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1983年出生,2006年獲南京大學物理系學士學位,隨后進入中國科學院理論物理研究所學習。2008年赴英國留學,進入劍橋大學三一學院,在劍橋大學天文和宇宙學研究所攻讀博士學位。
如果,我們能夠找到一個可以描述宇宙起源的完整理論,它應該可以被所有的人所理解和掌握,而不僅僅是這個領域的科學家。它也意味著,人類理性獲得的巨大成功,和人類透析上帝思考的偉大智慧。
――斯蒂芬?霍金《時間簡史》
浩渺的宇宙,總是激起人們無限的遐想與追問:宇宙從何而來,宇宙如何演化,宇宙將走向何方,在宇宙中我們是否是孤獨的人類?要找出這些神秘問題的答案,只能訴諸于復雜和抽象的物理理論,以及精確的實驗技術。當我在燦爛的星空下仰望蒼穹,心中升起種種猜想和疑惑時,一條世界重大科技新聞,將我的目光和興趣聚焦到了天體物理學和宇宙學。
在南大確定研究方向
1998年,美國加州大學伯克利分校和約翰?霍普金斯大學的2個研究組,通過對超新星光度距離的研究,發現了宇宙暗能量的存在。通過分析,他們發現,距離太陽系遠處的超新星,正加速向我們離去。從1929年起,哈勃(Edwin Hubble)就告訴人們,遠處的星系正向我們退行,即宇宙在膨脹。然而由于萬有引力,物質之間會不斷地吸引,以及塌縮。因此,人們認為宇宙即使膨脹,也應該減速膨脹。然而,1998年的發現卻徹底改變了人們的預期:星系正在加速向我們離去,宇宙在加速膨脹!
那么,是什么神秘的物質驅動宇宙加速膨脹的呢?這便是舉世聞名的“暗能量問題”。
2002年,我進入南京大學學習。南大的學風很好,較少受到社會上浮躁之風的影響。上大學期間,物理系組織的針對本科生的報告,我基本上每一次都去。南大物理系的優勢在于凝聚態物理和微電子物理(應用物理),所以報告基本上都是圍繞這兩方面的內容。但對于天體物理和基本粒子物理學方面的報告,卻非常少。
凝聚態物理的報告,比如納米科學、晶體生長、磁性材料等等,其實很有意思。坦率地說,我也學到了不少東西,但我總感覺這不是我想要研究的。直到2004年,一次報告將我的視野一下子打開了。這一年,美國宇航局和普林斯頓大學的WMAP衛星實驗組,了該衛星測量宇宙學基本常數的數據,確定了宇宙中暗能量占74%,暗物質占22%,可見物質只占4%。中國科學院理論物理研究所的李小源研究員和高能物理研究所的杜東生研究員作了一個“時間、空間、物質和能量的科學”的報告,介紹了國際上這方面的前沿進展。他們將微觀世界的基本粒子和整個宇宙的演化相聯系,解釋當今宇宙的星系、星系團結構是如何和宇宙及早期的微觀世界的動力學相聯系的。那個晚上精彩的演講,我至今記憶猶新。
我于是便認準了我感興趣的領域。南京大學離紫金山天文臺(辦公樓在南京市的北京西路,觀測站在紫金山上)不遠,陸院士領導的天體物理研究組每周都有討論,我爭取每周都前往參加討論,雖然那時候對宇宙中結構形成還不是很清楚,但對于暗物質和暗能量問題已有一定的了解。
我決定在畢業以后去中國科學院理論物理研究所(以下簡稱“理論所”)去攻讀理論天體物理學研究生。讓我感到慶幸的是兩件事:(1)我在大學第四年期間,已經把研究生的理論物理學課程全部跟班學習了一遍,并且參加了考試,其中有一門還得了滿分。這讓我在之后的研究過程中有了一定的基礎;(2)由于當時成績還可以,我被保送進入理論所讀碩士研究生,這使得我有了大量的時間去研究和思考一些專業問題。如果沒被保送而需要參加統考的話,我會花費很多時間去準備“考研”。我面試的時候,理論所在全國一共招收20名學生,如果我沒記錯,我當時面試總成績是99分,排名第一。我后來見到了李淼教授(弦理論專家),我還跟他討論過一個面試時我遇到的量子力學的問題。
