主题：269-Brian Keating：我怎样错过了诺贝尔奖 -- 万年看客

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……我很高兴能够在这里与你们分享我多年来的一些思考。直到三四年前这一理念才通过一项发现真正得到了密切关注。这项发现登上了全球各地的新闻头条，吸引了所有人的关注，无论长幼，无论国籍，因为这项发现涉及了宇宙如何成为今天我们所看到的样子。今天我打算跟大家介绍一下这项发现以及另一个与它如影随形的故事，也就是这项发现与地球上最负盛名的荣誉之一诺贝尔奖之间的瓜葛。我曾经是诺贝尔奖的候选人——剧透一下，我并没有得奖。画面上我手里这个奖章不是真的，但是可以吃。有时候这一点比起真货更受欢迎。

我先来介绍一下我们如何取得了这项发现，总结起来可以通过一张图片来概括——大部分事物都可以通过这种方式描述。这是《自然》杂志在介绍我的新书时刊登的一张图片。图片上是一架天文望远镜，位于南极，与我们的考察站是邻居。这架望远镜凝视天空，专注于一种被称为宇宙微波背景辐射的热量。它是宇宙中最古老的光线，也是我今天打算谈论的内容。但在介绍我如何追逐以及最终错过诺贝尔奖章之前，我想首先简单探讨一下诺贝尔奖如何成为如此受人尊敬，如此令人推崇，以至于足以主宰全球头条新闻。我实在感谢媒体，因为眼下整点新闻播报的两位常客除了诺贝尔奖就是我们英勇无畏的领导人唐纳德.特朗普。在本次讲座的尾声，我会讨论一下我在书中提出的几条关于如何改进这项人类社会至高奖项的拙见，到时候我们再细说。

那么诺贝尔奖究竟如何变得如此受人尊敬？首先让我们简要回顾一下诺贝尔奖的历史。阿尔弗雷德.诺贝尔的家族和他的父亲都是伟大的发明家，他们发明了许多致命的技术，尤其是在十九世纪中叶的一场俄国战争期间发明了地雷和水雷。后来尼古拉沙皇决定俄国不该继续打仗，于是在十九世纪六十年代之后俄国确实偃旗息鼓了很久。但是这也意味着他们中断了与诺贝尔家族公司的所有业务联系，而这家公司的主营业务就是为俄国制造致命的军火。这一变故逼疯了诺贝尔的父亲埃马纽埃尔.诺贝尔，他最终把公司的控制权交给了他的长子路德维希。此时西方——特别是美国——正在大搞建设。我们美国人正在修建贯通东西海岸的铁路，需要大规模开挖土方的手段。当时人们惯用硝化甘油，这种物质非常不稳定，哪怕滴一滴在地上都会爆炸——阿尔弗雷德的弟弟艾米尔正是因此而英年早逝。艾米尔试图合成一种更稳定的硝化甘油，不幸失败并且与三位实验室同伴一起遇难。我常常在我的实验室里用这个故事警示大家小心谨慎。仅仅三年后，阿尔弗雷德发明了炸药。是炸药是一次真正的革命，因为它很稳定，其中各项成分全都完全可食用——阿尔弗雷德本人就经常服用硝化甘油来缓解心绞痛，至于其他成分还包括白垩与抗酸剂等等。当这些物质以正确的比例组合在一起时，就像你们熟知的许多发明一样，这个秘密配方就让阿尔弗雷德成为了世界上最富有的人之一。

然后在1888年的某一天，阿尔弗雷德正在巴黎漫步——不久他即将因为支持法国的敌国意大利并为他们生产弹药而遭到流放——他走在街上时看到一条报纸标题：“死亡商人阿尔弗雷德.诺贝尔已死。”虽然内容是讣告，标题与行文却欢天喜地，非常嚣张。他看到这条标题后意识到：“嗯，我还活得好好的。我的死讯有点夸张了。”实际上真正的死者是他的哥哥路德维希，也就是从他们父亲那里接管了公司业务的那个诺贝尔。阿尔弗雷德把这篇文章视为一份伟大的礼物。因为他意识到，如果他再不改变自己的行事方式，那么报纸对于他的描述——死亡商人，人类历史上夺去最多性命的魔头——必将成为他在后人心目当中的形象。所以他当即决定改弦更张。我认为设立诺贝尔奖正是他挽救公共关系的尝试，事实证明这一招非常成功。如果你去谷歌专利网站搜索“诺贝尔”，会发现有一张包含355项发明的清单，其中最赚钱的就是炸药。实际上阿尔弗雷德.诺贝尔当时还对炸药的广告宣传语做了一些AB测试。他最初打算将其委婉地称为“诺贝尔安全粉末”，因为人们一听到硝酸甘油就会想到致命危险。事实上当十九世纪初的人们在药店购买硝酸甘油时不会直接报药名，而是会将其称作三硝基甘油，以免吓到化学师或者药剂师。后来在AB测试中A方案“炸药”（dynamite）一词胜出，这个词的本意是“力量岩石”。这种炸药使他成为了当时世界上最富有的人之一。他用这些钱设立了五个以他的姓氏命名的奖项：和平奖、化学奖、文学奖、医学或生理学奖以及我所在领域的物理学奖。

