村山齊（圖源：bnl.gov）
這是一段從極小通往極大的旅程，兩個世界的尺度相差超過60個數(shù)量級。
撰文 | 鞠強
2019年諾貝爾科學獎揭曉后，在為獲獎科學家鼓掌的同時，也有人不免感慨，我們的近鄰日本再次有科學家獲獎。2000年以來，已經有19位日本科學家獲得了諾貝爾科學獎，這個數(shù)字對不少有“諾獎情節(jié)”的中國人來說實在是個不小的沖擊。我們可以從多個角度探究這種爆發(fā)的原因，但是一個不可忽視的原因是日本自身的科學文化起到了重要的助推作用。無論這些科學家是在日本國內工作，還是在海外的研究機構任職，他們的成長都是浸染在這種科學文化中的。在建立科學文化的過程中，科學家參與科普圖書的創(chuàng)作是必不可少的一部分。當我們把目光投向日本時，著名物理學家村山齊（Hitoshi Murayama）就是一個有代表性的例子。村山齊在東京大學獲得博士學位后，先后在日本和美國從事研究工作。2007年，他回到日本，擔任東京大學科維理數(shù)學物理聯(lián)合宇宙研究機構（Kavil IPMU）首任所長。IPMU的定位是世界級的研究中心，選擇所長自然是非常慎重。村山齊能夠成為第一任所長，足以說明他的學術成就被學術界所認可。不過，雖然村山齊的研究涉及超對稱理論、中微子等多個領域，并取得了不俗的成績，但這些聲譽絕大部分都只停留在學術界內。真正使村山齊在公眾中獲得廣泛好評的還是他對科普工作的熱情。他不僅熱心于參加面向公眾的講演（他曾經在接受采訪時透露來自各地學校的講座邀約太多根本排不開），還筆耕不輟，創(chuàng)作過多部科普圖書。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》相繼在國內出版，和我一樣不懂日語的讀者終于有機會欣賞他的作品。這些作品內容豐富，涉及物理學的很多內容，可以從多個角度加以解讀。
村山齊在國內出版的科普書
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明確的主題——宇宙。宇宙的起源、演化和未來是當代科學界最關注的問題之一，同時也是公眾最關注的科學話題之一。而在我們常說的“三大起源”問題（宇宙起源、物質起源和生命起源）中，村山齊的書直接討論了前兩個問題。這些問題也是他的研究領域，因此他成為一位再好不過的向導，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。兩個世界的尺度相差超過60個數(shù)量級，卻又通過物理學中的一條“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，村山齊在國內出版的第一本書《隱匿的宇宙》就是以這樣一個故事開篇，并探討了宇宙的構成、基本粒子理論、四種相互作用力、暗物質、暗能量和反物質等物理學中最基礎和最前沿的話題。此后的兩本則是各有側重：《千億個宇宙》更多的是宇宙的結構、宇宙的命運和多重宇宙等宇宙學問題，而《鏡中的宇宙》則從基本粒子的世界出發(fā)，探尋中微子的性質以及中微子和希格斯玻色子對物理學極其重要的意義。這些內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更加清晰的圖景。
物理學中的銜尾蛇。村山齊在三本書中多次引用了這個例子，雖然細節(jié)和此圖均有所不同，但表達了相同的物理意義。此圖因為被諾貝爾獎物理學獎得主謝爾登·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人心，但是想講好這個故事并不容易。與天文學科普可以直接展示天體的圖片以及一些描述性的內容相比，宇宙學和粒子物理學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的物理基礎，能夠深刻理解物理理論的本質，又能有非常好的表達能力，把關鍵內容清晰地展示出來。我們也許都有這樣的經歷，讀書的時候有些同學成績優(yōu)秀，但不一定能給同學講明白題目的解法。
幸運的是，村山齊具備這樣的能力。他的學術成就不必多說，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在上海舉行的學術會議，會上大部分人（包括他自己）的報告ppt都中規(guī)中矩，只有村山齊的報告ppt制作得非常精彩，吸引了全場與會者的目光。曹俊當時在微博上寫到：“他（村山齊）的理論總結報告沒有公式。聽了他的報告，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?！?/section>村山齊在科普書中同樣淋漓盡致地發(fā)揮了這種能力。無論是面對科研界同行，還是面對普通讀者，村山齊都能夠“講好故事”。很多科普書的通病是存在兩個極端，要么堆砌知識，寫成教科書或者學術專著，要么知識匱乏，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，經常穿插一些故事和比喻，將物理知識化繁為簡。比如，在介紹大型對撞機的原理時，他就寫到：“這就相當于讓兩輛小型汽車加速至極高速后相撞，而碰撞所產生的能量能打造出推土機、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驗，包括超級神岡探測器和KamLAND探測器。事實上，日本確實有中微子研究的優(yōu)良傳統(tǒng)，加州理工學院理論物理研究所所長大栗博司在《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’”。日本物理學家也因為中微子的研究兩次獲得諾貝爾物理學獎。日本是物理研究強國，在20世紀的物理學歷史上，湯川秀樹、小林誠、益川敏英等來自日本的諾貝爾物理學獎得主都有重要貢獻。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然是更容易引起日本國內讀者的興趣。介紹本國科學研究的成果和本國科學家的工作，首先可以為科研工作創(chuàng)造一個更加良好的大環(huán)境。村山齊介紹的中微子實驗使我們自然聯(lián)想到由中科院高能物理研究所所長王貽芳領導的大亞灣中微子實驗和江門中微子實驗。王貽芳院士一直在推動新一代大型對撞機的計劃，并在很多場合不遺余力地進行宣傳。這個時候，科普工作可以增進公眾對項目的了解和支持。其次，本國的成果和科學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的興趣，這是包括科普書在內的科普工作的重要價值之一。這些書在引進國內后，使得國內的普通讀者對日本的物理研究現(xiàn)狀有一個了解。長期以來，我們引進的科普圖書以歐美特別是英美居多，一方面因為這些國家的科研水平較高，一方面也是因為英語的普及度更好，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近鄰為鏡。如果說參考日本的科研工作我們還可以通過學術論文的話，那借鑒日本科普工作的成功經驗，引進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，不僅要“向西看”，也應該“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，村山齊也為我們的科技工作者樹立了榜樣?？茖W家在完成本職科研工作外，也應該被鼓勵參與到科普工作中，成為普及科學的主力軍。包括村山齊在內的很多杰出科學家的例子已經證明，科研和科普可以相輔相成，而不是彼此沖突。因此，我們應該多關注村山齊這個類型的科學家，從中尋找發(fā)展我們自己的科研事業(yè)、豐富我們的科學文化的路徑。
