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20世纪末21世纪初，宇宙背景探测器（cosmic background explorer，COBE）和威尔金森微波各向异性探测器（Wilkinson microwave anisotropy probe，WMAP）等太空探测器在宇宙微波背景辐射的温度分布中发现了进一步的线索，对包括暴胀理论在内的大爆炸理论提供了支持，并且以空前的精度确定了许多宇宙学参数的数值。
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但是，一些其他理论——比如其他引力理论——也在试图解释这些线索。
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那些理论的命运会如何呢？科学家们2014年3月发布的一条来自襁褓宇宙的新线索有可能对之作出某种程度的判决。与以前的线索相比，这条新线索与暴胀理论有着更密切的关联，它直接起源于暴胀阶段产生的所谓“原初引力波”（primordial gravitational wave）。原初引力波虽出现在138亿年前，但它能影响宇宙微波背景辐射的光子偏振，产生出一种被称为B模（B-mode）的分布模式，从而在今天依然有可能被间接观测到。为了观测这种B模，科学家们于2006年在南极点附近建立了专门的观测站——BICEP（background imaging of cosmic extragalactic polarization）。自2010年起，该观测站启用了第二代设备——称为BICEP2。之所以要把观测站建在南极点附近，是因为那里的天气较为稳定——尤其是在漫长的“极夜”（polar night）期间，并且因寒冷而干燥，降低了大气中水汽对观测的干扰。在那样的条件下，经过三年的数据积累，外加对许多其他因素的细心排除，科学家们终于得到了这条新线索。
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在南极的冰原上仰望苍穹，居然能窥视到襁褓时期的宇宙，这是何等地动人心魄？
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这条新线索的重要性体现在多个方面：首先，它不仅是对已存在间接证据的暴胀理论和引力波的再次支持，而且从某种意义上讲，还是量子引力（quantum gravity）的第一个间接证据——因为原初引力波的产生是一种量子引力效应；其次，它为科学家们提供了一个窥视最早期宇宙（最初一亿亿亿亿分之一秒以内）及最高能物理（比目前最大的粒子加速器所能达到的能量还高一万亿倍以上）的重要手段；最后但并非最不重要的，是它有助于排除某些理论，其中包括暴胀理论的某些变种——因为这种B模在很多理论中是不存在或比观测到的小得多的。这方面的一个有趣的例子是，英国物理学家霍金表示，这条新线索的发布意味着他赢得了跟同事的一个赌局，因为那位同事所主张的就是一个不存在B模的理论。
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不过，那位同事并未即刻认输，理由是有能力观测B模的欧洲太空署（European Space Agency）的普朗克卫星（Planck satellite）曾于去年发布过数据，依据那些数据的估算却未曾得到幅度相似的B模。这一理由提醒人们注意一个容易因兴奋而忽视的环节：复核。科学研究离不开复核，事实上，就连最能从这条新线索中“受益”的古斯也表示“在未得到不止一组确认之前，没有任何实验能被太认真地看待”。普朗克卫星的数据为什么没有得到幅度相似的B模？是欧洲人“大意失荆州”，还是别有原因？将由复核来确定。复核的途径是多种多样的，除检验已有的数据外，普朗克卫星预计将在几个月内发布新数据；第三代的BICEP正在建设之中；其他一些研究组也在进行类似的观测……他们能否证实这条新线索，是一个令人期待的悬念。
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(1) 本文发表于《科学画报》2014年第5期（上海科学技术出版社出版）。
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霍金的派对：从科学天地到数码时代 [:1707629768]
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霍金的派对：从科学天地到数码时代 灾星还是福星？(1)
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我喜欢自称是科幻爱好者，不过这一称号若有准入门槛，我大概只能在门外兴叹，因为喜欢归喜欢，我对科幻的涉猎其实有限。前不久，著名美国科幻作家布雷德伯里（Ray Bradbury）的去世就让我着实汗颜了一下——我居然没看过他的任何作品。为了挽回颜面，我翻看了他的早期名作《火星纪事》（The Martian Chronicles）。可惜看了十几页仍提不起兴致，只得半途而废。
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在那十几页中，只有一处令我赞赏，那是一位火星女子问自己丈夫“第三颗行星［即地球］上会有人居住吗”时，丈夫给出的否定回答：“科学家说那儿的大气中氧气太多。”