对我来说最有趣的是，我将在本讲座中介绍的情节不仅局限于我个人如何错过了诺贝尔奖，而且就在错过诺贝尔奖后的第二年，诺奖委员会还要求我提名新一届获奖者。这是一段苦乐参半的经历，引导我针对这项人类世界超级大奖展开了探索，我希望我的探索成果能够促进这一奖项的改革。诺贝尔奖根据阿尔弗雷德.诺贝尔的遗嘱设立，他亲手写下了这份遗嘱，这个奖项对他非常重要。他明确表述了他希望这个奖项究竟应当如何评选，以及奖项的最终目标是什么。待会儿随着讲座的深入进行，我会解释一下他的想法。但我首先想说的是，这个故事涉及——你不妨将其称作我这本书中的反派——非常平凡的尘埃。我现在有五个孩子，因此我对尘埃很熟悉。但是这里我们说得是另一种尘埃。我在书中科学地描述了尘埃与我以及我的实验如何相遇。它让我想起了一句圣经经文，“尘归于尘埃归于土”。这句经文意味着人类的生命基本上始于一堆尘埃，而我们的最终归宿也是化为尘埃。诗意地说我认为这很有趣，因为天文学的历史在某种程度上也始于尘埃。星尘实际上流淌在我们的血管当中。你的血液中的铁和血红蛋白曾经是超新星的核心，当初这颗超新星爆炸开来，将这些重元素遍布了宇宙以及太阳系区域，这些重元素最终凝聚进入了你的血液。所以在某种程度上尘埃是这本书中的反派，待会儿你们就明白了。

但不仅仅只有我们会受到宇宙当中的尘埃魔鬼的困扰。第一位使用望远镜的天文学家伽利略.伽利莱也遭遇了同样的问题。画面上是伽利略当年用过的望远镜的草图，他用这个望远镜看到了肉眼不可能看到的发现。就是这么个小东西如今甚至可以在某些书店里买到，价格甚至很有可能低于你们制作的某些应用程序的成本。如果你有孩子，不妨买个这样的望远镜给他当玩具。这样一来即使你住在在洛杉矶、湾区或者其他类似的地方，也依然可以看到当年伽利略见过的同样景象。那么伽利略都看到了什么？画面上是伽利略记录观测结果的草图，用停格动画的方式记录了木星的卫星的运行。这些是他在十七世纪最初十年初期制作的、通过他的望远镜看到的木星卫星运行图。他看到了这些天体，并且将它们称作美第奇卫星，这个名称自然来自他的资助人与恩主，意大利北部的美第奇家族。伽利略还描绘了金星并发现它的行为有些奇怪，会改变面貌与形状。金星看起来像一个小月亮，有新月和盈凸两个阶段。而土星似乎长着一些奇怪的耳朵状东西。画面右上角还有月亮的素描。

总而言之，伽利略的成就非常巨大，因为他推翻了地球是宇宙中唯一中心的范式。当时人们认为太阳系就是整个宇宙，而地球是太阳系中心，因此地球是整个宇宙的中心。直到伽利略使用望远镜之前他们都不知道太阳系中还有其他的中心。如果存在另一个中心——也就是木星这颗行星——那么地球就不可能是太阳系的唯一中心。换句话说，伽利略并没有像人们常常误解的那样证明了哥白尼假说。他没有证明太阳是宇宙的中心，他只是证明了地球不是宇宙的唯一中心。这是一个重要的知识点，尽管或许遭到了过度强调。

