安德烈婭·蓋茲：在星系間舞蹈

雷晶晶

2020年10月6日，美國天文學(xué)家安德烈婭·蓋茲斬獲諾貝爾物理學(xué)獎，她的成績令世人矚目。

夢想征服太空

1969年7月20日，美國航天員尼爾·阿姆斯特朗從阿波羅11號上走下來，150多個(gè)國家和地區(qū)同步轉(zhuǎn)播這次人類與月球的親密接觸。4歲的安德烈婭盯著電視機(jī)觀看，接著轉(zhuǎn)身對母親鄭重宣布：“我要成為第一個(gè)登月的女宇航員?！?/p>

善解人意的父母給安德烈婭購買了一臺小型望遠(yuǎn)鏡。她興奮地用它觀察樓頂?shù)娘L(fēng)景，遙望夜晚璀璨的星空。

宇宙的邊緣到底在哪里？在130億年宇宙中，人類應(yīng)該如何看待自身的歷史？日漸長大的安德烈婭思索著這些“宇宙問題”。首位獨(dú)自飛越大西洋的女飛行員阿米莉亞·埃哈特，成為她那時(shí)的偶像。

安德烈婭的母親曾是芝加哥一家當(dāng)代藝術(shù)館的館長，父親是羅斯福大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理系的教授。兩人總會擠出時(shí)間鼓勵女兒勇敢嘗試她想做的事情。芝加哥大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)的教育模式靈活、新穎，安德烈婭在那里體驗(yàn)了豐富的課余生活：跳舞、打曲棍球、攝影……特別是跳舞，安德烈婭有機(jī)會參與編舞課程，并暗自期許成為一名“演導(dǎo)俱佳”的芭蕾舞演員。

朱迪思·基恩是安德烈婭在整個(gè)中學(xué)階段遇到的唯一一位任教科學(xué)類科目的女性教師，她理性的思維、溫和的目光與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z言在講臺上魅力無窮。安德烈婭因而愈加堅(jiān)定了投身科學(xué)領(lǐng)域的信念。

“別逞能了，你是個(gè)女孩，你做不到。”不知從何時(shí)起，學(xué)校里滋生出女孩不如男孩有天賦的觀念，尤其是在數(shù)學(xué)等科目。從不服輸?shù)陌驳铝覌I主動邀請數(shù)學(xué)班的男生們展開競賽，并接連在幾次考試中輕松奪冠。

在宇宙研究中徜徉

憑借優(yōu)異的成績，安德烈婭高中畢業(yè)后進(jìn)入麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。隨著兒時(shí)探索宇宙的夢想蠢蠢欲動，她在大二那年果斷轉(zhuǎn)至物理系進(jìn)修。1987年，安德烈婭取得該校的物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，五年后又在美國著名航天員、科學(xué)家格里·紐格鮑爾的指導(dǎo)下拿到加州理工學(xué)院天體物理系的博士學(xué)位。

自1994年起，安德烈婭加盟加州理工學(xué)院的“銀河中心小組”，潛心于宇宙研究?！翱茖W(xué)研究是令人興奮的事情之一，因?yàn)閱栴}總是多于答案?！卑驳铝覌I這樣勉勵自己。她喜歡在銀河中心小組能夠自主選擇研究項(xiàng)目;而在真正設(shè)計(jì)宏大的實(shí)驗(yàn)過程時(shí)，她又不斷地涌現(xiàn)出新的問題。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，天基觀測與地面觀測的觀測質(zhì)量大大提升，借助這種有利因素，安德烈婭得以開發(fā)出具備高空間分辨率的“散斑成像”技術(shù)。正是在這項(xiàng)技術(shù)的支撐下，她可以將望遠(yuǎn)鏡的諸多短時(shí)間曝光片段合并成清晰圖像，然后采用自適應(yīng)光學(xué)器件校正大氣湍流，從而進(jìn)一步增強(qiáng)宇宙觀測的清晰度。基于大量來自星系中心的年輕恒星的數(shù)據(jù)，安德烈婭發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)恒星系統(tǒng)其實(shí)都擁有與之同生的“雙星”。因此，早前一味使用單太陽系統(tǒng)作為恒星誕生模型的方法并不適合?！斑@些恒星都像孩子一樣，你知道并且能認(rèn)出它們，但每年它們都會變得有點(diǎn)不同呢。”安德烈婭的語調(diào)里滿是親昵。

