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自然辩证法在科研工作中的指导意义
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你可能喜欢科学家梦想：面对现实如何安心坚守-中国青年报
03版:教育科学
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& &&& 往期回顾 & && &&&
在理想与现实之间徘徊，最后，一些基础学科的优秀研究生选择了令人遗憾的退却——
科学家梦想：面对现实如何安心坚守
本报记者 陈竹 实习生 张晔 汪梅子
中国青年报
&&&&11月18日，为期两天的2012年江苏省青少年科学嘉年华活动在南京科技馆闭幕，活动现场设有科学体验区、科学生活区、健康食品展销区、科幻电影展等，吸引了众多小朋友前来“触摸”科学，学会健康生活。CFP供图
&&&&编者按
&&&&在理想与现实之间徘徊着，最后，一些基础学科的优秀研究生选择了现实，退却了。是不是其他选择这条路的同学也要警惕？
&&&&因为很多人从小都有科学家梦。
&&&&谁都知道，在成为科学家的过程中，没有搞金融、IT等行业会有那么快那么丰厚的回报。科研之旅，本身就是充满艰辛与寂寞，在黑暗的道路上摸索的道路。
&&&&但是，做哪一行不需要勘破这种种迷茫，最后找到光亮和方向的呢？通过这篇报道，我们看到了从事基础学科研究生们的真实困惑，但不是说要让年轻的有天分的同学就此止步，而是希望以此引起教育科研部门的重视，给摸索前行之路的年轻科技工作者的生活更多的保障，唤起更多的人能鼓励、支撑他们渡过心理上的难关，帮助更多的优秀科研工作者在各自的领域能安心坚守。
&&&&由于一个最优秀的博士生放弃科研，选择去当中学老师，66岁的中科院数学所教授程代展一夜无眠。他追问：是我错了，还是他错了？
&&&&6天后，程教授口中的那名学生作出回应，讲述他为什么逃离科研。原因有二：一是累，二是没能力。“其实很简单，唯一的原因就是没兴趣了。没兴趣还算个比较中性的词的话，我其实可以说我已经厌恶科研了。”
&&&&从中科院物理所博士毕业、转而做科研管理的吴宝俊也自称是科研的“叛徒”，在他看来，在家庭、社会、自身的多重压力下，一些年轻人逃离科研的原因，是身体、精神、理想三个方面的过度透支。
&&&&科学家的梦想，看上去很美
&&&&在斯坦福大学读了两年博士以后，潘文颖在想，如果现在让自己重新填一次高考志愿，还会选择基础学科么？
&&&&“我不知道。”她说。
&&&&看了程教授的博客，她也回忆起了自己的10年科研历程。从在高考志愿上填报清华大学化学系开始，潘文颖周围就“充满了劝退和唱衰的声音”，家里为此还召开了紧急会议。但她仍然坚持。直至现在，她还记得，刚入大学时寝室里4个女孩儿熄灯夜聊，竟然有3个的偶像都是居里夫人。4年后，潘文颖本科毕业。这3个同学，一个转去读了金融研究生，另一个转去读了医学博士。班里的8个女生中，只有两个将来或许会做和科研相关的工作，其他都在不同的时间点改了行。
&&&&做一名科学家，曾是很多80后的梦想。“从小学教材里，我们知道了一种叫做‘科学家’的人，他们是崇高的、纯粹的、追求真理的、造福全人类的。”潘文颖说。然而，直到她开始亲身去做科研之后，才渐渐明白：“如果喜欢看电影，你未必要当演员；如果说科学本身是很美的，那么在每天做科研的过程中却未必能够体会到这种美。”
&&&&钟一然（化名）即将从一所重点大学的物理系博士毕业，他的同学大都做着两手准备：有的考了CFA、CPA，有的在基金、券商实习，有的在面试咨询公司，也有打算去中学教书的。在国外读博士的同学也纷纷读了一半就转到其他的学科，或者拿到硕士学位后，转身去了华尔街。
&&&&“科研的道路看不到头，博士毕业要做博士后，一个博士后流动站只能待两年，如果没有大学聘用你，就得不停地换流动站继续做，很多人做了七八年，也找不到教职。”钟一然说，一方面是科研的枯燥和疲惫，另一方面是高薪工作的诱惑，放弃科研再正常不过了。
&&&&逃离科研的学生，并非个例。
&&&&北京一所著名高校数学系的就业助理分析发现，如果仅从研究生的就业去向来判断，数学系很有可能会被认为是金融系。在硕士毕业的25名同学中，有11名进入了金融领域。
