从地球到邻近恒星系统需要几亿年。而从细菌到巴赫，从这个角度看，时间根本不够。 他给出了自己关于技术文明的概率估算。他提出八道门槛：真核细胞的出现，有氧呼吸，多细胞，恐龙，鲸鱼。他半开玩笑说，造一块太阳能板需要一座工厂，工厂要烧化石燃料，化石燃料需要古代生物。所以一个能造戴森球的文明，可能必须先有恐龙。 假设每道门槛的通过概率是千分之一，八道门槛乘起来就是 10 的负 24 次方。而可观测宇宙里的行星数量，大约是 10 的 22 次方。 **宇宙里的行星总数，比集齐八道门槛的概率还少两个数量级。** 他强调，这个估算非常粗糙，千分之一的假设完全是随手给的。就算把它放宽到百分之一，结论仍然不乐观。他自己也承认，李·克罗宁（Lee Cronin）会反对他，后者认为生命的出现是化学的必然，把地球重跑一遍还会出现生命，只是样子完全不同。基廷说他想和克罗宁辩论，而且会带着爱去辩。 基廷还有一个更个人化的判断：他手里这块月亮陨石说明，行星之间的物质交换是常态。火星的石头能到地球，地球的石头也能到火星。地球的石头带着微生物到火星，这套流程在银河系里大概率发生过无数次。所以他认为，**简单生命在宇宙里存在的概率远高于技术文明存在的概率**，这两件事不能放在同一个概率尺度上讨论。他说，这不意味着技术文明是禁止的，只是可能性小得多。 ## 如果明天宣布找到了生命，后天会发生什么 基廷问过这个问题给很多人。他的答案是：什么也不会发生。 论证是这样的。去圣迭戈的海边舀一杯海水，里面有生命。我们知道这个，然后我们做了什么？我们往里面排污水。几个月前圣迭戈有一次有毒废物泄漏，海滩关闭了。我们对待一个已经确认存在生命的地方，就是这个态度。 他提到了二十世纪死于人类之手的数字。干这些事的是高级文明，比粘菌复杂得多。我们杀戮、伤害、憎恨。 他还提了一个更尖锐的事实：在他的职业生涯里，生命已经被“发现”过至少两三次。1996 年，南极洲的艾伦山陨石上发现了疑似微生物活动的痕迹，克林顿在白宫草坪开了发布会，那个场景出现在电影《超时空接触》里。后来是在莫诺湖的极端环境里发现的所谓砷基生命。我们的反应是：哦，然后继续。 莱克斯提出了一个反驳：如果发现的格调完全不同，一个邻近恒星系统里的智慧文明，那意义就完全不同了。基廷不同意。他认为这会带来某种人性的贬低。他从宗教里唯一坚持下来的东西是：每个人都有无限的价值，因为在宗教框架里人被认为与神对等，我们有自由意志，我们能思考神做了什么。发现外星智慧，在他看来会稀释这一条。 这段话是他全场最接近自我剖白的地方。他说，我不相信神。这个问题本身可能问错了。他更愿意问的是：神是否相信我。 ## 美是一条裂缝，光从那里进来 基廷自称实践型不可知论者。意思是：他做宗教徒做的事，不做无神论者做的事。他 12 岁在纽约郊区长大，父母是世俗犹太人，一年去两次犹太会堂。父母离婚后母亲改嫁爱尔兰天主教徒雷·基廷，他随即被收养进了一个九个兄弟姐妹的大家庭。他形容那是最美妙的经历之一。然后他做了洗礼，做了坚振，当了辅祭，还干得相当出色。他开玩笑说，传奉献篮的时候，他能让捐款翻倍。 13 岁那年他算了一笔账。辅祭的下一级是神父，而神父不能有伴侣。他评估了一下未来的人生路径，觉得这个数学对不上。就在本该准备犹太成人礼的年纪，他得到了一台望远镜。 访谈里他提到一个思维框架，来自萨姆·哈里斯（Sam Harris）：你无法变得快乐，你只能成为快乐。基廷把它推了一步，引入了熵。人可以让自己的生活变得糟糕的方式有无限多种，而让它变好的方式只有有限的几种。