阿蘭·萊特曼

萊特曼：我想問您有關(guān)個體星系旋轉(zhuǎn)的研究。您是怎么想到研究這個的？

魯賓：那是20世紀70年代初的事。那時，肯特·福特建造了一臺很特別的光譜儀，也許是最好的一臺，別的地方?jīng)]有?？咸睾臀颐磕甓家ヂ逋柼煳呐_或基特峰兩次，取得幾個類星體的光譜。和別人一樣，都是些不怎么樣的光譜，搞到的東西都很難看出點兒什么。這時，我又結(jié)交了一些天文學家，有時候會接到朋友電話，比如說瑪格麗特·伯比奇和馬丁·施密特。他們跟我說：“你看到什么什么了沒有？你有沒有紅移數(shù)據(jù)？如果沒有，我去給你搞一份?！闭f到做到，很友好?？墒菃栴}又來啦：不是我想要的那種材料，因為他們這些人總體上比我享有多得多的使用望遠鏡的時間。如果我有光譜但不知道紅移是什么，那就只好告訴他們我的看法或者放棄那個

光譜。這樣折騰了一兩年，我非常清醒地認識到這不是我想用的方法，所以決心挑選一個我可以親自去觀察的問題，全力以赴。我選擇了研究M31的旋轉(zhuǎn)，這才稱得上真正開始了研究。

正面的原因就是我對星系動力長久以來的興趣。在20世紀70年代以前，大型望遠鏡很少，可是到了20世紀70年代初，良好的顯像管光譜儀能夠讓我們將小型望遠鏡當作大型望遠鏡使用。此前，天文學大體上得靠推斷，在整個天文學歷史上，天文學家都聰明得不得了，他們能夠推斷如果有了較大的望遠鏡就會看到什么。我真的認為天文學史就幾乎是大型望遠鏡的歷史。然后，你得到這臺大型望遠鏡一看，發(fā)現(xiàn)你此前的猜測很正確；然后邁出另一步，又是一個推斷。所以，人們一直在推斷星系旋轉(zhuǎn)是怎么個樣子，但是誰也沒有真正仔細地研究過它的樣子。經(jīng)過瑪格麗特和杰夫·伯比奇的研究，內(nèi)側(cè)幾個星系的情況已經(jīng)相當清楚，可是外緣的星系不是這樣。所以在一定程度上，是因為我以往對星系動力的興趣。當然還有別的，比如說我意識到有了可供我使用的儀器，自己的確能做了。到了最近我才意識到，我這人就是喜歡干別人不干的事。

萊特曼：您當初開始找暗物質(zhì)的證據(jù)，在時間上是不是稍遲一點？

魯賓：是的，是在M31項目之后拓展的項目。我對暗物質(zhì)的了解很緩慢。我跟肯特·福特每天晚上做4個光譜，兩三個小時也只能做這么多，每張我都得沖洗，我們輪流操作望遠鏡。我沖洗底片，他搭建儀器，我們總是一起觀察，因為我們兩個都喜歡這樣。我清楚地記得頭兩個晚上做出來的光譜都那么直，讓我很困惑。我最先想到的是，可能有某種反饋機制在里面，如果恒星過快就放慢，如果太慢就加快，看起來不像是隨機發(fā)生的事。這在今天看來是完全錯誤的。如果想到物質(zhì)的分布，或許就能理解速度的分布，可是最初我真的沒有想到這個念頭。我真正在想的是觀察到的事實，而不是物質(zhì)的分布。

萊特曼：但是您后來認識到這與物質(zhì)的分布和暗物質(zhì)有關(guān)。您在跟人們談?wù)撨@個問題時，大家都是什么反應(yīng)？

魯賓：當時我之所以重新開始研究旋轉(zhuǎn)曲線的問題，是為了逃避大尺度運動研究中的爭論。我確實喜歡這個問題，因為旋轉(zhuǎn)曲線是那么平緩。從觀察角度來看，這個圖很好看，所有應(yīng)該做的事情就是向人們展示一對光譜，他們馬上就知道是怎么回事了。在某種意義上，這就是一種極好的觀察項目，無論誰看到這些曲線都會認為這些旋轉(zhuǎn)曲線是平的，用不著給他們提供測量數(shù)字，也沒有爭論。你給他們看一張圖就完事了。