&&&&根据上海某“985”高校数学系连续两年的就业数据，数学系的硕士生中，有超过一半进入金融行业。博士生中，虽然在高校、科研院所工作或继续深造的仍占多数，但毕业后放弃科研的也越来越多。
&&&&项目的压力，使得学生必须多快好省地干活
&&&&都说科研苦、科研累，到底有多累？
&&&&吴宝俊将中科院内大部分研究生的生活形容为“7-11”：一周工作7天，每天11个小时。
&&&&很多导师要求学生每天早上八九点就到组里，中午休息一两个小时，晚上一般到10点才能离开，至于周末，则是开组会的大好时间。在校园里，不到吃饭的点都见不到什么人——其余时间都“宅”在实验室里。
&&&&在中国的绝大多数高校和科研单位中，教员的工资都可以“忽略不计”。2004年回国、进入一所著名理工科高校任教的刘丹（化名）记得，自己当时的工资是税后1600元，8年过去了，他先后带了几十个研究生，但每月工资条上的数字仍然只有2300元，但这些研究生的津贴都得由他来掏腰包。
&&&&因此，科研走的都是“项目养人”的路子：导师的收入靠项目，给研究生发津贴也得靠项目。
&&&&“要顺利完成一个项目，才能接下一个项目，所以压力很大，就必须多快好省地干活。年轻人自然工作强度很高。”吴宝俊说，随着大学的扩招，学生“价格便宜，量又足”，遇到有的“变态”导师，把学生当做廉价劳动力，“把女研究生当男研究生使，把男研究生当博士后使，把博士后当牲口使。”
&&&&在有些研究小组里，导师自己也是工作狂，每天工作14个小时以上，除了吃饭之外，不许学生有业余活动，不许上网、听歌、看电影和电视节目，只许看书、做实验。导师们把勤奋当做取得成绩的第一要素，并期望通过这种工作方式染指诺贝尔奖级别的工作，或者至少能评个院士。“很多教授还没拼到能做出诺贝尔奖级别的工作，自己就先过劳死了。”吴宝俊说。
&&&&学生不但要帮导师做科研，还要帮导师做私事。
&&&&在中部一所“985”高校数学系读博士的李浩说，导师申请基金、填表格、报账、组织活动会务等，统统都由组里的研究生负责，不仅如此，他们还要帮导师修家里的电脑、订餐甚至接送孩子。
&&&&“让研究生给导师干私人的活，这是不对的。”吴宝俊说，这既涉及到导师观念的问题，也有制度上的缺陷。欧美的研究组都有工作量的规定，一到下班时间，导师自己也雷打不动地回家，至于让学生去家里修电脑，那是要按小时计费的。相比较而言，中国教授和学生天天在实验室加班，使唤学生的现象非常普遍。
&&&&精神和理想的透支，一些人就撑不住了
&&&&除了身体上的压力，研究生更要承担精神和理想上的压力，以及对自己所追求事业的怀疑。如程教授的那名学生所说：“比体力累更重要的是心累。”
&&&&“科研做起来很郁闷，没日没夜地重复实验、改进实验条件，一开始收效多，但边际效应是递减的。”钟一然说，往往是越做越枯燥，越做越没信心。
&&&&当潘文颖开始做科研后，她就问自己，这是我在懵懂少年时代的初衷么？
&&&&曾经，她向往的是一种拥有“思维乐趣”的生活。但现在她发现，做科研，细分到每日的工作，其实都是在做技术。说是在寻找某个原理，而实际上，可能有半年时间都是在不厌其烦地重复实验，优化实验中的各个参数；说是在破解人类基因组和某个疾病的关联，其实好几个月都是在调试一个计算机程序。
&&&&读博两年，成了她“从出生到现在内心最孤独、最苦闷的两年”。她觉得，自己对除了科研以外的事情，都失去了兴趣和闲心。每天的生活就是起床，去实验室，与电脑相对无言一整天，然后回家吃饭，继续面对电脑几小时，关掉电脑睡觉，有时候觉得一天都不需要说话，很长时间都感受不到外界的反馈，也感觉不到成就感。
&&&&在小时候的想象中，潘文颖觉得科学家是不食人间烟火的，他们就像牛顿所说的一样：做一个在海边玩耍的孩子，偶尔拾到一颗光滑美丽的石子。
&&&&真正做了科研，她才明白，从19世纪科学在欧洲兴起时，就是一批有钱、有闲的贵族的业余爱好。20世纪以后，科学研究变成了一种职业，像是一项有目标、有计划的规模化生产，同别的任何一种谋生手段并无两样。科研需要隔三差五地申请科研经费，定期接受进展审核，按时发表规定数量的文章，实验室的教授也像是一个小企业的经营者。
&&&&“于是那个在海边的小孩，不再是因为偶尔捡到块石头而惊喜，而是被告知今天太阳落山之前必须得捡到多少块石头，否则就没有饭吃。”