话又说回来，尽管伽利略才华横溢，但是他依然犯了不少错误，犯下这些错误都是为了进一步证实哥白尼假说。大家都知道，伽利略背负着异端邪说的罪名而死，因为他提出了地球不是宇宙中心的观点。他不仅从未正式公开宣布放弃这一观点——因为他始终无法割舍自己的理念——而且还动用了物理学和天文学当中的所有证据来支持这一观点。如今我们将这种做法称作确认偏见，这是人类以及科学家身上的常见现象——我们都知道科学家也是人，尽管我们的刻板印象不太像一般人。画面这个小星座，有人知道它叫什么吗？也许你们当中有些人开的车上就有这个星座。这是斯巴鲁的车标，“斯巴鲁”就是日语当中的昂宿星团，而昴宿星团在希腊神话当中则是普勒阿得斯七姐妹的统称。她们是酒神狄俄尼索斯的保姆。我不知道昴宿星团当初怎样与普勒阿得斯七姐妹扯上了关系，因为假如只用肉眼观察，就算眼力再好也只能看到其中六颗星星。但是伽利略更深入地研究了这个星座，按照他的所见描绘了星座的具体细节。著名的科学社会学家或者说科学故事家爱德华.图夫特将伽利略称为世界上第一个数据科学家。我相信在座听众当中有很多数据科学家，你们看一下这张素描就会发现，伽利略采用了一种有趣且独特的方式来描绘昴星团。他展示了两种不同类型的星星：一类是空心的六角星，另一类是实心的星星。大家不妨先想一想这两种图标可能分别意味着什么。我几天前在加州理工学院向一群天文学家发表了这场演讲，几乎没有人猜到它们的含义。

我给你们一点时间思考，然后我们来阅读一下伽利略的文字：“我们观察到的是银河的构成物质的本质，通过望远镜得以观察得非常清楚。这些让一代代哲学家们烦恼不已的问题可以被可见的确定性所推翻。今后我们终于从他们的冗长争论当中解脱了出来。”可见当时物理学家并不是哲学家的狂热粉丝——即使到了今天这也是事实。如果你们依然不清楚这些不同类型的图标意味着什么，空心星星代表人眼不需要望远镜就能看到的星星，实心星星则代表依靠用望远镜才能看到的星星。伽利略声称，整个星座——技术上来说昂宿星团并不是星座而是星群，或者说一组星星的集合，画面上的昂宿星团照片是哈勃望远镜的拍摄结果——都可以得到分辨，其中的星星甚至发光的气体星云都可以被单独挑出来。而今天我们知道，即使采用比伽利略当年更为强大的望远镜——哈勃望远镜的直径相当于伽利略望远镜的五十倍——仍然不能分辨出星云当中的每一颗星星。伽利略真正想表达的是，银河系的本质完全由星星组成。他首先将地球从太阳系唯一中心的地位降级，然后又宣称太阳也可以是太阳系的中心，再然后继续宣称太阳就像银河系当中的任何其他星星一样。他所使用的一切论证都是为了进一步证实哥白尼假说，因此这是确认偏见的典型例子。

伽利略后来还推测道，我们在地球上可以感受到的潮汐是由地球自转与环绕太阳公转引起的。现在我们知道这一说法完全错误，我们在海滩附近感受到的高潮和低潮是由月球引力引起的。但是为什么伽利略希望潮汐由地球绕行太阳运动引起呢？因为那就意味着地球绕行太阳运动，而这是完全错误的。即使伽利略这样历史上最伟大的物理学家之一也犯过错误。他的观测结果之所以包含了星云和恒星，是因为他从一开始就想要看到它们。这一主题贯穿了时至今日的宇宙学学科。令人悲哀的是，它甚至还影响到了我的项目BICEP。

作为第一位使用望远镜观察宇宙的人，伽利略的错误并不算特别严重。但是我们依然需要注意，昂宿星团里的亮点并不是恒星，而是星云，其成分包括气体、尘埃和像小镜子一样的粒子，有些粒子甚至是金属。星云之所也会闪烁，是因为附近恒星的星光反射在了灰尘构成的小镜子上。因此伽利略遭到了尘埃的蒙蔽，以为太阳只是我们称为银河系的恒星庞大集合当中的随便一颗普通恒星。由此可见，并不是所有闪烁的东西都是钻石。这一点将会贯穿整个主题。

哥白尼模型其实并未得到证明——根据数学证明的标准来说。在科学当中，我们真正的做法是推翻其他假说。伽利略在技术层面上推翻了托勒密、亚里士多德以及古希腊人关于地球位于宇宙中心的概念。哥白尼和伽利略各自给出了一套更复杂的天文学版本。自从伽利略以来，已经发生了四次哥白尼革命。在伽利略将人类从宇宙布局的中心目的和中心地点的观念当中解脱出来后，下一批天文学家很快就忘记了他的教训。十八世纪最杰出的天文学家之一威廉.赫歇尔绘制了银河系的地图，你们猜猜他把太阳系放在哪里？放在了银河系的中心——这还真就不是太阳系的所在位置。我在书中提到的接下来几场天文学大辩论也全都摆脱不开人类中心论：银河系是不是宇宙的中心？我们的星系是否不仅位于空间的中心，还位于时间的中心？还有，我们的宇宙是不是唯一的宇宙？还是说所谓的多元宇宙依然以我们为中心？这是我在书中收录的最近几场辩论，但我认为日后还会出现更多这样的辩论。人类过于强调自己的重要性，而自然则毫不客气地提醒我们：“你没这么伟大。”