難忘中國科學院
我到了中科院理論所之后,并沒有直接進入暗物質和暗能量的研究,而是花了很長的一段時間,學習廣義相對論的唯一性定理的知識。后來事實證明,這部分時間花得不是很值當,因為該理論的發展已經比較成熟,沒有太多可以開拓的空間。我還在宇宙的擾動理論方面花了很多的時間,成效也不是很大。因為這些東西都已經被人們非常好地發展起來了,可做的新東西不多。這時我開始逐漸地思考,以后的研究該怎樣定位,怎樣才能做一些有新意,比較獨特的研究。
暗能量的理論問題,人們尚未把它搞清楚,主要的原因是,人們對于真空能(Vacuum Energy)的本質還不甚了解,不知道究竟是哪一種基本的量子場,或者是由某種時空幾何決定的。這其實是當今國際理論物理學界的頭號難題。因此,在沒有基礎理論上取得根本進展的前提下,人們試圖去構造一些唯象(即現象學上的解釋)上的模型,去解釋宇宙的加速膨脹。當然,這些模型目前都只是唯象上的近似,并非已經得到公認的基礎理論。但是研究它們,對于天文觀測也是一種促進,因為你知道了不同的模型會有一些不一樣的宇宙觀測的預言,可以期待著在天文的一些觀測上得到驗證或排除。
我花了一段時間研究了全息暗能量,探討了它在觀測上的一些可能的預言,以及利用當時最新的天文觀測數據(超新星、微波背景輻射等)去限制了這個模型,并且首先用統計學上的貝頁斯證據(Bayesian Evidence) 去計算了它與宇宙常熟模型的之差等等。后來,在美國洛杉磯2008年初舉辦的“暗物質與暗能量”會議上,我應邀報告了這方面的一些工作。
隨著研究的深入,我逐漸感覺到,要真正地探究這些宇宙中的神秘物質,找到宇宙的起源與結構形成的一些實驗上的關鍵證據,必須掌握豐富的天文觀測資料,并具備強大的數據分析方法。在這方面,國內的研究實力很有限;應該說,不僅是中國,整個亞洲在這方面的研究都非常薄弱;于是,當2008年初我拿到一筆劍橋大學的獎學金時,我決定赴劍橋大學留學。
英國的留學生活
能來劍橋大學,實屬幸運。劍橋有一個研究實力很強的天文研究所(我現在所在的研究所),幾乎在相關的領域,研究所都有世界著名的科學家,比如唐納德?耶丹?貝爾(Donald Lyden-Bell)(星系、黑洞、廣義相對論)、馬丁?里斯(Martin Rees)(宇宙學、星系)、安德魯?費邊(Andrew Fabian)(X射線與黑洞)、羅伯?肯尼卡特(Rob Kennicutt)(恒星形成),以及我后來的導師喬治?艾夫斯塔修(George Efstathiou)(宇宙學)。就算是一些資歷較淺的研究員也相當知名。另外,離研究所不遠,還有另外2個研究所:霍金的“理論宇宙學中心”,以相對論和宇宙弦(Cosmic String)的研究而出名;卡文迪許實驗室(Cavendish Laboratory)的天體物理研究組,以發現脈沖星和開創射電天文學而聞名。這些單位之間經常會有一些討論。
