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1983年出生,2006年获南京大学物理系学士学位,随后进入中国科学院理论物理研究所学习。2008年赴英国留学,进入剑桥大学三一学院,在剑桥大学天文和宇宙学研究所攻读博士学位。
如果,我们能够找到一个可以描述宇宙起源的完整理论,它应该可以被所有的人所理解和掌握,而不仅仅是这个领域的科学家。它也意味着,人类理性获得的巨大成功,和人类透析上帝思考的伟大智慧。
――斯蒂芬・霍金《时间简史》
浩渺的宇宙,总是激起人们无限的遐想与追问:宇宙从何而来,宇宙如何演化,宇宙将走向何方,在宇宙中我们是否是孤独的人类?要找出这些神秘问题的答案,只能诉诸于复杂和抽象的物理理论,以及精确的实验技术。当我在灿烂的星空下仰望苍穹,心中升起种种猜想和疑惑时,一条世界重大科技新闻,将我的目光和兴趣聚焦到了天体物理学和宇宙学。
在南大确定研究方向
1998年,美国加州大学伯克利分校和约翰・霍普金斯大学的2个研究组,通过对超新星光度距离的研究,发现了宇宙暗能量的存在。通过分析,他们发现,距离太阳系远处的超新星,正加速向我们离去。从1929年起,哈勃(Edwin Hubble)就告诉人们,远处的星系正向我们退行,即宇宙在膨胀。然而由于万有引力,物质之间会不断地吸引,以及塌缩。因此,人们认为宇宙即使膨胀,也应该减速膨胀。然而,1998年的发现却彻底改变了人们的预期:星系正在加速向我们离去,宇宙在加速膨胀!
那么,是什么神秘的物质驱动宇宙加速膨胀的呢?这便是举世闻名的“暗能量问题”。
2002年,我进入南京大学学习。南大的学风很好,较少受到社会上浮躁之风的影响。上大学期间,物理系组织的针对本科生的报告,我基本上每一次都去。南大物理系的优势在于凝聚态物理和微电子物理(应用物理),所以报告基本上都是围绕这两方面的内容。但对于天体物理和基本粒子物理学方面的报告,却非常少。
凝聚态物理的报告,比如纳米科学、晶体生长、磁性材料等等,其实很有意思。坦率地说,我也学到了不少东西,但我总感觉这不是我想要研究的。直到2004年,一次报告将我的视野一下子打开了。这一年,美国宇航局和普林斯顿大学的WMAP卫星实验组,了该卫星测量宇宙学基本常数的数据,确定了宇宙中暗能量占74%,暗物质占22%,可见物质只占4%。中国科学院理论物理研究所的李小源研究员和高能物理研究所的杜东生研究员作了一个“时间、空间、物质和能量的科学”的报告,介绍了国际上这方面的前沿进展。他们将微观世界的基本粒子和整个宇宙的演化相联系,解释当今宇宙的星系、星系团结构是如何和宇宙及早期的微观世界的动力学相联系的。那个晚上精彩的演讲,我至今记忆犹新。
我于是便认准了我感兴趣的领域。南京大学离紫金山天文台(办公楼在南京市的北京西路,观测站在紫金山上)不远,陆院士领导的天体物理研究组每周都有讨论,我争取每周都前往参加讨论,虽然那时候对宇宙中结构形成还不是很清楚,但对于暗物质和暗能量问题已有一定的了解。
我决定在毕业以后去中国科学院理论物理研究所(以下简称“理论所”)去攻读理论天体物理学研究生。让我感到庆幸的是两件事:(1)我在大学第四年期间,已经把研究生的理论物理学课程全部跟班学习了一遍,并且参加了考试,其中有一门还得了满分。这让我在之后的研究过程中有了一定的基础;(2)由于当时成绩还可以,我被保送进入理论所读硕士研究生,这使得我有了大量的时间去研究和思考一些专业问题。如果没被保送而需要参加统考的话,我会花费很多时间去准备“考研”。我面试的时候,理论所在全国一共招收20名学生,如果我没记错,我当时面试总成绩是99分,排名第一。我后来见到了李淼教授(弦理论专家),我还跟他讨论过一个面试时我遇到的量子力学的问题。