我想向你们展示一些很酷的东西，这件东西和今天的谷歌关系匪浅。在二十世纪六十年代，人们开始搭建最初的互联网。他们在堪萨斯州中部的某个地方发射了一个气球，并从位于加州帕萨迪纳附近的喷漆推进实验室发射无线电波，让电波反射在巨大的金属反光镀铝膜覆盖的气球上。这样做的初衷是让气球将这些信号反弹到新泽西州霍尔姆德尔市的接收器上。换句话说，他们打算借助无线电波进行跨大陆通信。谷歌公司正在利用气球技术实现互联网覆盖，你们的口号是“服务所有人的气球互联网”。当年的气球互联网一次只能支持一个通信器，效果甚至比拨号上网还差。而且他们很快就发现他们的做法行不通，因为气球信号会随着传输距离的四次方而减弱。因此他们接下来又发射了一个小卫星，称之为Telstar。在座的听众们看起来实在过于年轻，大概不记得人类第一颗通信卫星的发射时间。但事实上人类在二十世纪五十年代末发射的第一颗卫星旅伴一号基本上就是一个无线电发射器。它解决了反比平方定律造成的大量问题，该法则会导致传输功率和接收功率的大幅下降。

卫星射进太空之后，有两位天文学家阿诺.彭齐亚斯和罗伯特.威尔逊采用了与反射气球配套的喇叭天线接收卫星上的收发器发射的信号，想要看看能否获得想要的信噪比，以期实现使用收发器进行真正的互联网通信。收发器可以从加利福尼亚州接收信号，然后加以放大并且传送出去。收发器运作得非常好，可是天文学家通过望远镜不断观察这颗卫星时却没有获得他们预计的信噪比。两人都是非常认真的科学家，他们追踪了能找到的所有错误来源，甚至发现天线的角落里里有好几个鸽子窝，里面的鸽子赖着不走。彭齐亚斯甚至开车拉着鸽子从新泽西北部一直来到费城才将它们放生，不成想鸽子认路，全都飞了回来。按照彭齐亚斯和威尔逊的描述，这些鸽子在天线内留下了“白色的介电材料”，无论他们如何擦洗清理最终都无法摆脱。所以他们找上了后勤主管：“我们需要一支散弹枪。”后勤主管问道：“为什么？”他们说：“我们得杀掉这些鸟。”他们确实这样做了。彭齐亚斯后来回忆说：“一场小爆炸送走了鸽子，然后我们发现了大爆炸。”

他们最终凭借天线接收到的信号制作了一张天空地图。无论天线指向哪里，总能接收到持久的、比绝对零度高出三开尔文的低温辐射。如果你的视力相当于微阵列视力，同时又没有加强对比度，换句话说如果你能看到微波，那么在你眼中地球之外就是一片恒定持续的背景，不随季节、方向或任何事物而改变。这就是来自宇宙大爆炸的背景辐射。彭齐亚斯和威尔逊不仅看到了空间上的远方，而且还看到了时间上的悠久过去。如今我们可以减去3开尔文的平均信号，得到更加清晰的背景辐射图像。我的一些同事在NASA制作了一段非常漂亮的动画，内容是假如以极高对比度以及高灵敏度观察背景辐射，图像会是什么样子。可以看到，背景上出现了微小的涟漪和波动。如果你提高对比度后再放大图像，就会发现背景辐射的温度存在波动，并非到处都是三开尔文。在某些地方可能是三开尔文加上10微开尔文——也就是100万分之一开尔文；在其他地方可能是三开尔文减去10微开尔文。这就是背景辐射天空一点到另一点的变化大小。幸亏背景辐射存在变化，因为如果没有这些变化，构成我们宇宙的恒星和星系的物质肯定不知道该如何聚集在一起。自从拉普拉斯和牛顿的时代我们就知道，在一个均匀的宇宙当中，在一个任何地方都充满各向同性物质的宇宙当中，永远不会提供一个核化位点来聚合物质，从而形成我们今天所看到的恒星、行星和星系。