萊特曼：有人懷疑數(shù)據(jù)嗎？

魯賓：沒人懷疑。沒多久數(shù)據(jù)就堆積起來了，很快就有20個旋轉(zhuǎn)曲線，然后40個，然后60個，都是又平又緩。在我的記憶中，從來沒有誰對數(shù)據(jù)產(chǎn)生過懷疑。旋轉(zhuǎn)曲線又平又緩，誰都沒有懷疑過，至少沒有人當著我的面懷疑過。我覺得許多人最初希望沒有暗物質(zhì)，可是觀測結(jié)果無法否認，所以大多數(shù)人只是不熱情地接受而已。

萊特曼：所以不用宣傳這項研究的意義？

魯賓：用不著，因為理論基礎(chǔ)已經(jīng)存在。歐斯垂克、皮布爾斯、亞希勒，還有一些人已經(jīng)想

出了很好的主意，他們認為無論你觀察與否，暗物質(zhì)都應(yīng)當存在，它有它的用途，即穩(wěn)定這個圓盤。這些觀念已經(jīng)流行了好一陣子了，而且觀測結(jié)果那么合拍。因為已經(jīng)有了一個框架，所以有些人對觀測結(jié)果表示了非常熱情的歡迎。

萊特曼：您是什么時候最先聽說“視界”問題的？

魯賓：我記得是在20世紀70年代中期，當時我在埃里斯參加一個夏季培訓班，羅杰·彭羅斯也去授課，我聽了他的幾門課。

我是個觀察者，傾向于將我了解的宇宙與觀察到的東西聯(lián)系起來。所以，我覺得宇宙學與其他許多人的研究相比可能要寬松得多、輕松得多。這也許與我早先與伽莫夫的交往有關(guān)，與我早期的研究有關(guān)。我認為很多模型都很精彩，其中有一些很可能有正確的成分在里面。可是，就我本人而言，我對許多此類理論的態(tài)度是，我們?nèi)匀惶幱谔剿髡胬淼倪^程中，所以對于那些不合適的細節(jié)沒有必要太擔心，因為我們可以把它們運用于仍然需要了解的領(lǐng)域。我們這一代人很幸運，我們已經(jīng)到了理解宇宙整體的邊緣。如今望遠鏡越來越大，天文學者也越來越聰明，我們要發(fā)

現(xiàn)的東西最終肯定都會發(fā)現(xiàn)，我們的理論需要不斷地更新?！耙暯纭?問題與這類情況不是很合拍，可是我認為，科學在于不斷改進過去對我們有用的東西，所以我認為可以將其置于某個需要關(guān)注的領(lǐng)域。

萊特曼：您怎么看所謂的“平面度”問題？

魯賓：這真是個問題。我不明白為什么歐米伽應(yīng)該是1，我實在不知道為什么宇宙應(yīng)該非常平衡，就像觀測到的那樣。觀測結(jié)果告訴我們歐米伽是0.2，但所有理論家會告訴我0.2離1特別近，所以就通過了平面度參數(shù)。我的確認為這是個問題，我是一點兒也不理解。我相信觀測結(jié)果，而且我也相信這些觀測結(jié)果在告訴我是0.2。如果認為“0.2太接近1”因此必須是1，我一點兒也不能信服。我心里常常嘀咕，再過500年宇宙學是個什么樣子。或許他們會解決平面度問題，或者他們知道歐米伽的確是1，無論誰觀察都會心滿意足，如此等等。我認為如果沒有問題，那就反倒沒有意思了。