这在数学上是熵的方向性。所以，他说，你应该做那些如果失去就会让你崩溃的事。那才是减法，才是降低熵，才是投资。他补充了一句：没有人会说，我想要一个三英尺高、不会说英语、往地板上拉屎、半夜把我吵醒、妨碍我恋爱的东西。可孩子就是这样，而且人在头几个月里得不到任何回报。父母爱孩子胜过孩子爱父母，亚里士多德的解释就在这里：你爱的是你为之牺牲的东西。 他把这个逻辑推到神。你可能无法相信神，但你可以成为相信神的人。你可以提高那个贝叶斯置信度：宇宙里存在某种无限的善。他把它叫 God good，说德语里这两个词是同一个。 他不相信一个白胡子老头坐在椅子上。那种神他早就不信了。但有一件事让他停下来：我们能理解宇宙。麦克斯韦方程在张量记号下写出来，爱因斯坦方程套在上面，那个东西有一种不讲道理的优美。这不是必然的。为什么宇宙的底层结构会被一堆无毛灵长类动物以美感的形式感知到？ 他说，也许那就是一条裂缝，光从那里进来。 还有一层，是他反复提到的：科学正在变成一种替代宗教。诺贝尔奖是它的圣物，颁奖日是它的仪式。奖项在阿尔弗雷德·诺贝尔逝世纪念日颁发，从意大利圣雷莫的墓地带回鲜花放在斯德哥尔摩的台上，这个流程里有一种明显的死亡崇拜。它回应的是同一个问题：什么能比我活得更久。基廷说，国家科学基金会和能源部的项目介绍里会写这个领域能拿几个诺贝尔奖，他读到那段时想的是，这是在给小孩传递什么信息。 他也提到了弗里茨·哈伯（Fritz Haber）。合成氨养活了今天地球上一半的人口，同一个人的化学也造出了齐克隆 B，他的一些亲人死在了奥斯维辛。科学家可以同时是这两件事的作者。基廷讲这个是为了提醒：把科学放在人的尊严之上，这条路走过一次。 访谈里他讲了一个词，叫无毛猿。颁奖的是无毛猿，领奖的是无毛猿，穿的袍子更花哨的那个也是。人类给同类发一块金属，然后这个物种里的绝大多数成员根本不知道那块金属代表什么。他讲这段时语气是笑的，但笑里有一层东西。 ## 错失诺贝尔奖，究竟错失了什么 书名叫《错失诺贝尔奖》，英文里 lose 有双关。基廷说，他确实丢了那个奖，同时也认为诺贝尔奖本身有些部分该被丢掉。 他讲了一件几乎没人注意的事。2015 年，瑞典皇家科学院请他提名当年的物理学奖候选人。也就是说，一个本来可能有资格在 2016 年被提名的人，收到了提名别人的邀请函。他形容那种感觉：你对一个朋友说，你能不能帮我引荐一下 Rogan。对方的表情会是什么样。 那封提名邀请函里列了诺贝尔遗嘱中的一堆规定，只有一条被完整保留下来：不能提名自己。基廷开玩笑说，这条规则叫基廷相关律，为他量身定做。 关于诺贝尔奖只能三个人分享这条限制，他提醒了一句：阿尔弗雷德·诺贝尔当年的原话是一个人。三个人是后来改的。为什么改，他在书里做了推测。他说这条改动本身就带来问题：一个几百人的大型合作项目，最后必须压缩成三个名字，剩下的人在历史里蒸发。 他举了巴里·巴里什（Barry Barish）的例子。巴里什拿诺贝尔奖，部分原因是另一个人去世了。巴里什自己承认这一点。基廷还提了一个更离谱的假设：2015 年 9 月 14 日那两个三十倍太阳质量的黑洞并合，如果早发生十五天，巴里什就拿不到奖，因为提名截止日期到了。那次并合发生在十二亿年前的一个星系里，人类至今不知道是哪一个。一个十二亿年前的事件，早了或晚了半个月，就决定了几个人的后半生。 他对诺贝尔奖现在的看法是：它是个很好的杠杆，能撬动公众对科学的注意力，也确实是很多人进入科学的原因。他承认自己当年想要它，而且承认那点动机并不体面。