问题在于究竟是什么导致了这些温度起伏？你可以想象某个完全光滑的东西，这个东西的由来很容易解释；你也可以想象一个非常不光滑的东西，同样很容易解释。但是具备微调波动的光滑表面就很难解释了。10微开尔文仅仅相当于10开尔文的一百万分之几——很光滑，但并非完全光滑，这样的表面从何而来？实际上背景辐射甚至比保龄球的表面还要光滑——当然不能拿我的保龄球来比较，因为我球技很差，球面上净是坑——保龄球表面的起伏程度大约相当于背景辐射波动幅度的10倍。换句话说，宇宙比你熟悉的任何其他自然物体都要光滑得多。于是我们开始尝试理解这些波动是从哪里来的，为此我们建造了一台名为BICEP的望远镜。解释波动来源的理论被称为膨胀理论，该理论预测，在极早期的宇宙当中——或者说在大爆炸之后的一万亿分之一的一万亿分之一的一万亿分之一秒，宇宙经历了一段奇怪的、本质上基于量子的相变过程。由于量子场内部会发生随机变量，或者说存在着所谓的高斯随机波动，所以从空间中的A点到B点，膨胀程度会有所不同，这可能导致足够的精细调节，从而得到一个光滑但是并不完全光滑的宇宙。我再强调一遍，如果宇宙并没有从完美光滑当中偏离出少许波动，我们如今就不可能存在，因为这样的宇宙当中根本无法形成星系。所以我们很有兴趣测量大爆炸之后的一万亿分之一的一万亿分之一的一万亿分之一秒。这段时间发生的现象就被称为膨胀。描绘一个没有人真正了解的东西非常困难，因此有时候膨胀理论在科普画面上仅仅用一个巨大的问号来表示。我认为这样做并不太有用。这一理论旨在说明整个宇宙都存在量子波动，而波动会导致我们观察到的宇宙背景辐射温度模式。因此膨胀理论正是早期宇宙理论的主要候选者。

我喜欢将膨胀理论与另一种进化形式进行比较。如果听众当中有生物学爱好者，你们兴许能认出画面上这个东西，我们称之为囊胚，是你的父母合作完成大爆炸之后大约一千秒形成的人类细胞集合物。这个东西大约包含一百个细胞，以后将会演变成某个人。我们现在正在尝试的研究就好比根据今天某人的外观回溯那个形成他的囊胚。基于今天宇宙的外观，我们正在向五十个数量级之前的宇宙回溯。这个囊胚就是你在1000秒时的样子。想象一下这个囊胚将会成为什么人？我给你们一点提示，在囊胚上加上一些辨识特征，我们就能认出这是我家孩子最喜欢的天体物理学家尼尔.德葛拉司.泰森——你们不知道这感觉有多糟糕，毕竟我也是天体物理学家，可是我的亲生孩子居然胳膊肘朝外拐。画面上的尼尔.泰森大约已经活了二十亿秒，如果你想回溯到他身为囊胚的阶段，也就相当于回溯到他最初二百万分之一的人生，或者说回溯九个数量级。相比之下，为了研究膨胀理论，我们必须回溯五十个数量级。

我们试图使用一种非常特殊的望远镜完成这项任务，这种望远镜对光的偏振非常敏感。假如我们的猜想正确，宇宙膨胀时期产生的空间-时间反响将在微波背景辐射上产生某种疯狂扭曲的螺旋模式，换句话说除了温度波动之外，辐射的偏振也会变化，并且被观察到。我手里的是一对偏光镜片，你们这些住在南加州的人们必须有这个东西。我手里这块是州立大学资助的。偏光镜片对于特定朝向的光线非常敏感。只要你将两块偏光镜片重叠，并且让其中一块相对另一块旋转一圈，就会看到穿透镜片的光线从亮变暗再变亮再变暗。镜片每旋转一次，亮度会改变两次。我们的研究采用了相同的原理，只不过研究对象不是光而是微波。我们主张有证据表明，大爆炸的膨胀时期产生了所谓的引力波，这些引力波如此剧烈地震动了时空，从而导致了背景辐射的图案。这就是我们声称发现的内容。

