2016年的4月,《華西都市報》以一個封面整版刊發了對青年天文學獎彭影傑的報導——《34歲博導彭影傑:明知宇宙無限也想探個究竟》。這則消息令整個犍為縣感到榮幸,因為年紀輕輕就成就不凡的彭影傑是犍為縣人,他是第一個獲得「歐洲天文學獎」的中國人。
是怎麼樣的家風讓彭影傑如此成才、光宗耀祖?
家風:踏實努力,孝順愛心
家訓:勤做事,耐勞苦;善對人,慎處己;安本分,平心氣;節物慾,省用度;學本事,宏材局。
這是我在二十年前的座右銘,現在回憶起來,覺得仍然適用。
1964.5.19.夜錄 彭德操
作者羅家祥(右)採訪彭影傑父母
當去採訪彭影傑的父親彭樹群、母親江繼清時,身為川犍電力高級工程師的退休職工彭樹群為我們展示了一張已經發黃的舊紙,上面是彭影傑的爺爺彭德操端正嚴謹地寫的繁體「座右銘」——「勤做事,耐勞苦;善對人,慎處己;安本分,平心氣;節物慾,省用度;學本事,宏材局」。旁邊還注有解釋,以及說明是1940年代時候就有的幾個字。
彭德操手書家訓
說起彭影傑爺爺彭德操一生的坎坷,歷經人生68年的父親彭樹群儘管遵循祖訓「安本分,平心氣」的教誨而語調平和,但仍然聽得出對當時艱難處境的抑鬱不平。
彭影傑的父親也經歷了生活的挫折,並沒有忘記爺爺彭德操的家訓,失去進步的信心。他時時念著,時時思索。後來他進入了供銷社,幹了不到2年,調入大馬電站,一直工作到退休。
這麼多年,父親在單位上,工作勤勤懇懇,任勞任怨,他是負責技術工作的,一心撲在繁重的工作上,他娶了同單位的江繼清,是負責文藝工作的,尤其是攝影。嚴謹的工作作風和充滿藝術的家庭氛圍,讓他們的兒子彭影傑從小就受到與眾不同的家風薰陶,終於成為一位卓有成就的青年才俊。
小彭影傑觀察犍為岷江大橋
彭樹群夫婦首先是孝順長輩。對於父輩經歷過的艱難,他們刻骨銘心。當彭德操他們老了,夫婦倆盡子女本分,節衣縮食,讓父母安心養老。
他們又熱愛工作,在單位盡心盡職,把工作做得無可挑剔。同時,熱情幫助其他同志,對於技術上的困難熱情幫教,生活上的困難盡力支援,與周圍的同志打成一片。
小彭影傑父子上長城
對於兒子彭影傑的培養,彭樹群夫婦一說起,就帶著濃濃的甜蜜。他們說:彭影傑出生時,也表現平常,其實並沒有什麼特別的天賦,就是悟性高,理解快而已;此外高中時,並不太努力,成績大致在年級的前十名;課餘時間,該玩就玩,甚至有些貪玩。對於這一點,父母一方面是予以引導,要求孩子該努力時要努力,要有遠大目標;同時,也不給孩子太大的壓力,叫他遵循祖訓,放下得失。
消息傳回犍為,很快成為這座小城居民津津樂道的話題。「我們也邀請他回母校,給學弟學妹們演講一堂。」犍為一中黨總支副書記宋遠富說,彭影傑是該校2000級畢業生。高中三年,宋遠富是彭影傑的班主任和數學老師,「他能取得今天的成績,我一點都不覺得意外。」
1982年7月出生的彭影傑,家在縣城所在的玉津鎮,父母均是電力公司職工。「他從小就喜歡看書。」在父親彭樹群的記憶中,當別的孩子們嬉戲打鬧時,兒子總是安安靜靜在家看書,尤其對《十萬個為什麼》感興趣。而在少兒科普書中,他又特別喜歡宇宙、空間、星系和黑洞方面的內容。
「他是那種讀書很賣命的孩子。」儘管已畢業10多年,宋遠富對彭影傑依然印象深刻,「真正醉心於書本,學習效率很高,而且愛動腦筋,愛問各種問題。」