难忘中国科学院
我到了中科院理论所之后,并没有直接进入暗物质和暗能量的研究,而是花了很长的一段时间,学习广义相对论的唯一性定理的知识。后来事实证明,这部分时间花得不是很值当,因为该理论的发展已经比较成熟,没有太多可以开拓的空间。我还在宇宙的扰动理论方面花了很多的时间,成效也不是很大。因为这些东西都已经被人们非常好地发展起来了,可做的新东西不多。这时我开始逐渐地思考,以后的研究该怎样定位,怎样才能做一些有新意,比较独特的研究。
暗能量的理论问题,人们尚未把它搞清楚,主要的原因是,人们对于真空能(Vacuum Energy)的本质还不甚了解,不知道究竟是哪一种基本的量子场,或者是由某种时空几何决定的。这其实是当今国际理论物理学界的头号难题。因此,在没有基础理论上取得根本进展的前提下,人们试图去构造一些唯象(即现象学上的解释)上的模型,去解释宇宙的加速膨胀。当然,这些模型目前都只是唯象上的近似,并非已经得到公认的基础理论。但是研究它们,对于天文观测也是一种促进,因为你知道了不同的模型会有一些不一样的宇宙观测的预言,可以期待着在天文的一些观测上得到验证或排除。
我花了一段时间研究了全息暗能量,探讨了它在观测上的一些可能的预言,以及利用当时最新的天文观测数据(超新星、微波背景辐射等)去限制了这个模型,并且首先用统计学上的贝页斯证据(Bayesian Evidence) 去计算了它与宇宙常熟模型的之差等等。后来,在美国洛杉矶2008年初举办的“暗物质与暗能量”会议上,我应邀报告了这方面的一些工作。
随着研究的深入,我逐渐感觉到,要真正地探究这些宇宙中的神秘物质,找到宇宙的起源与结构形成的一些实验上的关键证据,必须掌握丰富的天文观测资料,并具备强大的数据分析方法。在这方面,国内的研究实力很有限;应该说,不仅是中国,整个亚洲在这方面的研究都非常薄弱;于是,当2008年初我拿到一笔剑桥大学的奖学金时,我决定赴剑桥大学留学。
英国的留学生活
能来剑桥大学,实属幸运。剑桥有一个研究实力很强的天文研究所(我现在所在的研究所),几乎在相关的领域,研究所都有世界著名的科学家,比如唐纳德・耶丹・贝尔(Donald Lyden-Bell)(星系、黑洞、广义相对论)、马丁・里斯(Martin Rees)(宇宙学、星系)、安德鲁・费边(Andrew Fabian)(X射线与黑洞)、罗伯・肯尼卡特(Rob Kennicutt)(恒星形成),以及我后来的导师乔治・艾夫斯塔修(George Efstathiou)(宇宙学)。就算是一些资历较浅的研究员也相当知名。另外,离研究所不远,还有另外2个研究所:霍金的“理论宇宙学中心”,以相对论和宇宙弦(Cosmic String)的研究而出名;卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)的天体物理研究组,以发现脉冲星和开创射电天文学而闻名。这些单位之间经常会有一些讨论。