這幾年天體物理學的研究方向,主要是宇宙微波背景的研究(Cosmic Microwave Background),以及星系和星系團等宇宙中大尺度結構的形成的研究。為什么人們要研究這些東西呢?主要的原因在于,人們試圖去了解宇宙中結構的形成,即我們所觀察到的星系團、星系、恒星系統,究竟是如何演化來的,即動力學上是如何形成的。因此,要想回答這個問題,有兩個要素是必須要了解的:星系和恒星體統形成的初條件是如何,以及動力學方程是怎樣的?而宇宙之所以復雜,就是在于動力學上,有一些很復雜的、尚未被科學家搞清楚的物理學過程(比如重子物質如何與暗物質發生相互作用等等),這會給研究結構形成的動力學帶來很多的不確定性。人們所采取的辦法主要有2個:一是觀測上要掌握大量的實驗資料,尤其是對不同種的星系和恒星系統的資料都要掌握;另外,在理論上,通過數值模擬,可以計算那些不同的微觀機制(比如上面提到的相互作用),究竟會對最后形成的星系和恒星系統有多大的影響,從而通過與觀測對比,確定下來可能的機制。在攻讀博士學位階段,我的一些對星系的速度場的研究,主要遵循的是這個思路。
另外,對于結構形成初條件的觀測,也是非常的重要,因為這方面的觀測量,會直接影響到對早期宇宙初條件的限制。它所發生的物理學過程是這樣的:宇宙在極早期由于量子效應會產生一些時空上的量子漲落,而這些漲落經過宇宙的演化會“進化”為宇宙中不同物質密度的漲落(比如光子、可見物質,以及暗物質等等)。那么通過對于這些物質漲落能譜的觀測,我們就可以推測在宇宙的極早期,究竟是哪些量子效應在起作用,從而對宇宙的起源問題給出一些有意義的啟示。這對于理論物理學家會是非常感興趣的內容,因為理論物理學面臨的最大問題,即“大統一”問題(Grand Unification Theory),就是要去尋找能夠統一電磁力、弱相互作用、強相互作用力,以及引力的基本理論,而這種理論描述能量極高的物理,而通常的地面的加速器提供不了這么高的能量。但現在天文學家和宇宙學家卻有可能在宇宙中,找到驗證這些理論的辦法,這當然是非常重要的研究方法。沿著這條線,我也持續在做一些研究工作。
由于衛星、地面望遠鏡等天文觀測手段的不斷加強,有一些領域不斷地受到人們的重視,因為它們有可能在未來提供一些解答難題的關鍵性的實驗證據,比如:
1.再電離(Reionization):宇宙中的原初星系是如何形成的。
2.引力波(Gravitational Waves):驗證廣義相對論,尋找引力在早期宇宙的效應。
3.太陽系外行星問題(Extra-solar Planet):太陽系外的行星,它們的環境如何,有沒有生命的存在等等。
這些問題,每一個都很宏大,都不是人們在幾年內就能夠輕易弄明白的,因為其中任何一個問題如果能夠被觀測到,都意味著天文學領域的重大突破。因此我認為,我們應該時刻思考著宏偉的物理圖像,并且時刻注意這方面的觀測和實驗上的突破與新的證據,以及理論方面的進展。
我時常在想,怎么樣才能真正地認識大自然,了解大自然。我逐漸找到了一條方法論,就是去認識大自然的結構,認識大自然的動力學過程。浩渺的星空,就給了我們無窮無盡的探索的空間,給了人們以“重新發現”大自然的機會。從這個意義上來說,天文學是一門有著無窮寶藏的的學科,而人類就像是在撿著貝殼的孩子,去試圖勾勒一片大海的美麗圖景。
真正懂得享受生活之美的人,愿意將大部分時間“耗費”在廚房當中,以最新鮮多樣的食材,精妙絕倫的器皿,打造一場活色生香的盛宴;這正如同旅行的意義,我們花費大把時間與精力,去享受美妙的過程,汲取突如其來的靈感。在這個明媚誘人的春日里,不妨背上思想的行囊,沿著旅途的線索,以追尋真正的健康美食為目的,將自己融入一場夢幻的烹飪之旅。
