韦伯首张彩图发布花几百亿多看宇宙一眼,到

九派新闻特约评论员周劼

一张宇宙尽头的照片和背后的大价钱,成了这两天的科学热闻。

据报道,当地时间11日,美国国家航空航天局(NASA)公布了詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的首张全彩色照片。这幅南半球飞人星座的星系团图像是迄今为止人类所获得的最深、最详细的宇宙红外视图。图片上一些不起眼的小斑点,所发出的光已经照射了多亿年。宇宙不过亿年的历史,人类利用詹姆斯·韦伯太空望远镜,视野其实已经延伸至宇宙的时空极限,有一种孙悟空一个筋斗云翻到天尽头的感觉。

观测同一目标,和其前身、著名的哈勃太空望远镜相对照,以前哈勃要花好几周时间累积曝光而得到的模糊图片,现在韦伯只需十多个小时就轻松搞定,且清晰得多,可谓效率翻了几十倍。

不过为了翻倍的效率,韦伯所花费的价钱也够火辣——提及韦伯,大家总免不了添上一句:其研发费用超过亿美元。

图源:韦伯空间望远镜

“花几百亿,只为在宇宙中多看了一眼、看清了一点,值不值?”

亿美元,约合亿人民币,是个什么概念?

韦伯太空望远镜重.4千克,以今日中国黄金价格元/克计,打造同等重量的纯金望远镜不过28亿人民币。韦伯的1克重量等值于2.4克黄金。

30多年前,哈勃太空望远镜立项时,预算资金也不过区区2亿美元。也就是说,太空望远镜从1.0到2.0,几十倍的效率提升要多花上几十倍的价钱。真真一分钱一分货,好货是钱堆出来的。

花几百亿,只为在宇宙中多看了一眼、看清了一点,值不值?这个问号的背后,其实是另一个关于科学走向的质疑:用看得见的钱去做看不见用途的“大科学”,值不值?

哈勃也罢,韦伯也罢,用中文的提法都是大科学装置。也许该这样断句:“大科学”装置,而非大“科学装置”。

何谓大科学?有人说,“大科学”之大,是实验设备硕大、理论构想宏大、管理体制庞大、工业化程度巨大、所涉范围广大。几个“大”再综合一下,最核心其实是预算大、团队大。

“房子大的镜片如何磨成起伏不超过几十纳米的平面?”

用历史来对照吧。几百年前,伽利略用自己磨出的两片巴掌大小的玻璃镜片看清楚了月球环形山,是科学;几百年后,成百上千的科学家,分成几十上百个课题组,合力完成一架前所未有的望远镜,就是大科学。

伽利略手绘月图

伽利略凭一己之力、一己之兴趣将人类的视野拓展到38万公里,大概也是个人所能负担的科学研究费用的极限。想要看到更深邃的太阳系、更广袤的银河系,乃至无涯的宇宙,需要更大的装置、更先进的设备,镜片从巴掌大换成房子大,一掷千金,绝非个人所能承受,于是主要依靠国家来大投入。用撰写过美国著名的《致无尽前沿》科学发展报告、二战时期美国科技部长布什的话说,科学是的专业问题,大科学则是聚众人之力、成集体之功的“庞大的经营业务,巨大的工程问题。”

大科学需要科学和技术紧密结合的研究。单以韦伯论,房子大的镜片如何磨成起伏不超过几十纳米的平面?又如何分割成由蜂窝阵列,装进火箭,发射到太空,又如何以病毒长度一半的高精度误差展开?并且怎样给太空望远镜减重,做到重量只有地球同等望远镜重量的2%?怎样制造又轻又撕不裂的遮阳材料?……

这些问题当然是投入产出比、预决算的经营问题,也是产学研、性价比的工程问题。解决了这些问题,不仅是科学的进展,更是技术的大突破。这其实也印证了科技史上的寻常现象:科学的大突破可能依赖英雄和天才,但技术的大突破更依赖国家和金钱。

“为了看一眼宇宙尽头的礼花,全美每人只需捐一克黄金。”

当年提出哈勃太空望远镜计划时,科学家为了争取美国国会通过预算(国家支持),喊了一句口号:全美每人只需付一张电影票钱,就可以连续看15年太空大片。

这句话放到现在的韦伯太空望远镜上,得改成:为了看一眼宇宙尽头的礼花,全美每人只需捐一克黄金。

电影票也罢,黄金也罢,两个姊妹项目都顺利通过,看似望远镜的迭代,其实是从科学到大科学,顺应时代发展的必然。大科学是充分体现国家意志的科学,国家在其中扮演着举足轻重的地位,金钱在其中发挥关键因素。

韦伯超了又超的预算,拖了又拖的时间(韦伯望远镜比原计划推迟了14年,预算超了20倍)背后,也是国家不计成本的投入和不计利钝的耐心。

回到刚才的质疑,花几百亿将宇宙图像从万像素换成0万像素,并且从事这项研究的科学家们,除了首席科学家外,基本不知名和姓,值不值?

很多科学家看到韦伯的首图,默默点赞一个:值了,评论一句:这亿美元真没白花。这是这两天网络科学圈里的主流民意。

觉得不值的人看到的是花钱如流水,觉得值的人明白的是一项大工程孵化出一堆尖端科技的后续效应。

“在大科学时代,英雄少了,天才少了,科学家更像是‘集体大运作的一个小齿轮’”

在大科学时代,英雄少了,天才少了,科学家更像是“集体大运作的一个小齿轮”,从情感上说,这样的叙事不免有些落寞。但从时势来说,大科学让国家间的科技竞争变得更加理性和逻辑清晰:科技竞争是经济竞争和实力竞争的延续,国家间比得是投入。

从这个角度说,钱多者处前,钱少者居后。怎么看,身价百亿的韦伯望远镜都像是写在太空里的一篇科学《钱神论》:无远不往,无幽不至。钱之所佑,吉无不利。

费米用中子做实验,实现了原子的裂变。

当年,费米从美国物理学会主席的位子上荣退时,发表了一个演讲,主题也是“我有一个梦想”,他语带庄严,却不乏讽刺地说,不久之将来,我们会在绕地轨道上建造一座加速器,以利用太空之真空求得宇宙之秘密。更令我高兴的是,这一太空加速器将耗资10万亿美元,美苏两国争霸之军费都可以填进这个大窟窿。除了铸剑为犁,化枪炮为加速器,还有什么方法能让世界变得神智清醒呢?

几十年后的今天,虽然万亿、十万亿级的太空加速器遥遥无期,但人类了解宇宙的雄心未改,十亿、百亿级的太空望远镜正当时。看到哈勃、韦伯,大科学能让世界变得清醒,费米的话,让我心有戚戚焉。




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