我们使用了画面上这台名叫BICEP/“二头肌”的仪器——这个缩写还是我发明的，展开的全称是“宇宙星系外极化背景图像”。但实际上我们之所以选择这个名字是为了玩梗。我们的观察对象就是那些旋转、卷曲、扭曲的图案，因此我认为这个名称非常可爱。你们想必经常去健身房锻炼二头肌，正是这块肌肉给你进行弯举的力量。实际上这就是一台伽利略式望远镜，只不过观察对象是微波。这架仪器里面的探测器对于2毫米左右的光波长非常敏感，就像你的眼睛对于500微米的可见光波那样敏感。在2毫米左右的光波波段，最明亮的信号是微波。而我们正是借助了微波来观察大爆炸遗留至今的光子。这台望远镜的透镜由类似塑胶牛奶瓶的材料制成。你们都知道牛奶瓶的塑胶很擅长传导热量，因为你在超市冷柜里拿一瓶牛奶就能感到它很凉爽。虽然你无法用眼睛看透这些材料，但是它们不仅能完美地传输微波，而且还能折射微波。这些微波并没有落在伽利略的视网膜上，而是落在喷气推进实验室建造的超导传感器上。这些传感器将微波热量转换为电阻，然后我们可以非常精确地测量超导体上的电阻，从而算出微波的强度。当前新款DROID手机拥有千万像素，相比之下我们的仪器仅有不到一百万像素，所以功能上并没有那么强大。但是不要把你的DROID手机像我们的仪器一样冷却到零下454华氏度，否则我很肯定厂家不管保修。我们把这台微波望远镜放在支架上，而不是像伽利略那样用手拿着。我们首先在加州理工学院进行了测试，然后把它运到了世界的最南端。这是一台一人高的望远镜，并非像伽利略那样通过可见光来观察宇宙，而是通过电磁波的微波波段。然后我们将这些探测器扫描天空时所看到的电阻数字化并且旋转偏振镜片。最后，我们利用哈佛大学等地的超级计算机处理了三年收集的大量数据。

这个望远镜必须安置在非常合适的地方。我本来想把它留在圣地亚哥或者加州理工大学，但是最终我们把它运到了南极点，因为南极洲是地球上最高、最干燥的大陆之一。干燥非常重要，就像你们在自助餐厅里用微波炉加热水一样，如果杯子是陶瓷的就不会变热。水开了之后你可以立即触摸杯子。水吸收微波，而且吸收得非常有效。这意味着地球大气层中的水分子也会吸收微波，而我们不希望这种情况发生。这些光子已经行进了138.2亿年，我们不希望它们被漂浮在我们天文台上方的水分子所吸收。有人会问：“那你们为什么不把仪器送进太空？”我回答：“如果你能给我十亿美元，我会非常乐意这样做。”建造观测卫星的花费相当于仅仅建造望远镜的一百倍，而且还需要获得NASA或其他机构的发射许可。1911年至1912年，最初的探险家第一次到达了南极点。此前没有人见过这个地方，直到十九世纪中叶人们才知道南极洲的存在，当时他们仅仅见识了不到0.5%的大陆面积。他们对这个大陆一无所知，不知道南极洲要比美国中部大得多。画面上是第二支到达南极极点的队伍，由罗伯特.福尔肯.斯科特领导。他携带着科学设备赶赴南极点，沿途收集了陨石，发现了海狮的残骸。他是一位科学家，正在进行一项探险。他拒绝使用狗，因为曾经被带到南极洲的每一条狗都被吃掉了。现在任何动物都不能被带到南极洲，除了研究生之外。实际上任何被带到南极的动物最终总是会被吃掉。事实上，罗阿尔德.阿蒙森带领的挪威队抢在他们之前三周到达了南极点，他们宰杀了拉雪橇的狗，在南极点大吃一顿，插上一面旗帜，然后踩着一万英尺的冰盖向北跋涉七百英里顺利返程——当然，从南极点出发不管往哪里走都是往北走。等到第二名斯科特也抵达南极点时忍不住说道：“上帝啊，这地方太可怕了。”而我则感到恰恰相反。我认为南极是一个非常棒的地方，可惜对于当年的斯科特来说南极实在很不好玩。他死在了探险途中。我们确实从南极活着回来了，但是南极依然是个十分危险的地方，尤其千万不要试着去接近企鹅，无论它们看上去多么可爱……

在过去十五年，美国纳税人资助了大约1.5亿美元，建造了这座精美的美国南极科考站。我们在这里有私人房间，能享受到斯科特当年想都想不到的物质条件。画面上的南极点照片是我在2008年至2009年期间在南极拍摄的。地球旋转轴穿过这个点，我的脚下正下方就是北极。在南极点我可以在十秒钟之内绕地球跑一圈。我们花了大约五年时间搭建了我们的观测站，我总是说观测站是南极第二重要的建筑，至于第一重要的建筑自然是户外厕所。你可能注意到这座建筑坐落在高脚架上，这可能会引起任何就像我一样出身东海岸的人们的兴趣。在东海岸，他们在海滩上的高脚架上修建房子，因为他们不希望沙子覆盖房屋或者腐蚀地基。在这里我们的敌人是雪，雪会在大约十年左右的时间内最埋没整座建筑。如果建筑坐落在高脚架上，雪就可以从底部吹过去。但是厕所必须落地，因此很容易被雪埋没。我们把厕所外墙涂成黑色，以保持内部的温暖舒适。总之厕所不能建在高脚架上。如果真有人发明了离地的厕所，就像我经常说的那样，这将真正值得一个诺贝尔奖…… 在南极还有什么？南极有谷歌街景。如果你在谷歌地图上搜索开车去南极的路线，谷歌街景就会显示这张图片，这就是BICEP2天文台的样子。