1、愛爾蘭系列整體櫥柜(博洛尼)以愛爾蘭為設計靈感,主張整體質感和層次搭配,利用柚木材質,突出個性化的審美主張,搭配深灰藍玻璃門,充滿異國的神秘與美感,柚木掛墻層板為點睛之筆,洋溢自然氣息。2、CoolDrawer@復式冷藏冰箱(斐雪派克)以匠心獨其的創新模塊化設計和多功能轉換技術提供五種溫度模式滿足不同使用需球,符合人體工學設計,舒適易用,將冰箱按照功能嵌入到櫥柜的不同部位,打破了傳統廚房的設計局限,是家中現有冰箱的有益補充,開門報警器可隨時提醒關閉門板,防止溫度濕度流失,節能環保。3、油脂分離鍋(菲姐意大利生活館)精巧的意大利品質,外觀簡約利落,內部特制格紋,可使烹制的食物達到油脂分離,令飲食更科學健康,超厚鋁鋼復合鍋底傳熱高效均勻,且不易沾鍋,非常好清洗,并適用于電磁爐。4、圓形琺瑯鑄鐵鍋及硅膠用廚具(Le Creuset酷彩)上乘的質地與堅實耐用性,都是烹飪美食的良好選擇,鑄鐵鍋由15名專業工匠手工打磨監測制成,適用于爐灶和烤箱,并可姑合無縫鍋蓋,將溫度鎖在鍋內,達到最佳的烹飪效果,其可配套使用的硅膝廚具,功能非常多群,以高端工藝制成:可耐高溫,抗臟污,手柄部分還能夠自由拆卸,及放在洗碗機中清洗,不粘不磨損的硅膝材質,不會傷害其他廚具表面,讓烹飪更便捷。5、CookSurface@灶具(斐雪派克)集成了燃氣灶具卓越的性能和微晶玻璃表面易清潔的特點,時尚優雅,易于清洗。并采用合理的人體工學設計及分布式工作空間理念,三個爐頭并列排放,可單獨或組合使用提供恰當平穩的烹飪角度,視聽反饋功能的刻度盤式控制技術,輕松精確地控制烹飪火候,靜態輝光點火技術可實現火焰無火星,無閃爍的即點即燃,安全高效。
1、Artematica Robur整體櫥柜(Valcucine)櫥柜將自然材質與艷麗色彩結合,以經典時尚的設計結合安全可靠的環保品質,功能實用強大,櫥柜的設計風格不僅僅展現出審美品位,更是生活方式的最佳詮釋。2、HL7G嵌入式氣電磁集成灶(方太)采用HPPC大功率持續邪熱技術,使其真正能夠做主灶使用,并實現在小功率電流輸入的情況下快速啟動工作節約電能。多重自動保護功能,令其在使用環境出現非正常變化時,能夠切斷電源,保證安全。全部采用機械旋鈕控制,解決了電磁灶控制的不靈敏問題,更符合國人的使用習慣。3、圓柱形抽油煙機(伊萊克斯)基于使用者的需求研究,大膽創新將抽油煙機設計成為廚房吊燈,在社交活動中或用餐期間,有罩燈通常是廚房照明的最主要的燈景。簡約風格外形,隨意融入居室空間采用的是水平燈條。且被旋轉為垂直方向,亮漆及不銹鋼與抽風口搭配相得益彰。配備三速風扇每小時可過濾560立方米的空氣,兩個鹵素燈泡足以照亮工作空間,功能高效齊備。4、Lekue料理蒸籠(環球品匯),靈感源自中國竹蒸籠選用創新的有胡環保材質鉑金硅膠,可耐極端高低溫度,與傳統竹制或金屬蒸籠相比,氣密性更好且更節省時間,并可循環使用,真正能耗低。天然抗菌無毒、無異味,長期使用顏色不變。安全健康。獨特設計確保容器內食物能夠均勻受熱,簡單,實用。5、羅伯鍋(菲姐意大利生活館)一款專門設計用來煮面食的鍋非常重要和便捷,以星球大戰電影中外星人為靈感,造型簡單稚趣,運用流體力學與特殊洞孔,設計,加上鋁鋼復合鍋底,呈現出理想烹飪效果。6、餐墊(上海組合)傳統的色彩組合,用淡然的手法呈現出禪意風格,展現簡單樸素的生活之美。
星期三下午,我們學校為了讓我們知識更豐富些,所以帶我們去少年宮做手工。
