社论

眼见为实

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科学 2019年12月20日:
卷 366,第6472期,第1423页
DOI:10.1126 / science.aba5359

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照片:卡梅隆·戴维森

科学家通常可以进行间接测量,以告诉我们我们实际上看不到的东西。 对于像我这样从事分子研究的科学家而言,尤其如此:在我脑海中跳舞的许多大小分子都是我从未真正观察过的物体。 但是对于科学以外的许多人来说,眼见为实。

在北卡罗来纳大学的第一份行政工作中,我在运行校园天文馆时了解了这一点。 在晴朗的夜晚,我们将设置望远镜以供公众观看。 人们通常是第一次通过望远镜看到土星,然后疯狂地看看我们是否将环状行星的卡通录像带粘贴到了望远镜的末端。 他们以为土星与他们的小学教室里的照片看起来真的不一样。


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照片:EHT合作/ CC 4.0

差不多20年前,当我从事这项工作时,我很幸运地说服了作家Will和Mary Pope Osborne与大学合作,根据他们的大片儿童读物系列魔法树屋(Magic Tree House)制作了一个天文馆表演。 在节目中最悬疑的部分,主角杰克(Jack)和安妮(Annie)最终危险地靠近黑洞的事件视界-甚至没有光也无法逃脱。 这意味着我们必须在天文馆穹顶上投射出令人信服且令人兴奋的黑洞图像。

当今大多数天文馆都投射出连续的数字图像。 那时,天文馆的操作员必须是婴儿食品罐,幻灯片放映机和各种电机的即兴巫师。 我们的投影机天才理查德·麦考曼(Richard McColman)使用模拟图像创建了一个不祥的黑洞,当时的模拟图像是围绕事件视界旋转的吸积盘的最新概念。 他将图像打印在透明胶片上,然后将其旋转到越来越靠近图像的投影仪灯泡的顶部。 加上戏剧性的音乐,就足以引起巨大的悬念,包括对我5岁的女儿的悬念,她今天仍然不敢谈论它。 (剧透警报:玛丽·波普·奥斯本本人在事件视界中将杰克和安妮从义大利面中解救出来。)

如果我们今天进行表演,则无需猜测黑洞的外观。 附近梅西埃星系87的超大质量黑洞的事件视界图像是一项宏伟的技术成就,也是当之无愧的年度突破。 不仅如此。 对于一个持怀疑态度的公众,当他们听到科学家说他们知道即使不可见却知道存在的事物时,常常会睁开眼睛,这是我们可以看到的另一个重要对象。 考虑到黑洞对星系演化的影响,这在各个方面都是一个非凡的里程碑。

今年也有一些非凡的亚军。 当我在圣路易斯的华盛顿大学时,我荣幸地看到了在营养不良的儿童中恢复肠道微生物组的研究进展。 知道有一种方法可以极大地鼓舞人心,并且伴随微生物的研究显示微生物如何发展也使其成为一门伟大的科学。 这也对发达国家的公共卫生也产生了影响:儿童需要从优质的营养开始,而如果没有,那么仅仅为他们提供食物是不够的-它必须是正确的食物。

一系列论文揭示了Chicxulub小行星撞击是如何消灭恐龙的,以及后来如何重新繁殖的哺乳动物的细节,为有关地球生命史的科学提供了非常重要的信息。 就像黑洞图像一样,眼见为实。 在科罗拉多州发现的哺乳动物化石讲述了一个故事,由于科学家为保护地球上的生命提供了理由,因此需要广泛分享这一故事。 诸如这些发现之类的客观科学创造了一种有力的叙述,可以迫使社会考虑在巨大的生态动荡之后(过去的和可能的未来),地球的轨迹。

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