如果我們能夠了解暗物質(zhì)的分布或者有多少暗物質(zhì)，那么就會得到良好的觀測證據(jù)來證明歐米伽大于0.2。這樣一來，這個問題的局部就會消失也說不準。

我還記得在大尺度運動問題的早期和中期，我最欽佩的一些人告訴我不可能得到大尺度運動的東西，因為早期宇宙的不規(guī)則現(xiàn)象在逐漸減弱后完全消失。他們把認為我不會得到大尺度運動的所有原因都告訴了我，這給我留下了深刻的印象，的確把我嚇壞了?？墒?，如果事情發(fā)展到最終大家都相信有大尺度運動而且觀測結(jié)果也證明了這一點，理論家就只得回去修改他們的理論。這挺好，這就是進步。

萊特曼：您怎么看膨脹宇宙模型？您認為這是個假說嗎？有沒有推測性質(zhì)？

魯賓：我把它看作一個假說，我認為推測程度不是很大，沒有大爆炸的推測性大。我學的那點物理學還不夠。就像許多物理學家那樣，我向過去一步一步地推算，大家給你什么數(shù)字（比如說10-46或別的什么）都行，感覺蠻舒服的，但是我沒有直覺。那就這樣吧，就在那一點和大爆炸之間。我想我愿意看一看任何一種模型，因為我什么方法都不知道，所以也推翻不了任何人的模型。常規(guī)的那個簡單的大爆炸是一個非常普通的框架，只描述幾個東西，現(xiàn)在阿蘭·古斯等人把細節(jié)填入那個時代。我把它視為一種工作模型。但我可以說，對一個觀察者來說，目前沒有太

大關(guān)系，因為那個時候可供觀察的東西微乎其微，宇宙背景輻射也許可以除外。

萊特曼：所以，您說的沒有關(guān)系指的是您的觀測項目和您的工程不會取決于早期宇宙的物理？

魯賓：我的意思不是說不取決于它，因為事實上如果有人很聰明，他能看出某些觀測結(jié)果可能非常相關(guān)，那就可以直接確定了?？墒?，總體來說，我和許多人的觀測結(jié)果時間更近、更新，我們觀測的不是那個域。我猜想我們大家都希望了解相關(guān)的東西，能夠說明那個時代的東西。

萊特曼：您在觀察歐米伽時與那個時代相關(guān)，是因為精確預測歐米伽需要膨脹這樣的先決條件。如果能夠確證歐米伽不是1，那么就可以完全排除膨脹這個因素，對嗎？

魯賓：對。

萊特曼：您在第一次聽說德拉伯朗、胡克拉和蓋勒的研究時，是怎么樣的反應(yīng)？

魯賓：我覺得很好。當時我唯一感覺煩惱的是，有那么多非常好的楔形圖，竟然還有人不理解他們真的不是在看空間圖，而是速度。

對，速度。因為我的確擔心大尺度運動，所以我甚至試圖思考如何將其變?yōu)榭臻g圖。但是我認為它們很可愛。

萊特曼：除了蓋勒、德拉伯朗和胡克拉的研究，如果還參考別的大量的文獻，比如說您關(guān)于大尺度運動的研究以及“七武士”等等，表明宇宙是不均一的，不像現(xiàn)在這些簡單的模型。這些對您的想法有沒有改變呢？

魯賓：當然有了，我的確認為我們所在的宇宙不是一個均一的、各向同性的宇宙。我的意思是說，我內(nèi)心真正有疑問的這些東西是不能公開講的。我不知道羅伯特森·沃克的宇宙是否存在。我可以想出更多的問題，因為它們一直在向著非均一的方向挺進，而且我也請教過一些搞理論的朋友。我不關(guān)心大爆炸問題，也許是因為我不太感興趣的緣故。如果有誰拿出一個能把這類大尺度非均一性問題納入其中的模型，我倒很想看看，在這之前我可以容忍大爆炸模型。