我们在2014年的圣帕特里克节大肆宣告了我们的重要发现。我们探测到了扭曲、翻腾、沸腾的背景辐射表面，我们将其称作带有引力波能量的基质。我们声称这些引力波只能来自宇宙膨胀时期。我们发出的这项重大声明引起了暴风雨一般的媒体关注，相关的爆火油管视频得到了数百万观看次数。这是一个关于非常抽象的话题的科学发现，讲得是膨胀宇宙学理论、引力波和微波天文学。然而上传之后几分钟内，数百万人已经看过了这个视频……哈佛大学为我们举行了新闻发布会，世界各地都有报纸报道。《圣地亚哥论坛报》的报道标题列出了宇宙膨胀的发生时间，也就是大爆炸之后的万亿万亿万亿分之一秒。我尤其喜欢《经济学人》的标题：“人突然看到了宇宙的起源”。但是如果真想开怀大笑，我们必须去洋葱新闻网。在我们官宣几天后，洋葱新闻网就打出了下面这个标题：“顶尖理论物理学家和说唱歌手会面，讨论永恒的含义。”下面写着：“我们可以观察像宇宙背景辐射、原始B模极化以及印蒂雅.艾瑞和她男朋友之间的爱一样长期的现象，这些现象似乎从宇宙诞生以来就存在。”小标题则写到：“参会者们争论是否在理论上可能永远把我的心献给你。”

可惜，我们的诺贝尔梦想没有持续多久。事实证明，我们的观测结果其实源自一种非常善变的物质——也就是我一直这些提到的尘埃。群星之间的尘埃来自失败的恒星，比方说爆炸的恒星和所谓的超新星。如果这些尘埃颗粒的成分恰好是铁，就像我们血液中的铁一样，那么微小的尘埃粒子就可以磁化，变成一个个小指南针。我们的银河系内部同样存在磁场，而磁场力的指南针自然会指向磁力线的走向，产生BICEP试图测量的扭曲、翻腾、沸腾图像。这些尘埃就这样成为了最有可能致使我们看到这些信号的罪魁祸首。我们没有犯操作错误，我们并未忘记摘下摄像机镜头。我们认为我们看到的是时间的开始，我们在地球南极将视线投向所有行星与星系之外，甚至追溯到了大爆炸发生后的万万万亿分之一秒。但是我们看到的实际上更有可能是我们与银河系之间的尘埃，而且这些尘埃还完美地模仿了我们试图确认的信号，从而欺骗了我们。

我再强调一遍，确认偏见是科学当中非常顽固且普遍的现象，部分原因当然在于我们被告知，这项研究将会为我们赢得美丽的诺贝尔奖章。有时候我做演讲后人们问我，“你怎么老说尘埃的坏话？你对灰尘太苛刻了。” 好吧，我想说我非常感激尘埃。群星的尘埃流经我们的血管，正如卡尔.萨根充满诗意地表达的那样。当年萨根让NASA工程师在通过我们太阳系之外的外行星时将旅行者号卫星转向，拍摄了地球的一张自拍照，拍摄地点位于土星轨道以外数百万英里。用萨根自己的话来说：“我们成功地拍摄了这张照片，当你看它，会看到一个小点。那就是这里，那就是家园，那就是我们。我们物种历史上所有圣徒和罪人都生活在这颗悬浮在太阳光中的尘埃上。”事实就是如此。地球也只不过是一大坨尘埃而已，经过亿万年的凝聚形成了我们可以站在上面的坚实表面。再次感谢上天，否则我们就没有机会进行这次对话了。尘埃创造了生命，创造了行星。但是尘埃也可以毁灭，比方说这次它摧毁了我差点到手的诺贝尔奖。