&&&&在吴宝俊看来，之前几代教授们有着一种传统思想，认为年轻人就应该一周工作7天。你只要是去谈恋爱了，K歌了，和同学聚会，都属于不务正业，要被批评。因为现在很多四五十岁的教授在他们年轻时就是这么被导师要求的，所以他们也这样要求他们的学生。
&&&&“一个学生，没日没夜地加班，发了这么多文章，却并没有让他和他的家人生活得更好。此时，他只能再动用自己理想的力量，说服自己这么做是值得的，现在没有回报，将来肯定会有。”吴宝俊说，这时候他的状态，就是一种精神和理想上的透支。这种透支，可以坚持一个月，两个月，说不定也可以坚持一年，甚至两年，但总有他撑不住的那天。“那一天，可能就是他彻底离开科研的日子”。
&&&&导师不要把学生当成自己附属的脑袋
&&&&不少网友纷纷给程代展教授留言，说年轻人也有选择自己生活道路的权利，应该尊重他的意愿。
&&&&刘丹就觉得，程教授用手把手、师傅带徒弟式的方法来教学生，反而会扼杀学生的兴趣和创新，以为给他们规划好的路是阳关大道，但他们的兴趣点可能并不在这。“我最反感的是把博士变成自己附属的脑袋。老一辈的科学家很多都这样，导致学生读博士时发的文章非常多，但到了工作中，过了好几年都不能独当一面。学生不应该在老师的头脑框架中做事情，而是要独立思考、发现问题，用和导师完全不同的思路去解决问题。”刘丹说，自己以前看到一些非常优秀的学生不读博，也会痛心，但现在他不劝他们了。“我们作为导师，只能给予建议和指导。成功不是只有一条路，要尊重个人的选择，如果他当了中学老师，能够给学校带来不一样的教学思想，影响到更多的学生，也能发挥能量。”
&&&&程代展也在反思，他觉得，自己的最大错误就是把学生当作了自己的替身，盼着自己没有实现的人生梦想能在他身上实现。“他是有血有肉、有个性、有想法的年青人，我却把他当作自己的创造物。我觉得我对他倾注了无数心血和真诚的爱，实际上也许我却成了说一不二的暴君，强迫他按我的意志去念书，去做研究。也许正是这个让他厌倦了科研。”
&&&&程教授给那名学生发了个邮件，告诉他不管最终选择如何，都会支持他。
&&&&但与此同时，程代展坚持认为，一个博士生去当中学教师，是一种教育资源和人力的浪费。他仍然期盼，这名学生能后悔得早一点，回到科研的道路上。“如果只是为了舒适的生活而放弃对理想、事业的追求，我无论如何不能赞同。年轻人，应当去追求最艰苦，却能让你的生命最闪光、最灿烂的那种事业。”
&&&&有过类似经历的北京大学信息科学技术学院教授张海霞，也持有相同的看法。一天，在中关村一个著名的培训学校，她发现在橱窗里最显眼的位置竟然贴着一名研究生的照片和大名——这个学生是她亲自推荐保研的，但在不知不觉中，他竟然成了这所培训学校的校长！
&&&&失魂落魄了一会儿，张海霞接到了这名学生的电话：“老师，刚才员工打电话来啦，我一猜就是您，这些年没有机会向您汇报，我现在也算是为教育作贡献呢！”
&&&&那天晚上，她彻夜难眠。这个学生一直是奥数、保送等功利教育的受益者，大学时也一直在给人当奥数的辅导老师。“一个多么好的苗子，可是他却早早地把自己抛弃了，用他的聪明才智做着一些可以称为‘教育的囊肿’的事业。”
&&&&她的另一位非常聪明的学生，一直有着出国深造的理想，也顺利拿到了去美国TOP5大学读博士的OFFER。“闲着无聊”时，他报考了某银行研究生院，没想到考上了。这名学生权衡之下，选择去这家银行的研究生院。张海霞听到有人称赞这名学生为“考神”。她却很气愤：“我不希望他成为考神，而是希望他成为一个科研的战神。”
&&&&“要成为有价值的人，关键是你的能力、你对自己的认识和对社会的贡献要匹配。不是说中学教师没价值，而是有很多人可以把中学教师做的很好，而你完全可以做他们做不了的事情，对社会更有贡献，但是你不去做了，这是问题所在。”张海霞说。
&&&&她认为，导师对此也是有责任的。很多老师从不关心学生的思想，不了解他们的困惑和迷茫。作为老师，不能只教给他们知识，为他们规划好所有事情，而是要让他们学会思考，从研究的过程中感受到快乐，发现自己的价值。
&&&&“学二代”、“富二代”做科研更好？
&&&&钟一然说，很多博士毕业放弃科研的人，的确都是因为父母的压力。