事物都在變化，所以這些類型的觀察需要一些搞理論的人來考慮如何把它們結(jié)合起來。我仍然相信宇宙中有許多相當基礎(chǔ)的內(nèi)容我們還不知道。我認為我們的無知很可能大于我們的知識。所以大爆炸模型正確到了什么程度，還用不著我來操心呢。

萊特曼：在過去的10年或15年里（指1974年到1989年），什么研究對您的思想有很大的影響？

魯賓：戴維斯、亞希勒和施特勞斯從星系的分布預測其運動趨向的研究給我留下了深刻的印象。他們研究的尺度不大，只有幾十萬秒差距，但我還是很喜歡那種方法。在我看來，這似乎是研究鄰近星系的基本方法。我們都是把星系當作引力場中的測試粒子，想看看它們的移動速度及其意義。用物質(zhì)的分布來預測星系會怎樣，這在我看來是令人滿意的一種方法，給我的印象很深。

萊特曼：您覺得搞理論的和搞觀測的在過去一二十年的宇宙學研究中合作得怎么樣？是一種成功的工作關(guān)系，還是一方在前另一方跟隨其后？您覺得這樣子如何？

魯賓：我不曉得。也許這個問題輪不到我來回答，因為我傾向于獨自研究。我不常與搞理論的交流，而且覺得這樣做沒有什么不對的地方。也許你認為暗物質(zhì)就是一個例子，當時卻不是。

我不記得理論家站起來說：“星系有厚厚的光環(huán)，因為這些光環(huán)是平緩的，所以你們?nèi)フ倚D(zhuǎn)曲線吧。”你曉得吧，對我來說，就是自己想，然后想到了什么。你問我對平緩旋轉(zhuǎn)曲線的反應(yīng)，我記得我觀測到的第一組星系亮度很高。我們在《天體物理學報》上發(fā)表了一篇文章，很多人的反應(yīng)是：“好吧，可是那是因為你們做的是高亮度的星系呀?！?/p>

萊特曼：即便是高亮度星系也很難解釋。

魯賓：你說得對。他們的意思是說，那些亮度較低或更低的星系就會有下落的旋轉(zhuǎn)曲線。

我們生活在一個多樣化的世界，有些人喜歡思考，有些人喜歡觀察，在某些方面我們有交流?？傮w來說，我認為對觀察者和思考者雙方都有益。

萊特曼：您能不能說說宇宙學目前有些什么突出的問題。

魯賓：當然有這么一些問題，比如說暗物質(zhì)是什么、有多少暗物質(zhì)、它的分布情況是怎樣的，等等。有些問題有望向我們揭示很早期的宇宙是個什么樣子，比如說暗物質(zhì)是熱的還是冷的，如果歐米伽只有0.2，會不會全是重子，等等。我認為這些都是基本問題，也許相互關(guān)聯(lián)。也許不久后，我們最有可能要對付的問題就是暗物質(zhì)的性質(zhì)及其分布情況，是像星系這個樣子呢，還是更均勻。至于怎樣才能做到這些，很難想出好的觀測項目。

萊特曼：也許數(shù)值模擬能做出一點兒來。如果您能按照自己的想法設(shè)計宇宙模型，您會怎樣做？

魯賓：我覺得自己沒有聰明到能夠設(shè)計宇宙的模型。宇宙這玩意兒我干不了，沒那個天賦。

萊特曼：史蒂文·溫伯格的《頭三分鐘》里說，在這個地方，宇宙看上去如果越能理解，那就越顯得沒有意思。您認為宇宙有沒有這樣一個點呢？

魯賓：我同意他的觀點。我覺得物理定律就是那樣，星系、恒星、行星誕生，超新星誕生，然后人類誕生，進化了不起呀。但是，我認為這是一場游戲，一場有趣的游戲。我們有些人碰巧在場，我們碰巧有了孩子，他們碰巧成為他們現(xiàn)在這樣。這一切我不覺得有什么特別重要的。但是，對于我們當中的有些人，試圖解釋這個宇宙很重要，那也是他們大半生都在努力著的事情。