脈沖星之母

凱米

一年一度的諾貝爾獎無疑是科學(xué)界最重要的獎項，然而，任何評獎都很難做到盡善盡美，諾貝爾獎的評選也會出現(xiàn)爭議。

回顧歷年諾貝爾獎的評選，1974年，英國女天文學(xué)家喬瑟琳·貝爾錯失諾貝爾物理學(xué)獎的戲劇性經(jīng)歷，可以說是科學(xué)史上最不公平的一次頒獎。如今，諾貝爾獎剛剛頒布，余熱未消，喬瑟琳·貝爾的人生故事此時聽來，不失為我們理解諾貝爾獎的另一扇窗口。

做苦工的博士生

1965年，年輕的喬瑟琳·貝爾從格拉斯哥大學(xué)物理系畢業(yè)，來到劍橋大學(xué)繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。出于對天文學(xué)的興趣，她選擇了天文學(xué)家安東尼·休伊什作為自己的導(dǎo)師。

5年前，天文學(xué)家在茫茫星海中發(fā)現(xiàn)了類星體，這類天體距離地球非常遙遠(yuǎn)，體積比星系小很多，卻能夠發(fā)出比星系明亮千倍的射電波段（主要是無線電波）的輻射。而且，類星體與恒星不同，其輻射閃爍不定，天文學(xué)性質(zhì)十分怪異。許多天文學(xué)家對類星體很感興趣，休伊什也不例外，他申請了一筆科研經(jīng)費(fèi)，打算建造一架大型射電望遠(yuǎn)鏡，來觀測閃爍的類星體。喬瑟琳初來劍橋，就趕上休伊什的科研項目啟動，她便成為了建造射電望遠(yuǎn)鏡的主力軍。

在當(dāng)時，射電天文學(xué)剛剛興起，射電望遠(yuǎn)鏡是一種新鮮玩意，建造起來頗費(fèi)力氣。為了接收、捕捉不可見的射電輻射，射電望遠(yuǎn)鏡需要使用金屬天線。當(dāng)來自太空的無線電波與天線相遇時，金屬天線會產(chǎn)生震蕩電流，這些電流被放大后記錄下來，就可以進(jìn)行處理。天線越長，金屬截取的無線電波就越多，產(chǎn)生的振蕩電流也就越大。因此，休伊什計劃中的射電望遠(yuǎn)鏡，其實主要是一片廣闊的天線網(wǎng)陣——網(wǎng)陣占地面積達(dá)到了1.8萬平方米，網(wǎng)陣中立起1000多個3米高的柱子，支撐著共120千米長的天線。整套天線網(wǎng)陣隨著地球的自轉(zhuǎn)，就可以掃描天空中的一片區(qū)域。

喬瑟琳日日與鉗子、錘子、扳手為伴，用了兩年的時間，把這120千米長的天線正確地連接起來，并為之裝配了精密的信號放大器和信號接收器。1967年7月，這架自制望遠(yuǎn)鏡正式投入使用。喬瑟琳做了兩年艱苦的體力勞動后，終于有條件做些腦力勞動了。

遙遠(yuǎn)星空的“小綠人”

射電望遠(yuǎn)鏡已就位，接下來的工作自然是用它掃描天空，獲取觀測數(shù)據(jù)。在20世紀(jì)60年代，用計算機(jī)做數(shù)據(jù)處理尚未成為主流，并且考慮到有些數(shù)據(jù)需要人腦分析才能發(fā)現(xiàn)其意義所在，喬瑟琳便使用圖表記錄機(jī)器將觀測數(shù)據(jù)打印在紙上，然后人工處理、分析。這樣的工作常常是枯燥的。記錄在紙上的天文數(shù)據(jù)充滿了上下振動的曲線，長得就像心電圖一樣，機(jī)器將數(shù)據(jù)源源不斷地繪制出來，長達(dá)數(shù)千米的記錄紙很快裝滿了紙盒。貝爾每日竭盡所能地逐頁處理，也只能處理數(shù)米“心電圖”。繁重的工作持續(xù)了一個月，喬瑟琳陷入了汪洋大海般的數(shù)據(jù)中，但她沒有頭昏腦漲，反而頭腦出奇地清醒。

1967年8月6日，喬瑟琳在圖表記錄機(jī)器打出的曲線中發(fā)現(xiàn)了不同尋常的東西。在100多米長的數(shù)據(jù)帶上，有一段1厘米左右的奇怪圖案會周期性地出現(xiàn)，喬瑟琳形象地稱這種圖案為“后頸”，它意味著一種神秘的脈沖信號正有規(guī)律地每隔1.33秒重復(fù)地出現(xiàn)。喬瑟琳無法解釋這種信號，她找到了休伊什，說數(shù)據(jù)中有“一些稀奇的東西”。休伊什看過之后，憑借經(jīng)驗迅速做出了結(jié)論，認(rèn)為那不過是天空某種人造飛行器（比如衛(wèi)星）發(fā)出的干擾信號。