&&&&在吴宝俊读理论物理的10年里，几乎每个人听到他的专业名称后都必问三个问题：1、理论物理有用吗？2、选这个专业好找工作吗？3、你读理论物理，你的爹妈谁来养？
&&&&对这三个问题，他的答案只能是：1、没用。2、不好找。3、没法养。
&&&&“做科研就怕后院起火。”吴宝俊说。在他的同学和圈内好友中，能坚持科研的大多是“富二代”、“学二代”，或者既是“富二代”，又是“学二代”。
&&&&吴宝俊说，有很多教授，不理解为什么现在年轻人总是谈钱，觉得自己年轻时才拿100多元工资，但是照样做科研做得很开心。但两代人的经济压力是不一样的，上一代人尽管穷，那时房价、物价都没这么高，单位分房，大学也没有扩招，竞争压力小，读完博士就能留校或者有好工作。“现在的年轻人，上来就是300万元的压力，如果你没房，在北京有一半的女生不愿意嫁给你。”
&&&&“年轻人从上大学开始，一直到读完博士，正是价值观形成的时期。”吴宝俊说，年轻人对外面的世界有好奇心，而且越聪明的人好奇心越大。如果他从大学开始就一直跟书本打交道，到了研究生期间，他肯定会有欲望去尝试不同的生活，看看外面的世界什么样。做科研本来就单调，家里人再不支持，思想就会有一个从量变到质变的过程，突破了底线，就去尝试别的生活了。
&&&&在吴宝俊看来，很多普通的父母都有一个观念：读博士一定要比读硕士挣钱多，读硕士一定要比读本科挣钱多。砸锅卖铁供出来一个博士，他们期望能有经济上的回报，觉得一年挣不了50万元是不可思议的事。结果，发现别人家的孩子读了本科、硕士，出来一年20万元，自己的孩子读了博士，出来一个月只有几千块，就接受不了。
&&&&因此，没有经济压力的人往往更能集中精力、心无杂念地做科研，同时，他的父母、家人也要有一定的眼光，能够欣赏这个行业的价值。普通老百姓家庭或者农村家庭出身的，则更容易放弃。“最好是既有钱，又有天赋，家里又支持。如果父母要靠你养老，兄弟姐妹要靠你支援，从小向你灌输的理念就是赚大钱，那肯定做不了基础学科研究，即使读到博士，最后还是会离开。”
&&&&刘丹在和很多美国教授交流时，对方告诉他，10年前，最好的中国学生和印度学生都争着去美国读博士，但现在，愿意来的学生也越来越少了，因为随着中国和印度的经济发展，学生本科、硕士毕业也可以找到不错的工作，读书毕竟是个苦差事。
&&&&科研是一个神圣的、创造性的行业，理应得到更好的保障
&&&&“可能等到10年、20年后，读过书的人都做了父母，他们的孩子要选择科研的时候，他们就会支持了。”吴宝俊觉得，这是一个短暂的历史问题。由于过去几十年历史的原因，造成大部分人受教育程度低，看不到知识的价值，所以不能理解他们的子女选择科研的道路。而在美国、欧洲，一个医生可能祖上都是医生，一个做物理的好几代都是教授。
&&&&“做科研和教育，都是前人栽树，后人乘凉。走科学研究的道路尽管表面上说不论贵贱，只要有天赋、足够努力就能做，但越穷的人受到的压力越大。在一个国家发展的过程中，从一穷二白到复兴崛起，中间总有一两代是实现不了自己的理想的，因为要做科学家的理想不是凡人的理想。”吴宝俊说。
&&&&在许多人放弃的同时，也有人仍然坚持着理想。张宝（化名）即将从数学系博士毕业，在毕业答辩中他获得了第一名，却选择继续做博士后。在读硕士的时候，他“随便考考”就考过了5门CPA，也在基金、券商都实习过，最终，他觉得公司的环境不适合自己。
&&&&“我还是向往一种自由的生活。相对来说，做科研可以让我不受太多的羁绊。”张宝说。
&&&&如程教授的那名学生所说，“如果不是我彻底厌恶了科研的话，我觉得科研这工作挺符合我的，社会地位不低，待遇也足够过比较体面的生活了，关键是极度自由。”
&&&&在吴宝俊看来，科研人员的处境也在慢慢改善。2010年，中科院作了一项对学生生存状况的调查，之后便大幅提高了学生待遇。在物理所，现在普通博士生的收入一个月能达到3000元，不用缴税、扣保险金，比讲师的工资还高。博士后的工资则从项目组里出，平均一年8万~14万元，有些能拿到18万元。“在这种情况下，从事科研的人就更有底气了。有了经济基础和制度保障，加上导师观念的进步，年轻人才能安安心心做研究，以后做科研的人，应该会越来越顺当。”
&&&&“科研是一个神圣的、创造性的行业，理应得到更好的保障。”刘丹说。
