【学而思大师课】第七期:你也可以成为科学家

2022-09-06 04:12:2809:37 253
所属专辑:学而思大师课
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呼!一股浓烟从位于河南确山的一户民房门窗中冒出来,在里面折腾的张双南兴奋地手舞足蹈,向冲进屋里的爸妈欢呼道:我的黑火药实验成功啦!

 

也许你会说,张双南真是个熊孩子!可就是这个淘气的孩子,却在几十年后的今天,成为了我国著名的天体物理学家,对“黑洞”研究做出了突出的贡献,担任我国多个重要空间科学实验和天文卫星的首席科学家。

 

31岁在全世界最权威的科学杂志《自然》发表论文引起学界轰动,提出测量黑洞转速的方法,发现“黑洞”自转现象证实了爱因斯坦的广义相对论预言的"黑洞自转",让这种黑洞测量方法通用学术界;从回国担任“天宫二号”伽马暴偏振探测仪和“慧眼”卫星首席科学家,到跨界文艺——在国内知名学府讲授美学,张双南已然成为了众人眼中的“大神”。 

在10月20日广东卫视播出的《学而思大师课》上,张双南谈及自己的成长和科研经历时反复提到了一个词:好奇心。

1962年出生于河南省确山县的一个教师之家,张双南从小就是一个“好奇宝宝”。哪里有蚂蚁,哪里就会有盯着蚂蚁一直看的张双南,以至于他的妈妈经常担心,孩子是不是傻掉了。

 

喜欢刨根问底的张双南,对任何事情都一定要争出个道理来,而且必须是张双南认同的结果。有时候爸妈让他拿几个苹果,搬几块砖,他一定会问大人:“几”是多少。

带着对一切的好奇,张双南开始了自己的学生生涯。在张双南的记忆中,他的高中物理老师,是引领自己走向科研道路的第一位引路人,在老师的启发和引导下,贪玩的张双南渐渐喜欢上物理。

 

1979年,张双南考入清华大学工程物理系,成为我国恢复高考以来,河南老区确山第一个考入清华的学生。张双南坦言,虽然自己算不上天才,但却是一个“勤奋”的孩子。想找张双南?去学校图书馆。

 

后来考研时,他的成绩使得他可以在中科院所属的好几家顶级研究所随便挑。最终,张双南选择进入中科院高能物理研究所,师从被誉为“中国居里夫人”的何泽慧,并随后分别赴英国南安普顿大学和美国宾夕法尼亚大学完成了自己的博士和博士后学业。

时间来到了1992年,张双南完成了自己的博士后研究。当他的同学纷纷将简历投向华尔街、石油、计算机等高薪领域时,他的导师却觉得张双南应该继续搞学术。在导师的建议下,张双南抱着“度个假”的心态来到华盛顿参加美国物理学会年会,希望在天体物理会场中找到相关专家。出乎预料,他遇到了美国太空总署(NASA)的“老板” J. G. Fishman, “当时并没有职位招聘,但他还是鼓励我去看一看”。

 

没想到这次“看一看”却让张双南得到了美国太空总署(NASA)马歇尔飞行中心的职位,并在此后的6年间,因突出的科研成果不断在天体物理学界引起震动,令世界上许多著名科学家对这位来自中国的年轻人刮目相看。

 

来NASA报到第一天,张双南面对的却是出门度假的“老板”给他的一张纸条:一个月后我回来,请告诉我你打算做什么。


紧锣密鼓中,张双南发明了一种新型图像处理方法——使用医学成像的专业软件处理天体观测数据,让美国一颗卫星从不太有用到科研成果显著,论文在世界最权威的英国《自然》杂志上得到发表,这让张双南在天文学界一举成名。


利用这一图像处理方法,张双南和同事又相继发现了几个黑洞双星系统,并获得美国太空总署颁发的“集体成就奖”。此后,张双南又提出了测量黑洞转速的方法并且发现了“黑洞”自转现象,不但证实了爱因斯坦的广义相对论所预言的“黑洞自转”,也让这种测量方法成为全球业内最常用的黑洞转速测量方法之一,对天体物理学的研究起了重要的作用。


在《学而思大师课》节目现场,张双南说,即便自己到了美国太空总署,也依然是白加黑,5+2的工作节奏,白天上班,晚上回家继续工作,“你要想成为一名成功的科学家,没有勤奋和努力是不行的。”

 

张双南本想在美国太空总署(NASA)领导卫星项目,但NASA不允许让中国籍科学家来负责重要课题。1998年,张双南离开美国太空总署到阿拉巴马大学工作。2002年,他曾经的导师、中科院院士李惕碚希望他能回国帮助研制中国第一枚空间X射线望远镜——硬X射线调制望远镜,张双南听从老师的建议,回国参加研发,于是,有了后来的“慧眼”天文卫星。

深受当过语文老师的父亲影响,张双南也对文学钟爱有加,尤其对对诗歌情有独钟。


在2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们利用高级LIGO探测器,已经首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号 。2017年10月16日,国际天文机构向世界公布,人类首次发现双中子星并合引力波事件,这意味着人类历史上第一次能够同时“看到”并“听到”来自宇宙深处的信号。而张双南领衔研制的我国第一颗空间X射线天文卫星——“慧眼”望远镜则为全面理解该引力波事件和电磁对应体的物理机制做出了重要贡献。

不仅写诗,张双南也学过吉他,玩过口琴,还追过明星。林青霞是他最喜欢的影视明星。 


“我们上学的时候,大学男生会讨论现在哪个女电影明星是最漂亮的。我就思考为什么不同人心中的女神会不一样”,当张双南发现从哲学角度没有办法找到答案时,他开始用科学的方法研究美学,以至于逐渐形成了一套自己的完整美学理论体系,在中国科学院大学开设了一门《科学方法与美学课》。

 

2017年10月21日,中央美院的一间教室里座无虚席,甚至走廊里也挤满了人。这里正在进行的是天体物理学家张双南给专业美术人士上的一堂美学课。黑板上赫然写着:

根据自然科学方法的三段式进行研究,运用了归纳、证实、证伪,以及逻辑化、定量化等科学方法,张双南得出了美的判断标准:没缺陷,不常见。

什么是天体物理?黑洞是什么?我们能穿越么?……听了张双南的分享,现场观众纷纷提问。

 

张双南解释说,简单来讲,天体物理就是要研究宇宙的演化,研究天上的星星和肉眼看不到的天体,理解它们在发生什么,从哪里来,要到哪里去。

 

黑洞是一个洞,特别黑,什么东西到它附近,就一定会掉进去,而且出不来,又黑又深的洞就是黑洞。黑洞里有可能是5维空间,但这有待于科学证明,可是如果真的存在,就可以跑到过去,也能穿越未来,“那你以前干过什么不好的事情,我都能给你扒出来”,张双南风趣地解释道。

 

“我做过的事情,没有哪一件大家做不到”,张双南说。也许你家孩子不会整天观察蚂蚁,但相信每个人都曾是一个“好奇宝宝”,要鼓励好奇和刨根问底,要勤奋学习,做好当下。只要这些都做到,相信你家孩子也能成为科学家。


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