但喬瑟琳并不太確信休伊什給出的解釋，她決定繼續(xù)跟蹤下去。隨后的數(shù)周，在同一時間、同一天空區(qū)域，相同的神秘脈沖信號再次出現(xiàn)。很快，喬瑟琳確定該信號來自于太陽系外，不是地球飛行器所為。這么規(guī)律的信號在天文觀測中還從來沒有過先例，喬瑟琳不禁懷疑，莫非是有外星人正在給地球發(fā)信息？于是，她根據(jù)科幻電影中外星人慣常的形象把這個信號命名為“小綠人”。

喬瑟琳很懊惱，她一門心思只想盡快收集到足夠的類星體數(shù)據(jù)，以便能夠完成博士論文，沒想到“小綠人”會冒出來搗亂，讓她產(chǎn)生困擾。休伊什決定召集科學(xué)界的大人物開會，商議如果真的發(fā)現(xiàn)外星人該如何知會政府、告知公眾。喬瑟琳則回到辦公室，繼續(xù)埋頭分析她的紙堆。

功夫不負(fù)有心人，喬瑟琳在紙堆中又找出了另外3組類似的脈沖信號，分別來自完全不同的太空方位。這讓喬瑟琳確信，“小綠人”不會是外星人的信號，因為彼此相距遙遠(yuǎn)的4種外星人不可能不約而同地采用同樣的方式來聯(lián)絡(luò)地球人。至此，縈繞在貝爾心頭的疑問被解開了：如果信號來源不是外星人，那一定是一種全新的天體，而自己則有幸第一次發(fā)現(xiàn)了它們。

1968年1月，一篇題為“快速脈沖射電源的觀察報告”的論文投遞給了《自然》雜志，喬瑟琳是第二作者，休伊什作為導(dǎo)師，是第一作者（如果按照如今的習(xí)慣，喬瑟琳毫無疑問是第一作者），僅僅兩周后，論文就發(fā)表了。天文學(xué)界有如一石激起千層浪，引得科學(xué)家提出許多理論來解釋“小綠人”的源頭。1968年，美國天文學(xué)家托馬斯·戈爾德的中子星理論最終得到了共識，即，喬瑟琳和休伊什發(fā)現(xiàn)的信號來自中子星，而且信號呈現(xiàn)一閃一閃的脈沖形式，是由于中子星高速自轉(zhuǎn)而引起的。

所以，喬瑟琳和休伊什發(fā)現(xiàn)的脈沖星被確認(rèn)為中子星，這被認(rèn)為是20世紀(jì)射電天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)之一，其他三個重大發(fā)現(xiàn)是類星體、微波背景輻射和星際分子。這一年，喬瑟琳也順利地通過了畢業(yè)論文的答辯，拿到了博士學(xué)位。

沒有貝爾的諾貝爾獎

離開劍橋大學(xué)后，喬瑟琳突然從天文學(xué)界銷聲匿跡，不見了蹤影。原來，1968年，喬瑟琳結(jié)婚了，她的丈夫是政府部門的工作人員，常常到處調(diào)動?；楹螅瑔躺针S著丈夫在英國各地遷來遷去，偶爾做點(diǎn)兼職教學(xué)，不再涉足科學(xué)研究，漸漸被許多人淡忘。

6年后，英國科學(xué)家馬丁·賴爾和休伊什共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎，前者由于改進(jìn)了射電望遠(yuǎn)鏡獲獎，休伊什因為發(fā)現(xiàn)脈沖星獲獎，而事實上最先發(fā)現(xiàn)脈沖星的喬瑟琳，則被排除在獲獎名單之外。由于喬瑟琳的落選，那一屆諾貝爾獎引起了國際天文學(xué)界巨大的爭議，被稱為“沒有貝爾的諾貝爾獎”。此后的幾十年間，喬瑟琳不斷被問起自己對錯失諾貝爾獎的看法，然而她本人并不愿意卷入到爭議之中，很少表態(tài)。

盡管喬瑟琳被諾貝爾獎忽視，天文學(xué)界仍然將她譽(yù)為“脈沖星之母”。2018年9月6日，喬瑟琳獲得了科學(xué)界獎金最豐厚的獎項——“基礎(chǔ)物理學(xué)特別突破獎”，獎金300萬美元。這或許算是對喬瑟琳的一種補(bǔ)償吧。