村山齊（圖源：bnl.gov）
這是一段從極小通往極大的旅程，兩個(gè)世界的尺度相差超過60個(gè)數(shù)量級(jí)。
撰文 | 鞠強(qiáng)
2019年諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)揭曉后，在為獲獎(jiǎng)科學(xué)家鼓掌的同時(shí)，也有人不免感慨，我們的近鄰日本再次有科學(xué)家獲獎(jiǎng)。2000年以來，已經(jīng)有19位日本科學(xué)家獲得了諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)，這個(gè)數(shù)字對(duì)不少有“諾獎(jiǎng)情節(jié)”的中國(guó)人來說實(shí)在是個(gè)不小的沖擊。我們可以從多個(gè)角度探究這種爆發(fā)的原因，但是一個(gè)不可忽視的原因是日本自身的科學(xué)文化起到了重要的助推作用。無論這些科學(xué)家是在日本國(guó)內(nèi)工作，還是在海外的研究機(jī)構(gòu)任職，他們的成長(zhǎng)都是浸染在這種科學(xué)文化中的。在建立科學(xué)文化的過程中，科學(xué)家參與科普?qǐng)D書的創(chuàng)作是必不可少的一部分。當(dāng)我們把目光投向日本時(shí)，著名物理學(xué)家村山齊（Hitoshi Murayama）就是一個(gè)有代表性的例子。村山齊在東京大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在日本和美國(guó)從事研究工作。2007年，他回到日本，擔(dān)任東京大學(xué)科維理數(shù)學(xué)物理聯(lián)合宇宙研究機(jī)構(gòu)（Kavil IPMU）首任所長(zhǎng)。IPMU的定位是世界級(jí)的研究中心，選擇所長(zhǎng)自然是非常慎重。村山齊能夠成為第一任所長(zhǎng)，足以說明他的學(xué)術(shù)成就被學(xué)術(shù)界所認(rèn)可。不過，雖然村山齊的研究涉及超對(duì)稱理論、中微子等多個(gè)領(lǐng)域，并取得了不俗的成績(jī)，但這些聲譽(yù)絕大部分都只停留在學(xué)術(shù)界內(nèi)。真正使村山齊在公眾中獲得廣泛好評(píng)的還是他對(duì)科普工作的熱情。他不僅熱心于參加面向公眾的講演（他曾經(jīng)在接受采訪時(shí)透露來自各地學(xué)校的講座邀約太多根本排不開），還筆耕不輟，創(chuàng)作過多部科普?qǐng)D書。伴隨著他的作品《隱匿的宇宙：用基本粒子揭開宇宙之謎》《千億個(gè)宇宙：多世界的黑暗秘密》和《鏡中的宇宙：消失的粒子與幸存的世界》相繼在國(guó)內(nèi)出版，和我一樣不懂日語的讀者終于有機(jī)會(huì)欣賞他的作品。這些作品內(nèi)容豐富，涉及物理學(xué)的很多內(nèi)容，可以從多個(gè)角度加以解讀。
村山齊在國(guó)內(nèi)出版的科普書
宇宙圖景
從三本書的書名我們就能看到，村山齊的作品圍繞一個(gè)明確的主題——宇宙。宇宙的起源、演化和未來是當(dāng)代科學(xué)界最關(guān)注的問題之一，同時(shí)也是公眾最關(guān)注的科學(xué)話題之一。而在我們常說的“三大起源”問題（宇宙起源、物質(zhì)起源和生命起源）中，村山齊的書直接討論了前兩個(gè)問題。這些問題也是他的研究領(lǐng)域，因此他成為一位再好不過的向?qū)?，在自己的書中帶著讀者完成了一段從粒子到宇宙的旅程。
這是一段從極小通往極大的旅程。兩個(gè)世界的尺度相差超過60個(gè)數(shù)量級(jí)，卻又通過物理學(xué)中的一條“銜尾蛇”聯(lián)系起來：蛇頭代表宇宙，而正被蛇頭吞食的蛇尾代表基本粒子。2017年，村山齊在國(guó)內(nèi)出版的第一本書《隱匿的宇宙》就是以這樣一個(gè)故事開篇，并探討了宇宙的構(gòu)成、基本粒子理論、四種相互作用力、暗物質(zhì)、暗能量和反物質(zhì)等物理學(xué)中最基礎(chǔ)和最前沿的話題。此后的兩本則是各有側(cè)重：《千億個(gè)宇宙》更多的是宇宙的結(jié)構(gòu)、宇宙的命運(yùn)和多重宇宙等宇宙學(xué)問題，而《鏡中的宇宙》則從基本粒子的世界出發(fā)，探尋中微子的性質(zhì)以及中微子和希格斯玻色子對(duì)物理學(xué)極其重要的意義。這些內(nèi)容雖然在其他一些科普書中也多有涉及，但村山齊無疑用自己的專業(yè)背景為讀者勾勒出一個(gè)更加清晰的圖景。
物理學(xué)中的銜尾蛇。村山齊在三本書中多次引用了這個(gè)例子，雖然細(xì)節(jié)和此圖均有所不同，但表達(dá)了相同的物理意義。此圖因?yàn)楸恢Z貝爾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)得主謝爾登·格拉肖引用也被稱作“格拉肖蛇”。（圖源：UC Davis）
講好故事
從粒子到宇宙的故事聽起來激動(dòng)人心，但是想講好這個(gè)故事并不容易。與天文學(xué)科普可以直接展示天體的圖片以及一些描述性的內(nèi)容相比，宇宙學(xué)和粒子物理學(xué)涉及一些抽象而艱深的理論，因此解釋清楚很困難。這既需要作者有非常扎實(shí)的物理基礎(chǔ)，能夠深刻理解物理理論的本質(zhì)，又能有非常好的表達(dá)能力，把關(guān)鍵內(nèi)容清晰地展示出來。我們也許都有這樣的經(jīng)歷，讀書的時(shí)候有些同學(xué)成績(jī)優(yōu)秀，但不一定能給同學(xué)講明白題目的解法。