但他现在更在意另一件事：**学术界对这个奖的执念，整体上已经不太健康**。 他讲了一个他自称有偏见的判断。九位诺贝尔奖得主在他的书里出现，只有两位说他们没有冒名顶替综合征：弗兰克·维尔切克和谢尔顿·格拉肖。两个人都是理论家。维尔切克 1970 年代初做出那项工作，2004 年才拿奖，中间隔了三十年。基廷说，如果有人告诉你你三十年后会中彩票，你接下来三十年大概会把日子过成什么样。 ## 那块红布和那个红色的国家 访谈里有一段轻快的插曲。南极点科考站发的都是鲜红色外套。基廷说，他在苏联出生，对这个颜色有天然的好感。他还讲了南极条约：不能军事化，不能采矿。然后提了一句十二年前普京往北极点派潜艇的事。北极点底下全是海水，没有陆地，潜艇就沉在洋里。 他顺带讲了个词源。Arctic 来自希腊语的熊，因为那里有北极熊。Antarctica 的意思是“没有熊的地方”。人类第一次抵达南极点是一百一十年前。也就是说，我们脚下的这颗星球上，最后一块被人类看见的大陆，距今只有一个世纪。 基廷讲这段的时候，语气和他讲宇宙学的时候不太一样。他提到了自己开着飞机降落洛杉矶时看见的一千万盏灯，每一盏对应一个人，离散的，各自忙碌，恋爱，害怕失业。他说，如果你能把这一千万人看作一个正在协作的整体，那个图景是很震撼的。然后他补了一句：不要告诉纽森州长，我干这个是不收钱的。 ## 给读者能立刻做的事 这场对话信息密度很高，散落在各处的方法论比结论更值得带走。 - 买一台便宜的折射望远镜，配一个手机支架。你看到的月球环形山、土星环、木星的四颗卫星，和伽利略看到的是同一个东西。这是少数几个你能亲身复现四百年前第一发现者感受的领域。 - 给孩子一个本子和一支铅笔，让他画下看到的东西。基廷说，画这个动作会把观察和记录连起来，知识长在指尖上。教育（educare）的原意是把东西引出来，往脑子里灌不是它的本意。 - 判断一个理论时，先分清它是预言还是后测。能在数据出来之前给出具体的、可以被证伪的数字，才算预言。数据出来之后说这和我的理论一致，几乎没有信息量。 - 遇到离经叛道的想法，先花两小时认真读一遍，再决定要不要忽略。麦克斯韦的以太是错的，方程是对的。你没法在事前分辨这两者。 - 如果你在做大项目，把预算乘二。复杂装置的年度运行成本大约是造价的百分之十，十年就翻倍。这个规则适用于所有复杂系统，不只是望远镜。 - 发布一个可能撤回的结论之前，先把撤回要用的资源留出来。科学媒体的毛病出在撤回和发布不对等，报道错了本身还不算最严重的问题。 - 评估一个领域时，看它测量灵敏度的翻倍周期，别只看论文数量。宇宙微波背景领域的灵敏度提升速度超过摩尔定律，这才是它几十年间不断产出诺贝尔奖的原因。 - 想判断什么对自己真正重要，问一句：如果失去它，我会不会崩溃。会的话，那是你的熵减方向，把时间投在那里。 - 如果你在带人，试着把“我的学生会超过我”当目标。基廷说，他做播客的动机之一就是这个：让那些比他更会讲课的人，把课讲到成千上万人那里去。这个飞轮只增不减，不存在零和。 访谈最后，莱克斯用伽利略的一句话收尾：在科学问题上，一千个人的权威不如一个人谦卑的推理。 基廷在那之前给了一个更私人的版本。他说，他自己也说不清为什么要去追那束来自宇宙第一个瞬间的、微弱到几纳开尔文的偏振信号。这件事没法用收益来解释。他只是觉得，人类是已知宇宙里唯一会问“这是怎么来的”这种东西的物种，而这个能力并不必然带来幸福。它带来的更多是一种负担，一种知道自己在走向终点的负担。但也正是这个负担，让一切别的东西有了分量。