<INPUT type=checkbox value=0 name=titlecheckbox sourceid="SourcePh" style="display:none">科学家如何工作——从科学发现看科学实践编者按：《美国科技教育的框架草案》指出，“对科学家和工程师如何工作的描述，为科学课堂中的科学实践提出了洞见。”的确，作为一名科学教师，了解科学家是如何工作的非常重要，因为它有助于我们了解什么是科学实践，加深对科学本质的理解。在这方面，科学发现史是一个很好的窗口。这里，我们选择了“引力波”和“生命的起源与演化”两个专题，和大家一起共同感受科学是一个有联系的发展过程，科学研究是一个连绵不断的长河。一代一代的科学家是怎样面对新的“问题”，尽力搜集证据，谨慎推理和解释，反复测试，不断改良自己的想法或设计，从而逐步完善这些重要的科学理论的。引力波的探测一、激动人心的时刻北京时间2015年9月14日17点50分45秒，激光干涉仪引力波天文台（以下简称LIGO）分别位于美国路易斯安那州的利文斯顿（Livingston）和华盛顿州的汉福德（Hanford ）的两个的探测器，观测到了一次置信度高达5.1倍标准差的引力波事件：GW150914。根据LIGO的数据，该引力波事件发生于距离地球十几亿光年之外的一个遥远星系中。两个分别为36和29太阳质量的黑洞，并合为62太阳质量黑洞，双黑洞并合最后时刻所辐射的引力波的峰值强度比整个可观测宇宙的电磁辐射强度还要高十倍以上。这是人类第一次用仪器观测到引力波的存在。这项非凡的发现标志着天文学已经进入新的时代，人类从此打开了一扇观测宇宙的全新窗口。这是因为引力波有两个非常重要而且比较独特的性质。第一：不需要任何物质存在于引力波源周围。第二：引力波能够几乎不受阻挡的穿过行进途中的天体。这两个特征允许引力波携带有更多的之前从未被观测过的天文现象信息，为人类探索暴胀宇宙模型进行直接验证。二、引力波的发现历史引力波是爱因斯坦在1916年提出的广义相对论中的一个预言，这一次引力波的探测，有力地支持了相对论在强引力场下的正确性。至此，广义相对论的所有主要预言被一一验证。引力波是非常弱的一种信号，弱到连爱因斯坦本人都曾怀疑能否建造足够灵敏的探测器探测到它，因此，探测引力波很长一段时间内被视为“不可能完成的任务”。由于引力波产生的效应很小，如果不主动去除外界干扰，不可能从“背景波动”中分辨出引力波信号。地震波、火车噪声、观测设备本身的极微小活动等都会构成干扰。所以对它进行的几十年的探测充满艰辛。引力波探测第一人——韦伯　　第一个对直接探测引力波作伟大尝试的人是韦伯（Joseph Weber）。在上世纪50年代，他第一个充满远见地认识到，探测引力波并不是没有可能。从1957年到1959年，韦伯全身心投入在引力波探测方案的设计中。最终，韦伯选择了一根长2米，直径0.5米，重约1吨的圆柱形铝棒，被业内称为共振棒探测器。韦伯和他设计的共振棒探测器引力波经过圆柱体时，引力波会迫使圆柱在不同方向上不断地拉伸和压缩。这会在圆柱体内产生微弱的压力，而通过精密的压电感应器，就可以把这个压力改变灵敏地测量出来。更为巧妙地是，如果引力波的频率恰好和圆柱体本身的特征频率相符，就会引起共振，从而可以测量微弱得多的信号。1969年，韦伯发表论文宣称，他探测到了引力波信号，稍后，他报告了更多的探测结果。这个消息立刻引发了一大波科学家的热议，许多人也开始搭建自己的共振棒探测器，试图重复韦伯的实验。然而，上世纪70年代的大量观测显示，即使有着比韦伯更精密的仪器，在排除噪音干扰以后，连一个引力波事件都没有探测到。这表明，韦伯之前的所谓观测结果，很有可能只是来自地面的噪声。虽然韦伯的发现在随后引来了一系列质疑，没有真实的探测也让人无比沮丧，但对引力波的热情已经点燃。引力波存在的间接证据——脉冲双星在过去的六十年里，有许多物理学家和天文学家为证明引力波的存在做出了无数努力。其中最著名的要数引力波存在的间接实验证据——脉冲双星 PSR74年，美国麻省大学的物理学家家泰勒（Joseph Taylor）教授和他的学生赫尔斯（Russell Hulse）利用美国的308米射电望远镜，发现了由两颗质量大致与太阳相当的中子星组成的相互旋绕的双星系统。由于两颗中子星的其中一颗是脉冲星，利用它的精确的周期性射电脉冲信号，我们可以无比精准地知道两颗致密星体在绕其质心公转时他们轨道的半长轴以及周期。