一上車,我們就開始聊今天做什么手工。我想:這回可千萬別做那無聊的木工了,也別讓我們看那些不好笑的電影。想著想著,就到了少年宮了。
于 老師帶著一幫男生去看電影了, 李 老師帶著女生去少年宮門前集合,聽體育老師的安排。只聽體育老師說:“四年級三班去做木工?!蔽彝蝗宦牭?,這個消息就像靈魂沒有了的小鳥,心里十分悲傷。傷心得想:哎!面對事實吧!我只好乖乖的聽木工老師的安排吧。
到了木工教室,看到木工老師嚴肅的目光,我心里非常緊張,我們全班的女生也都不例外。這時教室里鴉雀無聲,突然寧靜被打破,只聽韓璐說:“老師,我們做了三次了,您就放過我們吧!”只見老師沉默片刻,然后說:“既然你們已經都做過三次了,我就不再講了,你們開始做吧!”我們只好小心翼翼的打開開關,然后認認真真的做起來,我把刻完的木料,拼裝好,等著老師來檢查。老師一過來,說我的很好,可以去封模了。我高高興興去封模,封完模,班主 任于 老師就悄悄的走進來,我就舉著這完美的木工作品, 向于 老師高興的笑著。我覺得這次木工容易,所以我喜歡這次的木工。
接著 劉 老師又帶我們去看電影。這次的電影也很好笑,它演的是一只老鼠被沖到馬桶里的故事,笑的我肚子都疼了。我也很喜歡這次的電影。
最后我們走出少年宮,外面藍天白云,秋高氣爽,建筑物上的國旗迎風飄揚,馬路邊得鮮花分外明麗。我今天非常高興,比吃了麥當勞,又去旅游還高興。
四年級三班 魏暢
原本以為有的尷尬,在見到他們之后,全然少了很多,我想或許是那份凝聚著的心讓我們彼此的尷尬在那一刻都煙消云散了吧,還有那顆為了相同的目標而來的心緊緊靠在了一起。在幾次的交談后,我就知道,我們一定會做好這個充滿意義的活動。
8月4號,我們相約在地鐵口見面,大家都不約而同的提前了時間,我們就這樣坐著南上線的公交開始了第一天的行程,近2個小時的路程,一路上讓我們充分感受到了大自然給予我們美好,呼吸著清新的空氣,我們的身體內似乎好像又股暖流在躥動,使我們的充滿了力量,陽光散在臉上,樹林間交織的樹影,我仿佛看到了生命的活力。真的,讓我對于今天一天的活動,都充滿了美好的希望。
不久,我們就到達了這次參訪的地點—“喜可緣”,一下車就看到了等候我們已久的葉倩云和她的爸爸,她們一家也盛情的招待了我們,正直中午,她媽媽也為我們做好了一桌的飯菜,為我們這次的紅色之旅加油貼氣,我真的很感謝她們一家。休息片刻,我們就出發去老黨員爺爺的家里了,聽說他很早就被告知我們回去拜訪他,很是開心,他的孫女也是很熱心的為我們引路并充當爺爺的翻譯。真是可愛的一群人。
去老黨員爺爺家之前,我們商量為老爺爺買些新鮮的水果,考慮到他的身體,我們買了很多溫性的水果,希望可以讓爺爺吃的舒心。很快的,我們就到了老爺爺家里,爺爺住在一條小河的旁邊,看到我們這么一大群人的到來,他笑的很是開心,或許爺爺是把我們當成了他自己的孫子孫女的吧,熱心的招呼我們坐下,看著他家滿屋子都是關于黨的的畫報,可見爺爺對于黨的深情啊,聽說了我們來歷,爺爺就趕忙去找他的寶貝徽章了,等了一會,爺爺就拿來了當時他參加抗美援朝時期獲得的獎章,大概有六七枚,這些都是記錄了這位白發蒼蒼的老人當年的豐功偉績。就這樣,我們被他拉到了身邊,他開始給我們講解這些獎章的歷史過程。我們都開始忙了起來,車雅靜負責采訪,我和姜曉玥負責記錄,付忠仁負責拍照,葉倩蕓負責攝像。不知不覺3個小時就過去了,老爺爺把我們都帶入可他的那個年代,爺爺還告訴我們他覺得現在生活的幸??