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江晓原,男,1955年生。上海交通大学教授、博士导师,科学史系主任、人文学院院长。中国科学技术史学会副理事长。
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从引力波看媒体如何对待科学新闻
来源:网络转摘 作者:江晓原 点击:674次 时间:2016-03-14 14:13:30

   最近关于“引力波”的新闻闹得沸沸扬扬,不过在其中最激动的,既不是“主流科学共同体”,也不是被意外牵扯进来的“民科”群体,而是我们的媒体。媒体先是一番连篇累牍的报导,接着拿无辜的“民科”郭英森说事,将话题生发开去,谈论中国科学如何“急起直追”——其实是谈论如何在西方人发起的“引力波探测”游戏中分一点残羹。

   媒体的激动,让我回想起上一波“引力波”新闻中媒体的表现。在如今这个太容易遗忘的年头,即使只是不到两年前的往事,回顾一番已经不无益处了。

   2014年3月,一个美国科学家团队BICEP2宣布他们发现了宇宙的“原初引力波”,一时间赞誉之声迭起,以为将要“揭示宇宙诞生之谜”了。当时国内媒体纷纷跟进报导,科学家则对媒体大谈这一发现的“重大意义”,说它是“诺贝尔奖级别的重大发现”。但是我当时却略有先见之明地对媒体表示:对于这类“重大发现”,不要急于跟进报导,应该再观察一段时间,至少看看国外科学共同体的反应,再做判断。

   当时记者问我为什么,我告诉她,对于引力波这种玩意儿来说,什么叫“发现”?这和你在桌子上发现一个茶杯根本不是一回事。这些科学家此时所使用的“发现”一词,根本不是我们通常所认为的那种意义——这是一个比活佛的“转世灵童”还要玄之又玄的故事,它的背后涉及一系列科学的不确定性。

   引力波之前世今生

   “引力波”概念1918年由爱因斯坦提出,但长期未得到验证,许多物理学家对引力波的存在持怀疑态度。因为,不要说引力波了,“引力”其实就是一个非常玄的概念。牛顿给出了引力的数学描述,这就是大家熟知的万有引力理论。但许多人没有注意到的是,牛顿既未成功解释引力的原因,也未讨论引力是如何传播的。按照当代著名物理学家费曼(R. P. Feynman)的意见,“牛顿对此没有做任何假设;他只满足于找出它(引力)做什么,而没有深入研究它的机制”。关于引力的传播,费曼认为“按照牛顿的看法,引力效应是瞬时的”,这就是通常所说的“超距作用”,即认为引力是以无穷大速度传播的。而事实上,一旦传播速度为无穷大,也就从根本上消解了“传播”这个问题本身。

   牛顿身后两百多年,始终没人在这个问题上探索出名堂,直到爱因斯坦提出相对论。在爱因斯坦的宇宙图景中,“光速极限”是一个基本假定——宇宙间没有任何物质或信息能够以高于光速的速度移动或传播。这样一来,牛顿引力的“超距作用”就不可能了。只有在“光速极限”的假定之下,“引力传播”(引力辐射)才能构成一个问题。爱因斯坦相信引力也是以光速传播的。

   这里有一个有趣的类比:当年麦克斯韦提出电磁理论,预言了电磁波的存在:加速运动的电荷会产生以光速传播的电磁波;爱因斯坦也预言了引力波的存在:加速运动的物体会产生以光速传播的引力波。

   直到1970年代,出现了引力波存在的间接证据之后,相关物理学家的主要工作方向才集中到了引力波的探测手段上。美国物理学家韦伯(J. Weber)是引力波探测方面最重要的人物之一,他在《广义相对论与引力波》(General Relativity and Gravitational Waves,1961)中认为:“引力辐射问题一直是广义相对论的中心问题之一。”1966年他在马里兰大学建造了第一个引力波探测器。1969年韦伯宣称他探测到了来自银河中心的引力波,不过这个“发现”一直未能得到物理学界的公认。

   引力波之五级“玄阶”

   引力波非常微弱,辐射出引力波的物体质量必须非常之大,才有可能被探测到。物理学家考虑作为引力波辐射源的对象,大致有如下五种:

   (1)恒星中的双星系统。这是最“常规”的想法,两颗有着巨大质量的恒星相互绕转,可以辐射出引力波。

   (2)超新星爆发。物理学家们推测,在一次超新星爆发中,可能会有1%的能量以引力波的形式释放。

   (3)脉冲星。这是超新星爆发后的产物,它的引力波辐射强度比超新星爆发要弱得多,只是它可以持久,而超新星爆发是短暂的。

   (4)黑洞的形成或碰撞。物理学家相信,巨大质量的引力坍缩形成黑洞时,或两个黑洞碰撞时,都可以辐射出极强的引力波。

   (5)宇宙大爆炸。在物理学家的想象中,大爆炸生成宇宙时,会有极大的能量转化为引力波,这样的引力波仍有可能残留在今天的宇宙中,即所谓的“原初引力波”。

   注意上述排列顺序,是一个更比一个玄!两年前的“原初引力波”处在上述五级“玄阶”的最高阶上,这一次的“黑洞碰撞引力波”则在“玄阶”的第四阶。

   在大爆炸宇宙理论中,大爆炸留下了“背景辐射”,这个宇宙背景辐射后来用射电望远镜探测到了,成为大爆炸宇宙理论的重要验证之一。宣称发现“原初引力波”的研究项目,就是试图用射电望远镜在宇宙背景辐射中“发现”引力波的踪迹。