2012年，安德烈婭帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)確認(rèn)出第二顆圍繞銀河中心運(yùn)行的恒星，同時(shí)通過開普勒定律證明人馬座A?*超大質(zhì)量黑洞的存在。時(shí)隔兩年后，安德烈婭又有令人振奮的成果出爐：利用夏威夷巨大的凱克望遠(yuǎn)鏡，他們驚喜地“遇見”了另一個(gè)致密天體——被稱為射手座A?*的超大質(zhì)量黑洞……摒棄直覺性研究概念，安德烈婭換以自身特有的數(shù)學(xué)考量去撥開時(shí)空混雜的層層迷霧，進(jìn)而抽象化地將其分離，“黑洞是一種引力非常強(qiáng)的物體，即使光也無法逃脫它的‘追逐。”盡管將黑洞概念化很難，但借助它牽引周圍恒星運(yùn)作的強(qiáng)大引力，安德烈婭和她的小組努力發(fā)表了一系列能夠提供給人們相對直觀印象的結(jié)論。

安德烈婭進(jìn)行深入研究環(huán)節(jié)時(shí)，更多的謎題接踵而至：所有星系的核心都有黑洞嗎？中央黑洞的周圍究竟是什么……

?激勵女性投身科研

作為一名大學(xué)教授，安德烈婭的著力點(diǎn)從不止于科學(xué)研究，將自己的研究成果與更多熱愛宇宙的年輕學(xué)子分享亦是她的責(zé)任?！坝钪媸莻€(gè)宏大的命題，解題者從來不會是一個(gè)人，而是需要一代代人的接力。”安德烈婭說。

在學(xué)生面前，安德烈婭希望自己能夠成為昔日恩師朱迪思那樣的女性榜樣。循著這個(gè)目標(biāo)，她用自身經(jīng)歷鼓勵女學(xué)生打破“女不如男”的刻板印象，用“成長型心態(tài)”幫她們塑造和提高后天的學(xué)習(xí)能力，以此引導(dǎo)對科學(xué)類學(xué)科感興趣的女性投身于宇宙研究。在加州理工學(xué)院洛杉磯分校做博士生時(shí)，安德烈婭便主動向?qū)W校申請到教授大一年級物理課的資格。一段時(shí)間后，她深厚的專業(yè)素養(yǎng)、與學(xué)生友好的相處模式，以及兼顧科研與教學(xué)的完美掌控力無不贏得盛贊。加州理工學(xué)院甚至為尚屬學(xué)生身份的安德烈婭頒發(fā)了“教學(xué)獎”——這個(gè)獎項(xiàng)以往只會頒發(fā)給出類拔萃的正式教師，“教育家”安德烈婭當(dāng)之無愧。

如今的課堂中，安德烈婭一改傳統(tǒng)科研者的嚴(yán)肅形象，采用輕松有趣的課堂模式與學(xué)生互動。比如，她會在課堂中加入學(xué)生所關(guān)注的日?！鞍ぁ保尶茖W(xué)道理具有鮮明的生活氣息;她會在考試時(shí)插入一段有趣的動畫片，從而幫助學(xué)生調(diào)節(jié)情緒，緩解他們對物理題的恐懼。教學(xué)之外，安德烈婭經(jīng)常參加各種學(xué)術(shù)演講，包括出席歷屆國際天體物理學(xué)會議等，通過各種途徑為大眾普及看起來高深莫測的科學(xué)常識。2019年，安德烈婭當(dāng)選為美國物理學(xué)會院士，顯赫的“身份識別”再次證明了女性可以精通數(shù)學(xué)、物理學(xué)、宇宙學(xué)等“美妙學(xué)科”。

忙碌的安德烈婭善于平衡家庭與事業(yè)的關(guān)系。她的丈夫湯姆·拉圖雷特是畢業(yè)于加州理工學(xué)院的地理學(xué)家。在專注學(xué)術(shù)工作的同時(shí)，夫妻二人協(xié)力扮演好兩個(gè)孩子的守護(hù)者，特別是安德烈婭，時(shí)刻保護(hù)、引導(dǎo)著他們的挑戰(zhàn)欲和好奇心。

諾貝爾物理學(xué)獎公布的當(dāng)天，一向淡然的安德烈婭頗為動容。她在接受采訪時(shí)說：“我希望我能激勵其他女性進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。這是一個(gè)有著諸多樂趣的領(lǐng)域。如果你對科學(xué)充滿熱情，那么你就還有很多事情可以做。”

編輯 王冬艷 437408345@qq.com