雪上加霜的是，我们撤回这项错误发现之后还得经历另一个尴尬而痛苦的过程，也就是撤回之前的每一场新闻发布会和报纸报道。我们总是看到头版标题和新闻发布会，但你从来没有看到过旨在撤回先前头版标题的头版标题，或者旨在告诉人们“我们先前出了错”的新闻发布会。所以似乎媒体也应该承担一部分在学术界推波助澜的责任。我在这方面就像其他任何人一样有罪。在学术界存在着巨大的压力，要求一切研究都得是非凡的突破。但是真正的非凡突破实际上很少发生。我写这本书的部分目的就在于希望让大家意识到，绝大多数科学家都并没有赢得诺贝尔奖。绝大多数演员都没有赢得奥斯卡金像奖。绝大多数人都没有当过中学班长。那么我们应当如何应对失败、尴尬甚至屈辱，并且重新振作，重新开始工作？

对我来说尤其令人痛心的是，2015年10月的某一天，我一上班就发现了一份加密信件，上面写着：“亲爱的布莱恩.基廷教授，我们很荣幸地请求您提名下一届诺贝尔奖得主。”换句话说：“您好，您被解雇了，希望您能推荐一位可以接替你工作的人并且主持面试。”这封信被标记为“严格机密”，所以不要告诉任何人。但是这封信要求我提名一位诺贝尔物理学奖获奖者，我就这样成为了一组随机选择——但也没那么随机——的评审小组成员之一。这项任命为我开启了一段非常有趣的探索之旅，也成为了书名双关语的第二重含义。第一层含义是“我如何多亏了尘埃而失去诺贝尔奖”。第二层含义是“我在提名2016年诺贝尔奖得主的过程中了解到的，令我震惊的诺贝尔奖冷知识”。我是一名学者，我们学者做什么？我们查看原始资料。所以我查看了阿尔弗雷德.诺贝尔的遗嘱。虽然我不会瑞典语，但是我在网上找到了译文。我在这份遗嘱当中发现了一些真正令人惊讶的情况。今年距离诺贝尔写下遗嘱已经过了120年，诺贝尔奖也已经举办了116年，如今的诺贝尔奖与遗嘱构想的诺贝尔奖已经很不一样了。诺贝尔在遗嘱中说：“我的全部资产应用于设立奖金，授予上一年度对人类做出最大贡献的一位或多位个人。利息应分为五等分并如下分配：一部分应该授予在物理领域做出最重要发现或发明的一位个人……”我心想，有多少天体物理学发现曾经在一年内为所有人类带来了具体的好处？这促使我开始思考：诺贝尔奖的最初意图是什么？早期的诺贝尔奖评选怎样进行？我们是否忽视了某些伟大发现？

我做一个小测验。上次我在脸书作报告的时候也做过这个测验，他们都答对了。今天我看看你们表现怎么样。有三个选项，A、B和C。如果你认为RNA分子的发现赢得过诺贝尔奖，请举手——三个选项都是阿尔弗雷德.诺贝尔去世后的发明或者发现，都有资格获得诺贝尔奖——有人认为RNA分子是人类生命和其他生命的最重要前体基础构件吗？看来有几个人。选择B是门捷列夫的元素周期表。如果你认为元素周期表赢得过诺贝尔奖，请举手——我提醒你们，周期表上可是有一种元素叫做“锘”，起这个名字正是为了向诺贝尔表示敬意。有一个或两个人。最后的选项C是一座灯塔。有谁认为灯塔有资格赢得诺贝尔奖？脸书员工都知道，正确答案当然是灯塔。1912年，尼尔斯.古斯塔夫.达伦因为发明了用于灯塔和浮标的自动调节装置而被授予诺贝尔奖。毕竟，灯塔每天都有利于我们的生活，不是吗？我从圣地亚哥开车到这里，这一路上要是没有达伦发明的储气罐调节器为灯塔供能，我准得迷路不可。你也许以为这只是诺贝尔奖的早期失误，但实际上这是当时的典型情况，这正是阿尔弗雷德.诺贝尔所想要的。他是一位发明家，他拥有丰富的专利，他想奖励有益于人类的事物，而自动灯塔确实对人们很有好处。瑞典沿海常有船只触礁，诺贝尔肯定不想看到这种情况。这样看来，如今的诺贝尔奖已经发生了很大的变化。2013年的诺贝尔物理学奖被授予了希格斯玻色子的发现——实际上是预测。我问人们：“你一天当中会说多少次‘谢天谢地他们发现了希格斯玻色子？’”至少灯塔带来了实际益处。

当然，诺贝尔奖还存在其他争议，比方说好些和平奖得主与文学奖得主都饱受抨击，我对于他们当中的任何人都不予评价。此外其他奖项的某些得主也有些不太地道。最严重的例子之一是威廉.肖克利，要不是他的发明——也就是晶体管——在座各位今天全都没有工作。但是他曾经主张要针对非裔美国人进行绝