幸運(yùn)的是，村山齊具備這樣的能力。他的學(xué)術(shù)成就不必多說，而他做科普的能力也令科研界同行感到贊嘆。中科院高能物理研究所曹俊研究員也從事中微子研究，他在一次采訪中提到，有一次他和村山齊參加一個(gè)在上海舉行的學(xué)術(shù)會(huì)議，會(huì)上大部分人（包括他自己）的報(bào)告ppt都中規(guī)中矩，只有村山齊的報(bào)告ppt制作得非常精彩，吸引了全場(chǎng)與會(huì)者的目光。曹俊當(dāng)時(shí)在微博上寫到：“他（村山齊）的理論總結(jié)報(bào)告沒有公式。聽了他的報(bào)告，年輕人才覺得自己不只是在編程序、擰螺絲，而是在用瑣碎的日常破解宇宙的奧秘。”村山齊在科普書中同樣淋漓盡致地發(fā)揮了這種能力。無論是面對(duì)科研界同行，還是面對(duì)普通讀者，村山齊都能夠“講好故事”。很多科普書的通病是存在兩個(gè)極端，要么堆砌知識(shí)，寫成教科書或者學(xué)術(shù)專著，要么知識(shí)匱乏，讀者讀完收獲不大。村山齊則能夠恰如其分地找到二者之間的平衡。在他的書中，經(jīng)常穿插一些故事和比喻，將物理知識(shí)化繁為簡(jiǎn)。比如，在介紹大型對(duì)撞機(jī)的原理時(shí)，他就寫到：“這就相當(dāng)于讓兩輛小型汽車加速至極高速后相撞，而碰撞所產(chǎn)生的能量能打造出推土機(jī)、坦克等重型車輛”。日本元素
在村山齊的科普書中，我們能發(fā)現(xiàn)鮮明的日本烙印。例如在以中微子為主線的《鏡中的宇宙》中，村山齊就多次提到日本的中微子實(shí)驗(yàn)，包括超級(jí)神岡探測(cè)器和KamLAND探測(cè)器。事實(shí)上，日本確實(shí)有中微子研究的優(yōu)良傳統(tǒng)，加州理工學(xué)院理論物理研究所所長(zhǎng)大栗博司在《鏡中的宇宙》的推薦中寫道：“中微子研究可謂是日本的‘家傳絕技’”。日本物理學(xué)家也因?yàn)橹形⒆拥难芯績(jī)纱潍@得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。日本是物理研究強(qiáng)國(guó)，在20世紀(jì)的物理學(xué)歷史上，湯川秀樹、小林誠(chéng)、益川敏英等來自日本的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主都有重要貢獻(xiàn)。村山齊在書中也著墨頗多，比如在《隱匿的宇宙》中有專門一章題為《從湯川理論到小林-益川理論》。
村山齊的這種寫法首先當(dāng)然是更容易引起日本國(guó)內(nèi)讀者的興趣。介紹本國(guó)科學(xué)研究的成果和本國(guó)科學(xué)家的工作，首先可以為科研工作創(chuàng)造一個(gè)更加良好的大環(huán)境。村山齊介紹的中微子實(shí)驗(yàn)使我們自然聯(lián)想到由中科院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳領(lǐng)導(dǎo)的大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)和江門中微子實(shí)驗(yàn)。王貽芳院士一直在推動(dòng)新一代大型對(duì)撞機(jī)的計(jì)劃，并在很多場(chǎng)合不遺余力地進(jìn)行宣傳。這個(gè)時(shí)候，科普工作可以增進(jìn)公眾對(duì)項(xiàng)目的了解和支持。其次，本國(guó)的成果和科學(xué)家的故事也更容易激發(fā)一種民族自豪感，激起青少年投身科學(xué)的興趣，這是包括科普書在內(nèi)的科普工作的重要價(jià)值之一。這些書在引進(jìn)國(guó)內(nèi)后，使得國(guó)內(nèi)的普通讀者對(duì)日本的物理研究現(xiàn)狀有一個(gè)了解。長(zhǎng)期以來，我們引進(jìn)的科普?qǐng)D書以歐美特別是英美居多，一方面因?yàn)檫@些國(guó)家的科研水平較高，一方面也是因?yàn)橛⒄Z的普及度更好，更便于翻譯和出版。但是，隨著日本科研成果的井噴，我們希望能夠以這個(gè)近鄰為鏡。如果說參考日本的科研工作我們還可以通過學(xué)術(shù)論文的話，那借鑒日本科普工作的成功經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)出版科普書就成為必要的手段之一。村山齊的作品提醒我們，選擇科普書時(shí)，不僅要“向西看”，也應(yīng)該“向東看”。村山齊為讀者帶來了精彩的精神食糧，《隱匿的宇宙》《千億個(gè)宇宙》和《鏡中的宇宙》為我們提供了從粒子世界到宇宙的旅行指南。同時(shí)，村山齊也為我們的科技工作者樹立了榜樣。科學(xué)家在完成本職科研工作外，也應(yīng)該被鼓勵(lì)參與到科普工作中，成為普及科學(xué)的主力軍。包括村山齊在內(nèi)的很多杰出科學(xué)家的例子已經(jīng)證明，科研和科普可以相輔相成，而不是彼此沖突。因此，我們應(yīng)該多關(guān)注村山齊這個(gè)類型的科學(xué)家，從中尋找發(fā)展我們自己的科研事業(yè)、豐富我們的科學(xué)文化的路徑。