高考填志願,彭影傑選擇了北京師範大學天文系。「當時就兩個愛好,一個天文學,一個計算機。」彭影傑說,當時他認為計算機是一種工具,不管學什麼都可以學和用,所以便選擇了天文學專業,「探尋宇宙奧秘,是一直以來的夢想」。
不久後,他以全縣理科第一名的成績如願以償。他說,自己骨子裡就是一個喜歡挑戰極限的人,高中時,桌球拿過學校運動會亞軍,上大學後也打進過校運動會八強。「大學裡還喜歡極限運動,玩滑板、獨輪車。」彭影傑說,為了挑戰高難度動作,有次玩滑板摔了一跤,足足養了一個多月才好。他說:「就像選擇天文學專業,明知宇宙是無限的,還是想去探個究竟。」
2000年考上縣狀元時接受縣電視臺採訪
本科畢業後,彭影傑申請到歐洲和北美多所名校的全額獎學金,並選擇了伊拉斯謨(Erasmus Mundus)歐盟獎學金,前往德國、法國和瑞典讀研究生。2005年在德國學習期間,他參與了德國發射升空的首顆微型衛星設計和製作。
讀完碩士後,彭影傑前往愛因斯坦的母校,瑞士聯邦理工學院讀物理學博士。「那裡也是我學術生涯的起步。」彭影傑發表了兩篇論文,內容為星系的形成和演化,成為後來幾年該領域最好的專業文獻之一。讀博士的5年間,他也獲得了中國國家優秀自費留學生獎學金等榮譽,2012年畢業時被授予瑞士聯邦理工學院獎章和獎金,這是瑞士博士的最高榮譽,只授予前5%的優秀博士畢業生。
2010年,彭影傑在夏威夷天文臺觀測
博士畢業後,彭影傑從1%的錄取比例中突圍,申請到英國劍橋大學卡文迪許實驗室研究員崗位。2015年,他在科學雜誌《自然》以第一作者身份發表論文,這篇論文和他此前的幾篇論文一起,讓他獲得了2016年歐洲天文學獎。
在國外的10餘年學習和工作,不僅讓彭影傑接觸到了學術前沿,也讓他與許多頂級「大咖」成為朋友。2012年,受2006年諾貝爾物理學獎得主約翰·馬瑟和喬治·斯穆特提名,他參加了第62屆林道諾貝爾獎得主大會,並在大會的大師講堂上做學術報告。而他後來進入的卡文迪許實驗室,更是世界最頂尖的實驗室之一,培養出了30名諾獎得主。
彭影傑和諾貝爾物理學獎得主喬治·斯穆特教授在一起
彭影傑和德國教育和科研部長安妮特·沙範合影
彭影傑與諸多全球頂尖著名科學家在一起
2015年10月,彭影傑婉拒各方挽留,回國到北京大學任職。
彭影傑說,出國前期,他主要靠獎學金生活。後來讀博士和博士後工作期間,有了更穩定的工資收入,每年約40萬元人民幣。「我就想把爹媽也接來享福。」2013年,彭影傑把父母接到英國住了半年,但因為語言不通、習慣迥異,兩人很不適應。父母回國後,便反過來做兒子的工作,給他講國內越來越好的發展環境,「我是家中獨子,自己也非常想為祖國的科研進步貢獻自己的力量,而且國家也非常支持我們海外的學子回來,我就下決心回國了。」
兒子回到北京,彭樹群和妻子喜出望外,立即趕到北京全家團聚,住了兩個多月才回樂山。在父母的陪伴下,彭影傑也逐漸適應了新生活,「出去太久了,都不能吃辣了,回來又慢慢適應,現在去學校食堂吃飯,覺得還是回鍋肉、魚香肉絲香。」
相比生活,彭影傑在工作上適應更快。今年年初,他入選第十二批國家「千人計劃」青年人才。如今,他正在籌建自己的課題組,已經招到了3名博士生,還有1名博士後即將敲定。「每天很忙,除了吃飯、睡覺都在工作。」
彭影傑(照片來源於北京大學新聞網)
