赤子的“牢骚”

“即使在欧美国家,基础 研 究 也 不 容 易 受 到 重视,需要耐心地说服政治家和出资人。他勉励我们既要保持热情,又要有耐心,不要过于着急”

然而,让李惕碚没想到的是,从提出建议到正式立项,这一等就是18年。

在为项目奔走呼吁的漫长过程中,李惕碚坦诚自己“发了一些牢骚”,项目进度一拖再拖,科学新发现的机遇一窄再窄,一位科学家的满腔热忱都化作了无尽的焦急和遗憾。

“中国近代很落后,我们这一代人,受到钱三强、何泽慧、王淦昌等老一辈科学家很深的影响,真正希望推动中国的自然科学走向世界前沿。”正如李惕碚所言,他的牢骚里没有掺杂任何个人的恩怨得失。

2010年,在王淦昌纪念文集首发式上,李惕碚在发言中深情地回忆起这位“两弹一星”的元勋对HXMT项目关心和垂问的往事,联想到王先生1940年就提出了探测中微子的实验方法却无法在中国实现,只能无奈地“让别人去做”,两代科学家面临科学机遇丧失时同样的心痛是那么令人动容。

李惕碚也从老一辈科学家身上汲取了克服困难的勇气和韧劲。不管是学术争议,还是经费得不到落实,他从来没有放弃过。而文革期间,我国高能实验物理的重要奠基人张文裕先生的一番教诲让他铭记至今:“先生用自己的经历说明,即使在欧美国家,基础研究也不容易受到重视,需要耐心地说服政治家和出资人。他勉励我们既要保持热情,又要有耐心,不要过于着急。”

HXMT卫星终于在2011年正式立项,之后历经5年艰辛,最终研制成功。虽然已从研制工作一线退下,李惕碚谈到发射上天时,连说自己很紧张,“就像当年放气球一样,每一次发射之前都很紧张。”

随着国外硬X射线望远镜陆续升空,HXMT卫星已经失去了很多新发现的机遇,但是李惕碚对这颗卫星仍然寄予很大的期待:“它还是建立在直接解调的新方法的基础上,而且比起当年的设计,功能大大扩展了,目前是这个领域里能量范围最宽、分辨率最好的望远镜,很有希望获得重要的结果。”

“深刻”的严师益友

“很多大物理学家在方程还没有解出来 的时候,就能洞见到结果大概是什么样子,这就叫深刻。时间长了,就能体会到他的深刻”

在争取HXMT立项的过程中,围绕这颗卫星的需要,许多李惕碚的学生先后被派遣出国学习、交流、取经,他们回国后分别承担起卫星各个关键部分的设计和研制重任。这一点也让他倍感欣慰:“在这么长的研制过程中,一支非常好的技术和科学队伍成长起来。”

不过,这个团队里几乎每一位他的学生,提到“李老师”,第一个反应就是“害怕”。

“我们怕他,主要是觉得自己还不如老师勤奋努力,在他面前感到惭愧。”HXMT卫星有效载荷总设计师卢方军说。

“他那么大年纪了,平常走得比你还晚,事情做得比你还快,大年初一一个人就跑到办公室开始工作了,你说你压力大不大?”HXMT卫星地面应用系统副总设计师宋黎明谈到严师,不由回想起一则往事,“有一次讨论,我说,目前在数据分析这个领域,我们可能是国内做得最好的。他马上把我批评了一通,认为把眼光放在国内标准太低了,要到国际上去争第一。他对我们要求非常高,不允许我们有半点骄傲。”

李惕碚对此也有所耳闻。“可能,我和他们除了谈天文谈物理,很少闲扯,显得不太平易近人吧。有一次,我问一个学生关于她的一个同学的婚恋传闻,结果惹得那个学生惊呼:李老师,你也关心这种八卦呀?好像我完全不食人间烟火似的。”

李惕碚和老搭档吴枚常常因为学术问题上的分歧,吵得不可开交,隔着几间办公室都能听到。虽然争论起来互不相让,但在吴枚看来,李惕碚是一个深刻的人。“他像很多大物理学家一样,在方程还没有解出来的时候,就能洞见到结果大概是什么样子,这就叫深刻。”

吴枚不爱听学术报告,而李惕碚听完后,三言两语对吴枚一讲,就能把他的注意力吸引过来。“他能从纷繁复杂、众说纷纭之中找到要害,并知道从哪里突破。这就好比在地里刨白薯,他等于是把白薯刨出来、洗干净,搁在我面前,我当然一看就知道这是好东西。”吴枚说,“我们合作得多,很多东西都是受他的启发。”

敢挑战爱因斯坦

经过数年的酝酿,对于宇宙的构成、起源、演化及归属问题,李惕碚给出了完全不同的回答

HXMT卫星团队出色地担负起工程组织、望远镜研制和科学系统建设任务,这也使李惕碚在最近十余年有机会腾出手来跟踪宇宙学的进展。

2003年,美国探测宇宙微波背景辐射的卫星WMAP发布了宇宙组分:暗能量73%、暗物质23%、普通物质4%。当学界为宇宙学从此成为“精确科学”而欢欣鼓舞时,李惕碚则根据多年实验观测工作的经验,发现其中存在系统误差。在重新分析了WMAP的原始数据后,李惕碚于2009年公布了新的结果:暗能量68%,暗物质27%,普通物质5%。然而,挑战权威的代价是,这个结果在国内外专业刊物上都发表不了,只能放到网上。2013年3月,欧空局宣布了性能远高于WMAP的微波背景卫星Planck得到的宇宙组分:暗能量68.3%、暗物质26.8%、普通物质4.9%,与李惕碚组的结果几乎完全相同。

李惕碚说:“从WMAP和Planck的数据,我们还得到了一个更重要的结果:微波背景温度分布的四极矩在误差范围内为零,它表明极早期宇宙几乎不存在温度和密度涨落。这不但与建立在广义相对论基础上的大爆炸宇宙学不相容,也完全违背了量子场论对于真空涨落的预期。”

这一次,李惕碚要挑战的是以爱因斯坦、霍金为代表人物的宇宙学标准模型。在这个深入人心的主流模型中,宇宙诞生于一次大爆炸,将在不断地加速膨胀中最终走向大撕裂。“爱因斯坦在提出广义相对论的时候,只知道有物质,不知道有暗能量,整个宇宙只有相互吸引的力,没有相互排斥的力,所以他创造的广义相对论的引力理论适用于黑洞这样的天体系统,却不能用于描述宇宙。”

经过数年的酝酿,对于宇宙的构成、起源、演化及归属问题,李惕碚给出了完全不同的回答。不过,他指出,这种新的模型是否正确,还需要天文观测来检验,按照现在的发展态势,五到十年之内应当可以判定谁是谁非。

人类实现“超越爱因斯坦”的目标需要持续的努力。“在中国,从发展高空气球到发射空间天文卫星,这个过程汇聚了两代人近40年的努力。现在,通过HXMT项目成长起来的研制和科学队伍,以及他们取得的空间探测器国产化的优异成绩,也是我们实现最终的科学目标的可贵基础。”李惕碚说。