这几年天体物理学的研究方向,主要是宇宙微波背景的研究(Cosmic Microwave Background),以及星系和星系团等宇宙中大尺度结构的形成的研究。为什么人们要研究这些东西呢?主要的原因在于,人们试图去了解宇宙中结构的形成,即我们所观察到的星系团、星系、恒星系统,究竟是如何演化来的,即动力学上是如何形成的。因此,要想回答这个问题,有两个要素是必须要了解的:星系和恒星体统形成的初条件是如何,以及动力学方程是怎样的?而宇宙之所以复杂,就是在于动力学上,有一些很复杂的、尚未被科学家搞清楚的物理学过程(比如重子物质如何与暗物质发生相互作用等等),这会给研究结构形成的动力学带来很多的不确定性。人们所采取的办法主要有2个:一是观测上要掌握大量的实验资料,尤其是对不同种的星系和恒星系统的资料都要掌握;另外,在理论上,通过数值模拟,可以计算那些不同的微观机制(比如上面提到的相互作用),究竟会对最后形成的星系和恒星系统有多大的影响,从而通过与观测对比,确定下来可能的机制。在攻读博士学位阶段,我的一些对星系的速度场的研究,主要遵循的是这个思路。
另外,对于结构形成初条件的观测,也是非常的重要,因为这方面的观测量,会直接影响到对早期宇宙初条件的限制。它所发生的物理学过程是这样的:宇宙在极早期由于量子效应会产生一些时空上的量子涨落,而这些涨落经过宇宙的演化会“进化”为宇宙中不同物质密度的涨落(比如光子、可见物质,以及暗物质等等)。那么通过对于这些物质涨落能谱的观测,我们就可以推测在宇宙的极早期,究竟是哪些量子效应在起作用,从而对宇宙的起源问题给出一些有意义的启示。这对于理论物理学家会是非常感兴趣的内容,因为理论物理学面临的最大问题,即“大统一”问题(Grand Unification Theory),就是要去寻找能够统一电磁力、弱相互作用、强相互作用力,以及引力的基本理论,而这种理论描述能量极高的物理,而通常的地面的加速器提供不了这么高的能量。但现在天文学家和宇宙学家却有可能在宇宙中,找到验证这些理论的办法,这当然是非常重要的研究方法。沿着这条线,我也持续在做一些研究工作。
由于卫星、地面望远镜等天文观测手段的不断加强,有一些领域不断地受到人们的重视,因为它们有可能在未来提供一些解答难题的关键性的实验证据,比如:
1.再电离(Reionization):宇宙中的原初星系是如何形成的。
2.引力波(Gravitational Waves):验证广义相对论,寻找引力在早期宇宙的效应。
3.太阳系外行星问题(Extra-solar Planet):太阳系外的行星,它们的环境如何,有没有生命的存在等等。
这些问题,每一个都很宏大,都不是人们在几年内就能够轻易弄明白的,因为其中任何一个问题如果能够被观测到,都意味着天文学领域的重大突破。因此我认为,我们应该时刻思考着宏伟的物理图像,并且时刻注意这方面的观测和实验上的突破与新的证据,以及理论方面的进展。
我时常在想,怎么样才能真正地认识大自然,了解大自然。我逐渐找到了一条方法论,就是去认识大自然的结构,认识大自然的动力学过程。浩渺的星空,就给了我们无穷无尽的探索的空间,给了人们以“重新发现”大自然的机会。从这个意义上来说,天文学是一门有着无穷宝藏的的学科,而人类就像是在捡着贝壳的孩子,去试图勾勒一片大海的美丽图景。
真正懂得享受生活之美的人,愿意将大部分时间“耗费”在厨房当中,以最新鲜多样的食材,精妙绝伦的器皿,打造一场活色生香的盛宴;这正如同旅行的意义,我们花费大把时间与精力,去享受美妙的过程,汲取突如其来的灵感。在这个明媚诱人的春日里,不妨背上思想的行囊,沿着旅途的线索,以追寻真正的健康美食为目的,将自己融入一场梦幻的烹饪之旅。