根据广义相对论，当两个致密星体近距离彼此绕旋时，该体系会产生引力辐射。辐射出的引力波带走能量，所以系统总能量会越来越少，轨道半径和周期也会变短。泰勒和他的同行在之后的30年时间里面对PSR1913+16做了持续观测，观测结果精确地按广义相对论所预测的那样：周期变化率为每年减少76.5微秒，半长轴每年缩短3.5米。广义相对论甚至还可以预言这个双星系统将在3亿年后合并。这是人类第一次得到引力波存在的间接证据，是对广义相对论引力理论的一项重要验证。泰勒和赫尔斯因此荣获1993年诺贝尔物理学奖。引力波探测器的升级版——激光干涉仪在韦伯设计建造共振棒的同时期，有部分物理学家认识到了共振棒的局限性，有一种基于迈克尔逊干涉仪原理的引力波探测方案在那个时代被提出。到了70年代，麻省理工学院的韦斯（Rainer Weiss）以及马里布休斯实验室的佛瓦德（Robert Forward），分别建造了引力波激光干涉仪。到了70年代后期，这些干涉仪已经成为共振棒探测器的重要替代者。引力波激光干涉仪的工作原理　　想要成功探测引力波，不仅需要这些探测器具有惊人的探测灵敏度，还需要将真正来自于引力波源的信号与仪器噪声分离：例如由环境因素或者仪器本身导致的微扰，都会扰乱或者轻易淹没我们所要寻找的信号。这也是为什么需要建造多个探测器的主要原因。它们帮助我们区分引力波和仪器环境噪声，只有真正的引力波信号会出现在两个或者两个以上的探测器中。20世纪90年代起，在世界各地，一些大型激光干涉仪引力波探测器开始筹建，引力波探测黄金时代就此拉开了序幕。这些引力波探测器包括：位于美国路易斯安那州利文斯顿臂长为4千米的LIGO（L1）；位于美国华盛顿州汉福德臂长为的4千米的LIGO（H1）；位于意大利比萨附近，臂长为3千米的VIRGO；德国汉诺威臂长为600米的GEO，日本东京国家天文台臂长为300米的TAMA300。这些探测器在2002年至2011年期间共同进行观测，但并未探测到引力波。避免科学研究中的偏见——大犬事件2010年，还没有升级的LIGO进行了第6次科学运行，同时，位于意大利的VIRGO进行了第2及第3次科学运行。在LIGO和VIRGO联合观测前，事先确定了一个由3个人组成的秘密小组，他们有可能会在数据中人为地注入信号，所有其他成员都无从知晓这一过程的具体信息，所以称之为盲注。2010年9月16日，LIGO和VIRGO同时探测到一个信号，方向大概来自大犬座，所以代号为“大犬事件”。这一令人激动的信息立刻让LIGO科学合作组织沸腾了。经过大量的研究工作之后，科学家准备好了用以发表的论文和新闻稿。然而，负责盲注的3人小组这时揭晓谜底: 这个信号的确是他们放的。应该说，这个过程中消耗了大量科研人员的精力和时间，也让所有的成员都空欢喜一场。但正是有这种严谨小心的态度，2016年2月LIGO向世人宣布探测结果的那一天才会自信满满，也尽可能避免可能的乌龙局面。反复核实，慎之又慎在经历重大改造升级之后，两个高新LIGO探测器于2015年开始作为灵敏度大幅提升的高新探测器网络中的先行者进行观测，并最终于9月14日观测到了引力波。但这次科学家并没有急于公布，而是进行各方面的论证来证明这确定无疑是引力波。直到五个月后的2月11日才正式对外宣布了本次成果。这些科学家还相信，随着探测器灵敏度的提高，今年应该会探测到更多的引力波信号。&生命起源与演化一、进化论产生之前古希腊时代，已出现类似演化的思想。例如，阿那克西曼德认为人类的祖先来自海中，最原始的动物是从海里的泥变化而出的，人是从一种鱼类演化而来的。18世纪，天文学、数学、物理学、力学已经从神学统治中解放出来，可生物学仍然禁锢在神学之中。神学世界观在生物学中具体表现为物种特创论和物种不变论。这两种观点主张：上帝是创造主，一切生物均为上帝所创造，地球上的各种生物从造物主那里获得永恒不变的构造与功能，包括生活习性。显然，所谓物种特创论与物种不变论实质上就是搬到自然科学中的基督圣经。不但认为生命是被造的（was created），而且坚持创造的过程在一万年前的六天之内全部完成。所有的生物自从被造之后基本上没有改变，如果有任何“进化”的话也只是极微小的变化而已。