   这时的所谓“发现”,是建立在一系列理论假设、仪器测量、数据解读的长长链条末端的,而这个链条中的任何一个环节,都可能有疑问,都可能出问题。现代科学最前沿的所谓“发现”,比如引力波,或者前些时候甚嚣尘上的“上帝粒子”,都是建立在这样的链条末端的。

   所谓“发现原初引力波”的故事是这样的:BICEP2团队的科学家宣称:他们在宇宙背景辐射中探测到了某种细微的“卷曲偏振结构”,这被认为是“原初引力波”的踪迹。谁知不到一年,这个团队又宣布“那个发现是一个错误”!——据说是一片银河系中的尘埃误导了他们,使他们在数据解读环节犯了错误。

   引力波之庸俗社会学

   有趣的是,如此狗血的剧情,居然让有的中国科学家“唏嘘不已”,原因是“中国连想犯这样错误的机会都没有”。美国人犯了一个错误,也能够让我们的科学家艳羡不已。

   其实,物理学家探测引力波的尝试一直时断时续地进行着,然而因为长期没有突破,这方面的工作逐渐边缘化,颇受冷落。所以搞引力波的物理学家们很需要一次重回闪光灯下的公众话语争夺,2014年3月的高调宣布发现“原初引力波”,乃至不到一年再宣布“那是一个错误”,都可以理解为这样的争夺努力。后来有媒体报导说,在这样两次宣布之后,“不仅没有影响BICEP2升级之后的下一代望远镜BICEP3继续获得经费支持,而且使国际上关于原初引力波的期待更加热切”了——看看,这就是“犯错误”的美妙之处啊!

   那么这一次呢?这一次的故事是这样的:遥远的两个黑洞碰撞了,它们有相当于三个太阳质量的能量化成了引力波,辐射了13亿年之后,到达了地球,被探测到了……

   可信吗?嘿嘿,我不知道。但我注意到两点:

   第一,国内“主流科学共同体”,比如理论物理学界,好像迄今还未见重量级人物对此事发表正式评论。

   第二,相当致命的一点:按照目前国际国内“主流科学共同体”一致认同的标准,一项新发现要得到公认,必须有“实验可重复性”,即别处的科学家同行也能获得同样的实验结果,或观测到同样的天文现象。但是,这次宣称发现了引力波的位于美国路易斯安那州利文斯顿市的LIGO引力波探测站,其设备却是全世界独一无二的。也就是说,他们宣称的引力波探测结果,目前没有任何别处的科学家可以重复验证。

   这样的话,按照“实验可重复性”的标准,恐怕要等到世界上出现第二个类似LIGO引力波探测站的机构,而且也观测到了同样现象,才谈得上重复验证吧?也许这正是“主流科学共同体”重量级人物普遍对此事采取谨慎态度的原因之一。

   媒体的科学主义和反科学主义

   在我看来,媒体在这一波引力波新闻中,总体而言,还是过于激动了。

   首先,我们的媒体几乎没有任何质疑的意识,只有一味的赞美和兴奋。回顾前一波“原初引力波”新闻,或前年荷兰公司的“火星移民”闹剧,媒体的表现都如出一辙。科学新闻出现时,他们通常不是首先想到采访相应的科学共同体权威人士,听听这些人士的判断,而是立刻就信了,然后就兴奋了。

   为什么呢?那是因为——科学主义!

   科学主义对科学是仰视的,是“无限热爱无限崇拜”的,科学主义天然排斥一切对科学的质疑。而“引力波”、“火星移民”之类,当然是“科学”得不能再“科学”了,所以被科学主义统治了思想的媒体,必然一见到它们立刻就五体投地顶礼膜拜了,它们在见到这类新闻的第一时间,就对自己说:我爱她!我要赞美她!讴歌她!这种爱的冲动,当然不需要去采访什么专家,因为在专家那里,这种冲动往往得不到媒体期待的回应。所以,在科学主义影响下的媒体,实际上是“主题先行”的,而这很容易违背科学常识,很容易为闹剧当义务宣传员。

   那么,媒体有没有办法在下次遇到类似事件时表现得更好一些呢?

   有办法——那就是“反科学主义”。

   反科学主义不再对科学仰视,不再对科学“无限热爱无限崇拜”,而是力图正确地看待科学。反科学主义对科学技术本身,以及对科学技术的滥用,都保持着恰如其分的戒心。反科学主义还非常重视科学争议中的利益维度,对科学技术与商业资本的结合,抱有高度的敏感和警惕——而科学主义则总是有意无意地回避或忽视利益维度。

   利益维度是一个非常有用的思考路径。例如,在转基因主粮争议中,主张推广的几乎全是可以从这种推广中获得经济利益的集团或个人;而反对推广的人通常都不可能从这种反对中获得经济利益。那么争议双方谁更干净一些,谁更可信一些,就比较清楚了。

   类似的,在引力波新闻中,物理学家们不甘心长期坐冷板凳,NASA苦于经费遭到削减,都会促使他们不时炮制出耸人听闻的“科学新发现”来争夺公众的注意力。反正公众很容易遗忘,事过境迁之后,轻描淡写表示“那个发现是一个错误”,不仅不会遭到美国公众的追责(科学家可是用了美国纳税人的钱哦),甚至还会引来中国科学家的艳羡呢!

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