1、爱尔兰系列整体橱柜(博洛尼)以爱尔兰为设计灵感,主张整体质感和层次搭配,利用柚木材质,突出个性化的审美主张,搭配深灰蓝玻璃门,充满异国的神秘与美感,柚木挂墙层板为点睛之笔,洋溢自然气息。2、CoolDrawer@复式冷藏冰箱(斐雪派克)以匠心独其的创新模块化设计和多功能转换技术提供五种温度模式满足不同使用需球,符合人体工学设计,舒适易用,将冰箱按照功能嵌入到橱柜的不同部位,打破了传统厨房的设计局限,是家中现有冰箱的有益补充,开门报警器可随时提醒关闭门板,防止温度湿度流失,节能环保。3、油脂分离锅(菲姐意大利生活馆)精巧的意大利品质,外观简约利落,内部特制格纹,可使烹制的食物达到油脂分离,令饮食更科学健康,超厚铝钢复合锅底传热高效均匀,且不易沾锅,非常好清洗,并适用于电磁炉。4、圆形珐琅铸铁锅及硅胶用厨具(Le Creuset酷彩)上乘的质地与坚实耐用性,都是烹饪美食的良好选择,铸铁锅由15名专业工匠手工打磨监测制成,适用于炉灶和烤箱,并可姑合无缝锅盖,将温度锁在锅内,达到最佳的烹饪效果,其可配套使用的硅膝厨具,功能非常多群,以高端工艺制成:可耐高温,抗脏污,手柄部分还能够自由拆卸,及放在洗碗机中清洗,不粘不磨损的硅膝材质,不会伤害其他厨具表面,让烹饪更便捷。5、CookSurface@灶具(斐雪派克)集成了燃气灶具卓越的性能和微晶玻璃表面易清洁的特点,时尚优雅,易于清洗。并采用合理的人体工学设计及分布式工作空间理念,三个炉头并列排放,可单独或组合使用提供恰当平稳的烹饪角度,视听反馈功能的刻度盘式控制技术,轻松精确地控制烹饪火候,静态辉光点火技术可实现火焰无火星,无闪烁的即点即燃,安全高效。
1、Artematica Robur整体橱柜(Valcucine)橱柜将自然材质与艳丽色彩结合,以经典时尚的设计结合安全可靠的环保品质,功能实用强大,橱柜的设计风格不仅仅展现出审美品位,更是生活方式的最佳诠释。2、HL7G嵌入式气电磁集成灶(方太)采用HPPC大功率持续邪热技术,使其真正能够做主灶使用,并实现在小功率电流输入的情况下快速启动工作节约电能。多重自动保护功能,令其在使用环境出现非正常变化时,能够切断电源,保证安全。全部采用机械旋钮控制,解决了电磁灶控制的不灵敏问题,更符合国人的使用习惯。3、圆柱形抽油烟机(伊莱克斯)基于使用者的需求研究,大胆创新将抽油烟机设计成为厨房吊灯,在社交活动中或用餐期间,有罩灯通常是厨房照明的最主要的灯景。简约风格外形,随意融入居室空间采用的是水平灯条。且被旋转为垂直方向,亮漆及不锈钢与抽风口搭配相得益彰。配备三速风扇每小时可过滤560立方米的空气,两个卤素灯泡足以照亮工作空间,功能高效齐备。4、Lekue料理蒸笼(环球品汇),灵感源自中国竹蒸笼选用创新的有胡环保材质铂金硅胶,可耐极端高低温度,与传统竹制或金属蒸笼相比,气密性更好且更节省时间,并可循环使用,真正能耗低。天然抗菌无毒、无异味,长期使用颜色不变。安全健康。独特设计确保容器内食物能够均匀受热,简单,实用。5、罗伯锅(菲姐意大利生活馆)一款专门设计用来煮面食的锅非常重要和便捷,以星球大战电影中外星人为灵感,造型简单稚趣,运用流体力学与特殊洞孔,设计,加上铝钢复合锅底,呈现出理想烹饪效果。6、餐垫(上海组合)传统的色彩组合,用淡然的手法呈现出禅意风格,展现简单朴素的生活之美。
星期三下午,我们学校为了让我们知识更丰富些,所以带我们去少年宫做手工。
