嘉宾对话：宇宙的“暗黑力量”与奇异系外行星

　


主持人毛淑德和季向东、赖东对话

　新浪科技讯 10月28日上午消息，今日2017未来科学大奖颁奖典礼暨未来论坛年会在京举办。在研讨会二对话环节，主持人毛淑德和季向东、赖东进行了精彩的对话。

　　以下为对话实录：

　　下面进入对话环节，有请主持人毛淑德先生，对话嘉宾季向东先生，赖东先生。

　　毛淑德：今天我不知道未来论坛有没有组织到，我首先讲一下确实有一个耦合，我们三位都是20世纪80年代通过李政道先生的项目到美国求学以后还继续留在物理学界的少数几个人之一，现在都聚集在这里，季向东是1982年到美国，我跟赖东是同一届的，1986届。他是全国第六名，我比他落后了很多，全国第七名。所以这是一个很大的耦合。

　　今天他们两位都做了非常精彩的报告，首先，我想问你们一个问题，就是说20世纪初，确实物理学家也产生两朵乌云，暗物质和暗能量这两朵乌云。尤其是季向东找暗物质，我们那个时候找以太，找了很多年没有找到，发现理论是错的。你怎么知道现在我们的暗物质就是以前苦苦搜寻的以太，如果你打赌，你都暗物质存在的概率是多少，十比一还是一百比一，还是一百万比一。

　　季向东：我来回答这个问题，刚才毛淑德教授提到了以太，确实，以太对于爱因斯坦相对论的产生起到了非常大的推动作用，原来我们在19世纪有这个电磁波，发现了电磁波以后，我们知道波是有介质的，人家问电磁波传播的介质到底是什么，物理学家就发明了以太，说电磁波在以太里传播的。所以人家就去找以太，当然我们知道结果是没有找到以太。但是，虽然没有找到以太。但是迈可森为美国赢得了第一个诺贝尔奖，因为他发明了一个非常精密的仪器来测量这个以太相对于地球的速度。大家可能都听说过，叫做迈可森干湿仪，他发明了这个仪器没有测到地球相对以太的速度，发现速度是零。因为我们知道地球相对于太阳运动差不多是每秒钟30公里，是吧？它的速度是零的话，就使大家认识到可能这个以太是不存在的。

　　所以这就是爱因斯坦提出了光速在任何参照系统中，惯性参照系统都是一样的，这么一个非常大胆的，又非常难以理解的这么一个假设，是吧？这个假设之下诞生了狭义相对论，所以以太虽然没有发现，但是它的意义非常重大。一个是理论上的创新，就是相对论，第二个是仪器上的发明，就是迈可森干湿仪。我再讲一下，引力波发现就是用了巨型的迈可森干湿仪发现的，仪器的作用也是非常重要的，现在的暗物质是不是又是一个以太故事的重复，这有可能，也有可能我们辛苦在那里搞十年，二十年，半个世纪，甚至一个世纪啥也找不到，还有可能，即便找不到的话我们还有两个方面的收获。第一个是仪器的探测，我刚才讲到了我们探测仪非常的灵敏，能够看到一个光子，一个电子，像这样的仪器从前人家很少去研发。这个仪器也许在探测暗物质过程中没有太大的用处，也许其他的方面会有用处。

　　第二个是如果我们把理论家预言的理论，比如说现在有超对称，认为时间和空间有超对称，如果有这样的理论的话就预言的很多的类似于暗物质的粒子，如果我们苦苦搜寻找不到，这个就带有时空的超对称提出一个挑战，所以对这个超对称的想法根本是错的，这样的话我们需要新的理论来解释天文学中的现象。为什么太阳的运动速度，刚才已经提到了，可能在误差范围内，但是有旋转曲线表明跟牛顿的理论，确实有很大的偏差。这个偏差是从什么地方来的呢？如果说暗物质不存在，是不是在这个尺度上，牛顿的理论是错的。正确的心理又是什么。所以这样的研究的话，会对我们各方面带来一个很重要的进展。

　　毛淑德：那有请赖东打一下赌，暗物质。

　　赖东：我打赌的话我相信暗物质存在，但是可能探测到的机会比较小，我估计。因为有很多的理论非常小，可能性。我之所以打赌，我相信相对论的道理，并且这个引力波也是存在的。

　　毛淑德：刚才赖教授也提到了，你觉得系外行星在十年，二十年之内会发现，你的依据是什么？地外生命。

　　赖东：现在我们已经知道了有20%的和太阳差不多的行星，但是最近十年，二十年之后我们有各种NASA，有美国，欧洲等各种计划，很多国家都有计划是要去研究，并且探测一些分子层面的，与生命有关的。我觉得这个可能会发生。发现了臭氧和甲烷气的话。有没有对有生命的信心还是一个很难的问题。二十年之后很有可能会发现有一些生命的信号会给我们信心，知道会有生命。但是有没有生命还是一个很大的问题。对于我来讲，就是人类长期的项目，这也是人类的好奇心。我们最关心的是这是一个人类非常长期的，上百年，上千年的计划。

　　毛淑德：你觉得这个系外生命存在的可能性有多大。

　　季向东：我觉得可能性还是相当大的，刚刚赖教授讲到每一个太阳这样的恒星有一个行星，刚刚讲到了我们银河系里面有相当于一万亿个太阳这样的恒星，你可以做各种各样的统计，不能太大，也不能太小，也不能太近，也不可能太远，所以各种各样的，我觉得有一个存在的话，我认为是有可能的。