那塊歐洲天文學會獎的獎牌和發表論文的《自然》雜誌被彭影傑收到了辦公室的書櫃裡。記者要看,他才翻出來。對彭影傑來說,這個獎只是錦上添花。「我兩年前找工作的時候,還沒有這塊獎牌,主要靠自己的研究成果當敲門磚。」彭影傑說,國際天文學的圈子並不算太大,一個人的水平如何,大家都很清楚。
因此,當彭影傑求職的消息傳回國內,國內天文學有名的高校都向他發出了邀請。最終,他選擇了北大。
回國並不是人人都能理解的選擇。「客觀上講,國內外的天文學研究條件還是有很大的差距,中國目前最大的通用型光學望遠鏡口徑為2.4米,而歐美已有10多架8到10米級的光學望遠鏡。」彭影傑當初仔細考慮過,「我和幾個大型國際團隊有著長期的密切合作,可以繼續通過合作拿到國外的數據,對研究影響不大。而且我是獨子,父母也希望我回來」。
更重要的是,隨著綜合國力的提高,中國正在加大對天文學的重視和投入。
「貴州的500米口徑球面射電望遠鏡已經建好,是世界第一,12米口徑的光學望遠鏡已經立項,建成之後也是世界第一。有了硬體基礎,天文學很快就能出成績。」彭影傑說,當年日本天文學能夠突飛猛進,重要原因之一就是建成了世界上最大的口徑達到8.2米的單一鏡片光學望遠鏡——昴星望遠鏡。
他希望能為中國天文學的發展貢獻自己的力量。2015年,彭影傑通過「千人計劃」回到了祖國,在北大一棟中式建築裡,手把手帶起了博士生。
他曾經有進入金融圈的機會。在瑞士讀博三的時候,由於研究一直沒有突破,他擔心沒有過硬的研究成果很難找到教職,就試著到金融界求職。但是,拿到摩根大通的高薪職位後,彭影傑又猶豫了。
「我跟一位70多歲的著名義大利天文學家聊天,他談起自己喜愛的天文學依然眉飛色舞。」彭影傑很羨慕老師的狀態,他知道就算在金融界掙再多錢,真正讓自己開心的還是天文學,最終他又回到了實驗室。
他始終記得當年在北師大第一次通過高倍望遠鏡看月球的經歷。「月亮不再是萌萌的、圓圓的朦朧美,而是坑坑窪窪,連月球上的環形山的細節都看得清清楚楚。」彭影傑一下子有了一個完全不同的角度看世界,「感到人類自身的渺小,那種震撼,已經遠遠大過了物質享受」。
安靜的實驗室裡,只有鍵盤敲擊聲,多塊屏幕上顯示著不同內容,有數字、有表格、有圖示、有動畫……終於,模擬演示動畫中,在距今幾十億年後,仙女座星系和銀河系融合到了一起。
2016年歐洲天文學會獎揭曉,他成為了獲此獎項的第一名中國人。
正是通過大數據分析和計算,彭影傑第一個發現了星系死亡原因的直接證據,並獲得了歐洲天文學大獎。
「星系大致分為兩種,大家經常見到的漩渦形狀的是活的恆星形成星系,比如我們所處的銀河系。」彭影傑手指飛快地搜索出一幅幅天象圖,又從文件夾裡調出自己製作的天文動圖,展示給記者看,「而死星系大部分為橢圓星系,其恆星形成已基本停止,質量也不再增長」。
天文學界,關於星系死亡有兩種推測,一種認為是維持星系形成恆星的燃料——氫氣體被耗盡,無法得到補充,星系因為內部的燃料耗盡而窒息死亡。另一種認為是由星系中心的超大質量黑洞回饋產生了強烈的氣體外流,星系內部的氣體在短時間內被排空,星系隨即死亡。但究竟哪一種機制導致了星系的死亡,一直沒有找到明確的觀測證據。