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我们这些地球读者也许会笑话火星科学家的无知，不过，这种因自身环境引致的思维羁绊，恐怕是地球科学家也难以幸免的。不久前，两位地球科学家——美国科罗拉多大学（University of Colorado in Boulder）的马丁（Rebecca Martin）和太空望远镜科学研究所（Space Telescope Science Institute）的利维奥（Mario Livio）——所发布的一项被美国国家航空航天局（NASA）及若干媒体报道了的研究，似乎就透着火星科学家的气息。
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马丁和利维奥的这项研究提出了一个标新立异的观点，那就是像我们太阳系中小行星带那样的小天体分布，对于高等生物的产生是必不可少，并且恰到好处的。这个观点的标新立异之处在于，小行星因其撞击地球、导致生物大灭绝的能力，一向是被当成威胁生物演化的灾星的。为了铲除灾星，一些科学家甚至认为木星这个小行星“清道夫”的存在对于高等生物的产生是必需的。这是所谓“稀有地球假设”（rare Earth hypothesis）的一部分。而马丁和利维奥却提出，小行星不铲除固然不行，铲除得太彻底也不行，必须铲除得像太阳系中的小行星带那样恰到好处才利于高等生物的产生。这一观点的一个直接后果，就是使“地球”的存在变得更稀有了。事实上，马丁和利维奥对目前已知的太阳系以外的行星系统进行分析后发现，像木星那样的“清道夫”位于有可能将小行星铲除得恰到好处的位置上的比例只有约4％。这之中恰好有小行星带，且位置恰好便于“被铲除”得恰到好处的，当然更少。
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提出这样标新立异的观点，究竟有什么理由呢？其中一个比较新颖的理由，是认为“适度”的小行星撞击所导致的生物大灭绝可以为新物种的出现创造条件，迫使幸存的旧物种重新适应环境，加速物种的整体演化，从而有利于高等生物的出现。从这个意义上讲，小行星的存在对于高等生物的出现来说，反而成了福星。作为例证，马丁和利维奥提到了发生在距今约6500万年前的白垩纪（Cretaceous Period）末期的陨星撞击。那次撞击造成的包括恐龙在内的大量物种的灭绝，曾经为哺乳动物的崛起创造了条件。
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有道理吗？倘若紧跟马丁和利维奥的逻辑，很可能是会觉得有道理的。不过，那道理有多硬，却大可商榷。事实上，只要从他们的逻辑上稍稍偏开一点，换个视角，恐怕就不难察觉其与布雷德伯里笔下火星科学家的观点有一定的相似性，比如都把自己生活的环境当成了唯一恰到好处的环境。这种“以己度人”的推理虽未必一定是错，却很容易忽视其他可能性。
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拿马丁和利维奥的推理来说，很多其他可能性就被忽视了。比如生物大灭绝可以加速物种演化的观点乃是源自一种被称为“间断平衡”（punctuated equilibrium）的生物进化理论，而那种理论是有争议的。又比如，即便生物大灭绝可以加速物种演化，它是否需要陨星撞击来促成也是未知之数。这不仅因为我们还无法将生物大灭绝和陨星撞击的时间确定到建立因果联系所需的精度上，而且还因为许多其他可能性也能导致生物大灭绝，其中包括单纯的随机性——后者并非偷懒，而是因为有生物学家发现生物灭绝的规模与发生频率满足近似的幂律，而幂律的一种可能的起源就是随机性。(2)再比如，即便生物大灭绝需要陨星撞击来促成，那陨星是否来自小行星带也仍是未知之数。比如有些科学家就认为，比小行星带遥远得多的奥尔特云（Oort cloud）才是造成生物大灭绝的陨星来源地。(3)
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所有这些争议和未知的背后，无疑都是其他可能性。
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忽视所有其他可能性，而把我们或许只是碰巧生活在其中的环境当成唯一，那样的标新立异有多大的可信度？我不知道。但对之多打一个问号，我想是要比追逐新奇的媒体，以及布雷德伯里笔下的火星科学家更明智的。
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(1) 本文发表于《科学画报》2013年第1期（上海科学技术出版社出版）。
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(2) 对此感兴趣的读者可参阅拙作《从“预测”战争说起》——已收录于本书。
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(3) 对此感兴趣的读者可参阅拙作《那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界》的第32节（清华大学出版社2013年12月出版）。
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