　　毛淑德：我最后一个问题，我想问两位跟刚才我的开场白有关，很多的同学在华尔街飞奔的时候，为什么你们留在了物理学界，觉得物理和天文有什么特别美的地方吗？

　　赖东：对我自己来说，我觉得可以极端条件，包括了黑洞，试验做不到，但是可以通过天体的东西可以，包括在极度条件下的物理学。我有很多的朋友在华尔街，我们都是好朋友，最近一年我去了华尔街，我去了硅谷，一个下午开会的时候，在斯坦福开会，星期五下午的时候，我去做了一个报告，然后我发现他们那些人，工程师都非常的聪明，问了很多的好问题，他们很感激，就想解决这些非常实际的问题，非常好，这是我们一周当中的最佳时刻。因为他们大开眼界，解决问题的时候，希望有一些刺激。两个对我们来说都很重要。

　　季向东：我觉得确实研究物理学，天文学是一种life stye，对我们来说我们了解别人从来没有想过，也没有做过的东西，这是非常大的（来可塞得 音）像赚钱，很多人在赚钱了，我只要有饭吃，不愁生活就行了，我觉得人类一个很重要的目标，有饭吃，闲暇的时间应该做更多有趣的事情。所以物理学的美，当然这是一个物理学，天文学，您放的很多的图，我觉得这是非常的，很美的东西，是吧？所以我觉得能够从事这样的一个职业，我觉得是一个很幸运的。您刚刚讲到了（卡斯皮尔 音），这个群里面有几百人，有很多人不做物理和天文了，但是从讨论的过程中，可以看到这批人还有很多人羡慕我们留在物理学和天文学的。他们对从前年轻的时候，很多的梦想还是非常非常执着，认真的讨论。所以我也感觉到我们很幸运的留下来。

　　毛淑德：我的同事说我们是精神贵族，我觉得这是最好的概括。下面我想有没有勇敢的观众有几个问题的。

　　提问：我是一个生物学家，所以对星外文明特别感兴趣，我想从你们这里了解一下行星能够有生命的历史有多长，大概是什么样的如果行星比我们更长的话，文明会比我们更发达，是他们找我，而不是我们找他们，是吧？有关这个方面的，想请教一下。

　　赖东：所有的行星的年龄都同太阳差不多，几十亿年，所以早期的时候，寻求的行星，那个时候恒星是暖的，行星就形成了。好几十亿年的时间是很长的，生物学来讲是很长的。如果说条件合适的话，实际上在原则上应该形成生命。地球上的生命有很多的事件，形成生命。所以还是一个复杂的问题，很难回答。

　　提问：你好，我想请问一下科学家，有没有办法回到过去啊，时间上。谢谢。

　　毛淑德：我可以回答，某种程度上我们回不到过去，但是我们天文学家一直回到过去，我们看到越远的天体，我们就在看它的过去，因为它们很遥远的天体发出来的光都是经过一段时间才达到我们，所以我们跟物理学家相比，有一个优势，就是说我们真的是看整个宇宙在发展的历史。物理学家只能看到现在，所以这是我们的一个优势。

　　提问：你好，听了你们介绍我很感动，我觉得科学家做生意一定能赚大钱，我想问一个问题，王是电磁波，在引力场中不收力，为什么经过黑洞周围或者是太阳周围会发生弯曲，表明光有挂性质量，有挂性质量的物理加速不到光速的，能量无穷大，没有光速质量为什么会产生光压，如果光只有动质量，没有静质量，只有动质量的话，为什么别的地方没有出现动质量，动质量是什么样的概念，我觉得光不是一种物质，就是一种纯能量，能不能这样解释，谢谢。

　　毛淑德：赖东相对论学得比我好，他来回答。

　　赖东：你刚刚讲的东西是牛顿的观念，牛顿认为所有的引力就是力，光子之所以偏曲，就是因为受了这个。但是子爱因斯坦发了相对论以后，对于引力有不同的观点，不应该把引力当做一种力，而是一种弯曲的时空，如果有弯曲一个大的在这里，他的旁边的时空就被弯曲的。然后光子在这里走的话，因为这个必须在走一个弯曲的时空，所以这种观念的话，如果从这种观念来想的话，就不需要中子量的问题，而且这种概念非常精确。

　　提问：说到这里我想起一个问题，根据爱因斯坦的相对论，水星的轨道和牛顿定律有一个小小的偏差，只不过水星运行在弯曲的时空中，像在纸上面画一个圆，这个圆很圆，如果弯曲来看在地球频道上会呈现偏差，为什么广义的相对论一定作用在水星轨道上，而不是弯曲的本身，我们可以得出一个结论，万有定理的定律能够是适用的。

　　毛淑德：我们打断一下，我们只有一秒钟了，我建议你学一学爱因斯坦的广义相对论，非常优美，尽管有同样的理论和效果，现在来看爱因斯坦从很小尺度到很大尺度都是正确的，其他的理论，也是同样的观测数据，但是我想优美的程度和爱因斯坦的长方程的优美程度差很多。谢谢，现在我们已经到时间了。谢谢各位。

　　主持人：感谢各位嘉宾的精彩发言，研讨会二，到此结束。请带好您的随身物品，有序离场子。