一上车,我们就开始聊今天做什么手工。我想:这回可千万别做那无聊的木工了,也别让我们看那些不好笑的电影。想着想着,就到了少年宫了。
于 老师带着一帮男生去看电影了, 李 老师带着女生去少年宫门前集合,听体育老师的安排。只听体育老师说:“四年级三班去做木工。”我突然听到,这个消息就像灵魂没有了的小鸟,心里十分悲伤。伤心得想:哎!面对事实吧!我只好乖乖的听木工老师的安排吧。
到了木工教室,看到木工老师严肃的目光,我心里非常紧张,我们全班的女生也都不例外。这时教室里鸦雀无声,突然宁静被打破,只听韩璐说:“老师,我们做了三次了,您就放过我们吧!”只见老师沉默片刻,然后说:“既然你们已经都做过三次了,我就不再讲了,你们开始做吧!”我们只好小心翼翼的打开开关,然后认认真真的做起来,我把刻完的木料,拼装好,等着老师来检查。老师一过来,说我的很好,可以去封模了。我高高兴兴去封模,封完模,班主 任于 老师就悄悄的走进来,我就举着这完美的木工作品, 向于 老师高兴的笑着。我觉得这次木工容易,所以我喜欢这次的木工。
接着 刘 老师又带我们去看电影。这次的电影也很好笑,它演的是一只老鼠被冲到马桶里的故事,笑的我肚子都疼了。我也很喜欢这次的电影。
最后我们走出少年宫,外面蓝天白云,秋高气爽,建筑物上的国旗迎风飘扬,马路边得鲜花分外明丽。我今天非常高兴,比吃了麦当劳,又去旅游还高兴。
四年级三班 魏畅
原本以为有的尴尬,在见到他们之后,全然少了很多,我想或许是那份凝聚着的心让我们彼此的尴尬在那一刻都烟消云散了吧,还有那颗为了相同的目标而来的心紧紧靠在了一起。在几次的交谈后,我就知道,我们一定会做好这个充满意义的活动。
8月4号,我们相约在地铁口见面,大家都不约而同的提前了时间,我们就这样坐着南上线的公交开始了第一天的行程,近2个小时的路程,一路上让我们充分感受到了大自然给予我们美好,呼吸着清新的空气,我们的身体内似乎好像又股暖流在蹿动,使我们的充满了力量,阳光散在脸上,树林间交织的树影,我仿佛看到了生命的活力。真的,让我对于今天一天的活动,都充满了美好的希望。
不久,我们就到达了这次参访的地点—“喜可缘”,一下车就看到了等候我们已久的叶倩云和她的爸爸,她们一家也盛情的招待了我们,正直中午,她妈妈也为我们做好了一桌的饭菜,为我们这次的红色之旅加油贴气,我真的很感谢她们一家。休息片刻,我们就出发去老党员爷爷的家里了,听说他很早就被告知我们回去拜访他,很是开心,他的孙女也是很热心的为我们引路并充当爷爷的翻译。真是可爱的一群人。
去老党员爷爷家之前,我们商量为老爷爷买些新鲜的水果,考虑到他的身体,我们买了很多温性的水果,希望可以让爷爷吃的舒心。很快的,我们就到了老爷爷家里,爷爷住在一条小河的旁边,看到我们这么一大群人的到来,他笑的很是开心,或许爷爷是把我们当成了他自己的孙子孙女的吧,热心的招呼我们坐下,看着他家满屋子都是关于党的的画报,可见爷爷对于党的深情啊,听说了我们来历,爷爷就赶忙去找他的宝贝徽章了,等了一会,爷爷就拿来了当时他参加抗美援朝时期获得的奖章,大概有六七枚,这些都是记录了这位白发苍苍的老人当年的丰功伟绩。就这样,我们被他拉到了身边,他开始给我们讲解这些奖章的历史过程。我们都开始忙了起来,车雅静负责采访,我和姜晓玥负责记录,付忠仁负责拍照,叶倩芸负责摄像。