1759年德国胚胎学家卡弗·沃尔弗详细观察鸡的胚胎发育，证明鸡的血管是逐渐形成的，为生物体各种器官的“渐成论”提供了有利的证据。发表的《发生论》对物种不变进行了第一次攻击，并且宣布了种源说。1827年德裔俄国生物学家、人类学家和地理学家，比较胚胎学的创始人拉马克·贝尔发现了哺乳动物的卵。主要著作《动物发生史——观察与思考》，指出所有脊椎动物的胚胎都有一定程度的相似，关系越近，相似程度越大。在发育过程中，门的特征最先出现，然后是纲、目、科、属、种的特征。这一点后来在胚胎学上被称为“贝尔法则”。从18世纪末开始，一批自然科学家逐渐树立了进化论的思想。例如，达尔文的祖父，伊拉兹马斯·达尔文曾这样谈道：“动物的变形，如由蝌蚪到蛙的变化，……人工造成的变化，如人工培育的马、狗、羊的新品种，……气候与季节条件造成的改变，……一切温血动物结构的基本一致，……使我们不能不断定它们都是从一种同样的生命纤维产生出来的”。这表明，物种在人工培育条件下和在不同外界环境作用下所发生的改变这些自然界的事实启发他产生了物种变化的思想。德国的卡尔·弗腊斯于1847年发表了《各个时代的气候和植物界二者的历史》一书。书中他利用古希腊作家对植物的形态、生态的描述，与他30年代在波斯、埃及等地的实地考察情况对比，得出结论说：“对植物物种不变的信念，也已为我们所动摇，我们甚至指出，这是自然造成的”。不难理解，正是与自然事实的直接接触导致他摒弃物种不变和物种特创的神学观点。1809年拉马克发表了《动物哲学》一书，系统地阐述进化理论。提出了与两个法则，并认为这既是生物产生变异的原因，又是适应环境的过程。拉马克曾用一句话概括了这一问题，他说：“观察的材料已经明显地证明了种的不变理论的荒谬。”二、达尔文和他的进化论1831年12月英国政府组织了“贝格尔号”军舰的环球考察。达尔文经人推荐，以“博物学家”的身份，自费搭船，开始了漫长而又艰苦的环球考察活动。在将近5年的时间里，达尔文每到一地总要进行认真的考察研究，采访当地的居民，采集矿物和植物标本，挖掘生物化石，发现了许多没有记载的新物种。1832年达尔文登上了遥远的位于南美洲西海岸的加拉帕戈斯群岛，他在那里看到许多独特的动物，包括13种雀类。达尔文仔细研究了这些雀类，关注它们的异同。他清楚地意识到这些雀都是从大陆来的同一种雀进化而来的。最初的雀取食种子，居住在地面上，但它的后代逐渐演变成不同形状的喙以及不同生活方式的物种。取食种子的雀通常有大的、有力的喙，而以昆虫为食的雀具有更薄的尖喙。事后达尔文曾经说，“贝格尔旅行是我平生最重要的一件事，它决定了我今后的整个事业”。在贝格尔号旅行途中，达尔文一直把英国地质学家，地质学的奠基人赖尔的《地质学原理》一书带在身边，赖尔在书中阐述了地球地层是缓慢变化的，而地表环境的变化使生物也逐渐发生变化。赖尔的理论是对当时占统治地位的“灾变说”的批判。达尔文在途中仔细阅读了这部著作。在旅途开始时，他相信“生物是根据上帝的计划而创造出来的”——在旅途中，他还这样回答军官们向他提出的这类问题。当他刚刚考察了第一个地点——佛得角群岛的圣特雅哥岛，发现地层越深，生物化石的结构越简单；地层越浅，生物化石越复杂，生物的演变正是记录在地层的发展史中。在事实面前，达尔文不能不为赖尔的理论所征服。因此，他写道：“这次调查使我相信赖尔的观点远远胜过了我所知道的其他任何著作中提倡的观点。”达尔文在他当时的考察日记中是这样写的：该群岛“四周都是新的鸟类、新的爬行类、新的软体动物、新的昆虫、新的植物……为什么这些岛屿上的土著生物，无论在种类上或者在数目上都和大陆上的生物有不同的比例的联系，并且互相以不同的方式起作用呢？为什么它们也按照美洲的生物组织形式被创造出来呢？”“在地质史的近代时期里面，这里还是一片空虚无物的茫茫大洋。因此，无论从空间上或者从时间上看来，我们好像都会得出一个略为接近于那个巨大的事实的见解来，这就是一切秘密当中的秘密：地球上的新的生物第一次出现的问题”。达尔文认为，他的全部思想起源于加拉帕戈斯群岛。1855年达尔文开始撰写关于进化论的主要著作。进化论的主要观点是：1.一般进化论物种是可变的，现有物种是由别的物种变来的。一个物种可以变成新物种。2.共同祖先学说哺乳类是由同一个祖先演变而来。3.自然选择说自然选择过程是一个长期的、缓慢的、连续的过程。4.渐变说物种是通过微小的优势变异逐渐改进的。