奎h靠人民,生活變化非常大,和他們那個時候根本有著天地的區別,我們的日子真的很幸福…他還告訴我們凡事要謙虛,不要驕傲,要與人和善…這些都給我的心靈帶來很大的震撼。由于爺爺已經85歲了,很多細節他都忘記了,但是他一直記掛著黨,記掛著國家。聽著他的一些話,他對于黨有著說不完的感激,有著太多道不明的情誼。看著這位白發蒼蒼可愛的老人,我有著太多的感謝,謝謝他為我們現在的美好生活奉獻了自己,謝謝他給我們新一代的年輕人給予了最好的忠告。最后,我們帶著最美好的祝福和老爺爺做了告別,我們答應來年,我們一定還會去看他。
參訪結束,我們第一天的安排告于了一個段落…
次日,我們相約來到了今天的第一個地點—紀念館,盡管是南京人,這卻是我第一次來到這個地方,這個我一直不想來到的地方,因為從小聽這些故事聽的太多了,我從心底很怕去想象當年的慘烈…,還沒進館,我就被館外的銅雕塑所震撼了,一座座的雕塑讓我感受到當時人們的恐懼、甚至絕望,人們都想逃離這個如地獄般的世界,活著對于他們實在是太痛苦了…,每進一個館,我們都被那種凝重的氛圍包裹著,看著“萬人坑”里的一具具尸體,甚至由于尸體太多,一層層相疊的尸體數不勝數,看著,看著,我們的心也越來越沉重,這是我們人民的悲哀啊…,還有那些很長的鐵釘、日本人喝酒留下的瓶子…都向我們清清楚楚明明白白的呈現了當時的情景,我們每個人都不禁心痛起來,看著布滿死去人民名字的石碑,我們感慨萬分,一定還有些人連最后的名字都不能夠留下。我不禁發出感慨,我們絕不能忘記過去的悲慘,決不能愧對無數先烈和死難的冤魂!我們應該痛定思痛,反省自己,知恥而后勇,發奮圖強!只有把我們自己的事情做好了,只有我們強大了,我們才能站的直、立得穩。參觀的時間結束后,我們就去找了負責人去告知我們此次的目的,負責人告訴我們不讓在紀念館內和紀念館門口搞任何活動,簽名甚至也不可以。但是我們可以諒解的,這是一個神圣的地方,太多的喧鬧是不能被允許的,于是,為了完成任務,我們從一個小門出去后,還是抱著試一試的想法,拉開了橫幅,展開簽名活動,來來往往的人知道我們的目的后,能紛紛為我們留下他們的姓名,在這里,真的很感謝他們的配合與支持。
第一個地點結束后,我們開始趕往第二個非常有代表的地方—雨花臺烈士陵園,早上的勞累似乎還沒有消失,我們就又打起了十萬分的精神來到了這里,開放式的雨花臺,為我們此行添了很大的便利,較為集中的人群,更方便我們為我們此次南京之行添上一筆。可能由于天氣的原因,花沒有在園區里買到,我們就在碑前深深的鞠了躬,表達了我們的心意,在建黨90周年之際,我們代表了所有青少年送上了我們崇高的敬意。
選取了人作為集中的時間,我們開始了我們的活動,向游人表達了我們的來意,他們都很熱情的為我們的活動給予他們的支持,有的人甚至幫我們照起了相,配合著我們一起活動,這樣的讓我覺得我們此次的活動真的很有意義。我們鍥而不舍的意志也深深打動了周圍的人,聽著他們對我們此次活動的贊揚,我們更多的是感動。最后我們找到了雨花臺的負責人,很順利的完成了后續工作,謝謝我們的隊長,和一直很團結的組員,這二天的活動,我收獲了很多。
鑿空之旅指的是張騫出使西域的歷史事件,漢武帝時期希望聯合月氏夾擊匈奴,派遣張騫出使西域各國,既是一次極為艱險的外交旅行,同時也是一次卓有成效的科學考察。
回長安后,張騫將其見聞,向漢武帝作了詳細報告,這個報告的基本內容為司馬遷在《史記·大宛傳》中保存下來。這是中國和世界上對于這些地區第一次最翔實可靠的記載。
(來源:文章屋網 )