不知不觉3个小时就过去了,老爷爷把我们都带入可他的那个年代,爷爷还告诉我们他觉得现在生活的幸福靠党靠人民,生活变化非常大,和他们那个时候根本有着天地的区别,我们的日子真的很幸福…他还告诉我们凡事要谦虚,不要骄傲,要与人和善…这些都给我的心灵带来很大的震撼。由于爷爷已经85岁了,很多细节他都忘记了,但是他一直记挂着党,记挂着国家。听着他的一些话,他对于党有着说不完的感激,有着太多道不明的情谊。看着这位白发苍苍可爱的老人,我有着太多的感谢,谢谢他为我们现在的美好生活奉献了自己,谢谢他给我们新一代的年轻人给予了最好的忠告。最后,我们带着最美好的祝福和老爷爷做了告别,我们答应来年,我们一定还会去看他。
参访结束,我们第一天的安排告于了一个段落…
次日,我们相约来到了今天的第一个地点—纪念馆,尽管是南京人,这却是我第一次来到这个地方,这个我一直不想来到的地方,因为从小听这些故事听的太多了,我从心底很怕去想象当年的惨烈…,还没进馆,我就被馆外的铜雕塑所震撼了,一座座的雕塑让我感受到当时人们的恐惧、甚至绝望,人们都想逃离这个如地狱般的世界,活着对于他们实在是太痛苦了…,每进一个馆,我们都被那种凝重的氛围包裹着,看着“万人坑”里的一具具尸体,甚至由于尸体太多,一层层相叠的尸体数不胜数,看着,看着,我们的心也越来越沉重,这是我们人民的悲哀啊…,还有那些很长的铁钉、日本人喝酒留下的瓶子…都向我们清清楚楚明明白白的呈现了当时的情景,我们每个人都不禁心痛起来,看着布满死去人民名字的石碑,我们感慨万分,一定还有些人连最后的名字都不能够留下。我不禁发出感慨,我们绝不能忘记过去的悲惨,决不能愧对无数先烈和死难的冤魂!我们应该痛定思痛,反省自己,知耻而后勇,发奋图强!只有把我们自己的事情做好了,只有我们强大了,我们才能站的直、立得稳。参观的时间结束后,我们就去找了负责人去告知我们此次的目的,负责人告诉我们不让在纪念馆内和纪念馆门口搞任何活动,签名甚至也不可以。但是我们可以谅解的,这是一个神圣的地方,太多的喧闹是不能被允许的,于是,为了完成任务,我们从一个小门出去后,还是抱着试一试的想法,拉开了横幅,展开签名活动,来来往往的人知道我们的目的后,能纷纷为我们留下他们的姓名,在这里,真的很感谢他们的配合与支持。
第一个地点结束后,我们开始赶往第二个非常有代表的地方—雨花台烈士陵园,早上的劳累似乎还没有消失,我们就又打起了十万分的精神来到了这里,开放式的雨花台,为我们此行添了很大的便利,较为集中的人群,更方便我们为我们此次南京之行添上一笔。可能由于天气的原因,花没有在园区里买到,我们就在碑前深深的鞠了躬,表达了我们的心意,在建党90周年之际,我们代表了所有青少年送上了我们崇高的敬意。
选取了人作为集中的时间,我们开始了我们的活动,向游人表达了我们的来意,他们都很热情的为我们的活动给予他们的支持,有的人甚至帮我们照起了相,配合着我们一起活动,这样的让我觉得我们此次的活动真的很有意义。我们锲而不舍的意志也深深打动了周围的人,听着他们对我们此次活动的赞扬,我们更多的是感动。最后我们找到了雨花台的负责人,很顺利的完成了后续工作,谢谢我们的队长,和一直很团结的组员,这二天的活动,我收获了很多。
凿空之旅指的是张骞出使西域的历史事件,汉武帝时期希望联合月氏夹击匈奴,派遣张骞出使西域各国,既是一次极为艰险的外交旅行,同时也是一次卓有成效的科学考察。
回长安后,张骞将其见闻,向汉武帝作了详细报告,这个报告的基本内容为司马迁在《史记·大宛传》中保存下来。这是中国和世界上对于这些地区第一次最翔实可靠的记载。
(来源:文章屋网 )