达尔文进化论以自然选择为核心，即生存竞争，优胜劣汰，适者生存。三、进化论产生之后1972年美国进化论科学家、古生物家古尔德和尼尔斯·埃尔德里奇于提出“间断平衡”进化理论。按照“间断平衡”理论，生物的进化并不像达尔文及新达尔文主义者认为的那样是一个缓慢的渐变积累过程，而是长期的稳定（甚至不变）与短暂的剧变交替的过程，从而在地质记录中留下许多空缺。虽然“间断平衡”理论引发了一些人对达尔文主义的全盘否定和怀疑，但是作为这个理论创始者之一的古尔德却是一位达尔文主义者，只不过他认为达尔文主义的核心是自然选择理论，而不是生物渐变论。对于为什么对世界各地地层长远而又广泛的探索所发现的今天所有的化石整体来说，仍然不能解释1859年不能说明的问题？古尔德说：绝大多数生物化石的历史都包涵两个与渐进式的进化论有冲突的特点：1.稳定：过去绝大多数的生物活在地上的时候都没有显出任何进化或退化的现象。多数物种在地层中出现时与它们消灭时的外形几乎是完全一样的。即使有外形的改变也都十分有限，并且没有显示进化的一定方向。2.突然出现：世界各地调查的结果证实，任何物种并非由始祖逐渐改变而来；相反的，各种生物出现时都已经&全部完成&了。古尔德和埃尔德里奇始终以间断平衡是达尔文主义的理论，而不是反达尔文的大突变过程。但从另一方面看来，虽然他们并未明显标榜大突变式的进化，但很多人却清楚感受该理论背后暗示的跃进。1977年，古尔德和埃尔德里奇发表的一篇文章前段引了赫胥黎的两段话，他们埋怨达尔文主义不容许一点点的“跨步”。同时，古尔德独自认可了较为软化的“大突变主义”，并且预测戈尔德施米特将来必能得到公正的评价。据说古生物化石缺少中间演化系列是古生物学界的一个秘密。古尔德说，古生物学家所画出的生物进化树，除了树枝的梢头是真的，其他部分都是根据想象画出的。达尔文对此的解释是，今天见到的化石是有缺失的，就像一本书，只见到了其中的几页。但地球这个浩大的图书馆，从古至今如此众多的生物，为什么见到的都是缺页的书？古尔德替达尔文解围，提出了“间断平衡”理论。他说，达尔文没有错，进化是存在的。但进化不是渐进式的，进化是在极短的时间内突飞猛进地完成的，其余时间则呈现出稳定和静止的状态，两者交互进行。对于中间过程化石的缺乏，古尔德是这样解释的：进化和新种的产生不可能发生在一个物种主要群体所在的核心地区（因为这里没有隔离机制），只能发生在边缘群体所在的边缘地区。因为那里是边缘，生存压力大，环境复杂，物种的变异容易找到适应的环境，又因为边缘的隔离作用，变异得以保存和发展，进而成为新种。但最终能够成为化石的应该是核心地区主要群体中的生物，因为它们数量大、分布集中。相反处于边缘的正在演化的群体，能够成为化石的机会很少。因此我们也就没有运气见到这样的化石了。古尔德智慧地回答了“中间化石缺乏”的责问，弥补了进化论的缺陷。大灭绝之后为什么是大爆发？这又可以用古尔德的“间断平衡”理论加以解释。因为，当处于核心地区的主要种群灭亡后，边缘变异的种群进入中心地带的方式应该是如入无人之境似的一拥而入，这在未来的化石中就呈现了“大爆发”的局面。对于普通人，似乎只有一种进化论，而且它是铁板一块，并且在达尔文之后就已经基本结束了发展。这不符合事实。《物种起源》发表<span style="font-size:16line-height:150%;font-family:楷体_GB年来，进化论已有很多补充或修正，吸收了综合进化论、间断平衡理论、中性突变学说、连续内共生等诸多新进展。当年达尔文做的是博物学层面的工作，当时并不清楚遗传、进化的分子机制，那时候没有基因的概念，更不用说遗传密码了。书中并没有细致讨论物种如何起源。自然选择的单位也不清楚，受地质学家赖尔的影响，他过分重视渐进的进化。现在我们知道，“连续微小变异的积累”仅仅是一个方面。另外，达尔文似乎过分强调了种内斗争的残酷性，而在一定程度上忽视了种内的各种协作。但达尔文非常聪明，他没有犯太大的错误，基本上准确猜测到了进化的过程，只是不够深入。在达尔文之后，“共生起源”的研究取得了重要进展，也使达尔文的进化论得到了逐步完善。北京市小学科学(BJxiaoxuekexue)　
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