2000年,美國位於新墨西哥州阿帕契點的天文臺利用其2.5米的口徑光學望遠鏡,啟動了一項對宇宙100多萬個天體的長期巡天觀測計劃。彭影傑和他的團隊選取了10多年的觀測數據,希望從中研究出星系的死亡過程,並發現殺死星系的「兇手」。
「大家經常用『天文數字』來形容多,科學家面對的天文數據真的多到無法想像。」彭影傑介紹,這就像要從海灘上的沙粒中,挑選合適的來完成一幅找到殺死星系的兇手的拼圖,該選哪些沙粒、要選多少沙粒、拼圖是什麼樣子、該怎麼拼,完全是茫然的。
研究過程中,彭影傑試了各種方法,吃飯的時候想,睡覺的時候想,洗澡的時候想,有時候半夜想到一個東西也要爬起來記錄,但一直沒找到合適的突破點。
有一天,他突然想到可以用星系恆星「金屬豐度」來分析。在天文學裡,比氫和氦重的氣體都稱為金屬,是一個可以被觀測到的物理量。
他和團隊從100多萬個天體的觀測圖中,挑出了幾十萬個能顯示星系恆星的金屬豐度的觀測圖。經過複雜的比對計算,他發現,死亡星系的恆星金屬豐度要顯著高於活星系。
「如果人窒息死亡,血液裡二氧化碳濃度就會顯著高於正常人體。同理,死亡星系恆星的金屬豐度升高,就意味著星系的外部氣體供給被阻斷,星系在耗盡了內部的剩餘氣體後,最終窒息而死。」彭影傑以此為基礎撰寫了論文,刊發在《自然》雜誌(nature)上,並被封面推薦。
這是天文學家首次找到直接的觀測證據,從而確認了導致星系死亡的主要原因。2016年,這篇論文幫他拿下了歐洲天文學獎,成為拿下天文學界至高榮譽的第一個中國人。
巡天數據對全世界的天文學家都是公開的,研究星系死亡課題的學者也有很多。為什麼彭影傑成功了?
彭影傑解釋說,「能想到從金屬豐度這個點進行突破,來源於長期思考、不斷試錯,對天文學的最新理論知識和觀測結果都要有深入的理解」。
彭影傑在2016歐洲天文學會獎頒獎現場(受訪者供圖)
彭影傑思維清晰、語速輕快,既有很專業的表述,也有很通俗的解讀。對於多數人覺得枯燥的天文學,他說得最多的詞是「有趣」,而說到一些有趣的地方,他還會自己先笑起來,就像一個靦腆的鄰家大男孩。
記者:34歲就成為博導,獲得這麼多榮譽,你是怎麼走到現在的?
彭影傑:一直堅持,就到現在了啊。(笑)怎麼堅持呢?既有理想的驅動,也有現實的逼迫。理想就是,你對這件事有興趣,知道做好了能推動社會進步,並期待在取得新的突破和發現時的那份激動。現實就是,科研競爭的激烈程度,不亞於最殘酷的商業競爭,你只有做到領域最前沿,才能在科研的道路上走得更遠。
記者:有沒有遇到過什麼困難?
彭影傑:經常有啊,我曾經都差點想過放棄。特別是讀博士的前三年,還沒有做出拿得出手的成果,那種日子非常煎熬。我聯繫了瑞士一家投行,都準備轉行做金融了,然而本著對科研的熱愛和興趣,堅持了下去,最後終於做出了非常好的成果。搞科研就是一個厚積薄發的過程,而且一旦開始就很難再停下來了,會很享受那種取得新的突破和發現所帶來的喜悅。科研工作者沒有真正退休的,都是退休以後還在接著搞。
記者:回國發展感覺怎麼樣?
彭影傑:客觀的說,有些方面還是有差距。但也感覺到很多可喜的變化。科研方面國家投入了巨大的經費和人力,比如今年我國將在貴州建成全世界最大的500米口徑的射電望遠鏡。此外,像電影《星際穿越》、科幻小說《三體》和引力波,這些東西越來越受到全社會的關注。我個人認為,未來很長一段時間,將是中國天文學上升的一個黃金時期,我也希望有越來越多人投身進來。