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经济学人科技 || 2019年诺贝尔奖

 一天一篇TE 2020-12-08

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导读

感谢思维导图作者

Summer(琚儿),女,QE在职,梦想能仗翻译/音乐 /健康走天涯

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Supercharged!

超能!

英文部分选自经济学人191012science and technology版块

本次文章过长,只截取了其中几段,全文请点击右下角“阅读全文”

The 2019 Nobel prizes

2019年诺贝尔奖

Supercharged!

超能!

Batteries, exoplanets, cosmology and cell biology all win Nobel laurels

电池、系外行星、宇宙学、生物细胞领域均有学者斩获诺奖

The physics prize was split two ways, but both halves went for discoveries beyond Earth. One was for a finding that is, by astronomical standards, quite close by—a planet going around a star a mere 50 light-years distant. The other was for an overview of the entire universe.

2019的诺贝尔物理学奖颁给了两个不同领域的科学发现,但它们都超越了地球之外。第一个发现是找到了一颗离它所环绕的恒星只有50光年的行星,这个距离用天文学的标准来看,非常之近。第二个发现是关于整个宇宙的图景。

In October 1995 Michel Mayor and Didier Queloz, a pair of astronomers then working at the University of Geneva, presented a paper at a scientific conference in Florence. A few months earlier, they had discovered a planet beyond the solar system. It was a gaseous ball twice the size of Jupiter and was going around a star called 51 Pegasi, at a distance of about 8m kilometres—a twentieth of the distance from Earth to the sun. As a consequence of this proximity it orbited 51 Pegasi once every four terrestrial days and had a surface temperature in excess of 1,000°C. The discovery was a puzzle for astronomers. Until then they had thought that such large, Jupiter-like planets could form only far away from their host stars.

199510月,两位当时供职于日内瓦大学的天文学家Michel Mayor Didier Queloz在佛罗伦萨举办的的一次科学会议上发表了一篇论文。论文是关于他们在数月前发现的一颗太阳系外行星。这颗行星呈气态,体积是木星的两倍,环绕着恒星飞马座51运行。它距飞马座仅有8百万公里,这个距离是地球与太阳距离的1/20。正是因为距离近,该行星每四天就能绕飞马座51运行一圈,且表面温度超过了1,000°C。这个发现让天文学家很困惑。因为在这之前,他们都认为类木星的行星只可能存在于距离主序星很远的地方。

That discovery of 51 Pegasi b, as this planet is now known, launched the field of exoplanet astronomy. To date, astronomers have found almost 4,000 other such planets—and the wide variety of sizes, orbits and compositions of these objects continues to surprise researchers, who have yet to come up with a comprehensive physical theory of how planetary systems form.

这颗行星现在被命名为天马座51b,它的发现拉开了系外行星天文学的序幕。至今,天文学家已经发现了4000颗左右这样的行星——这些行星的大小,运行轨道和组成物质一直让研究者吃惊不已。至今,研究者还没有形成一套关于行星系统形成的成熟理论。

Since planets do not shine by themselves, astronomers needed to develop special methods to find them. The one Dr Mayor and Dr Queloz used relies on a phenomenon called the Doppler effect. As a planet orbits its star, that star will also move slightly, as it is pulled around by the gravity of the planet (see diagram 2). This will cause the frequency of the starlight arriving at Earth to oscillate (that is, the star will change colour slightly) in the same way that the frequency of an ambulance siren shifts as the vehicle passes by. Nowadays a second approach, which measures the dip in starlight as a planet passes across its disc, is more common. But the Doppler-shift method, as employed by Dr Mayor and Dr Queloz, is still used as well.

由于行星自身无法发光,所以天文学家需要利用特殊的方法来寻找它们。Dr Mayor and Dr Queloz两位天文学家使用的方法基于多普勒效应。当行星在环绕恒星运行时,恒星也会在行星引力的作用下出现轻微的移动(见图2。而这一移动会使得恒星到达地球的星光频率出现波动(也就是说,恒星会出现轻微的颜色变化),类似于救护车在经过你身旁时它的警报灯频率会发生变化。如今第二种方法更为常见,即测量行星通过轨道面时的星光倾角。但是, Dr Mayor and Dr Queloz所使用的多普勒频移方法现在仍在使用。

The half-prize for the overview of the universe went to James Peebles of Princeton University, who has spent decades developing a theoretical framework to describe how the cosmos evolved from the Big Bang 13.7bn years ago to the state it finds itself in today. According to Sweden’s Royal Academy of Science, which awards the physics prize, Dr Peebles was the person who, in the 1960s, shifted cosmology from speculation to a rigorous discipline.

该奖的另一半授予了普林斯顿大学的詹姆斯·皮布尔斯,奖励其对于宇宙整体图景的研究。他在几十年的光阴里致力于发展一套解释宇宙是如何从137亿年前的大爆炸演变成当今形态的理论框架体系。根据诺奖授予机构瑞典皇家科学院的颁奖词,正是因为皮布尔斯博士,宇宙学才在1960年代从基于一门基于推测的学科转变为一门有严格原理的学科。

Until the first decades of the 20th century, astronomers had assumed the universe to be stationary and eternal. This was shown to be incorrect in the 1920s, with the discovery that all galaxies are moving away from each other. In other words, the universe is expanding. Rewind the clock and this means that, at the start of time, now called the Big Bang, the universe would have been incredibly small, hot and dense.

直到20世纪前十年,天文学家一直认为宇宙是静止和永恒的。1920后,这一观点才被证明是错误的。当时人们发现所有的星系都在彼此远离,换句话说,宇宙在扩张。如果向前回溯,这意味着在时间的起点(现在称为大爆炸),宇宙非常之小,炽热且密度高。

Around 400,000 years after the Big Bang it had expanded and cooled enough for light to travel through space unimpeded. Astronomers can detect the glow of that first light today but, because its wavelength has been stretched by 13bn years of the expansion of space, it manifests itself not as light but as a glow of microwave radiation that fills the entire sky. This cosmic microwave background was discovered, by accident, in 1964 by radio astronomers, who used earlier theoretical work by Dr Peebles to explain their discovery. Dr Peebles also showed that tiny fluctuations in the temperature of the microwave background were crucial to understanding how matter would later clump together to form galaxies and galaxy clusters.

大爆炸40万年后,宇宙已经膨胀到足够大并且也冷却到可以让光线畅通无阻的穿过。今天的天文学家是可以检测到宇宙第一束初光的余晖,但由于它的波长已被膨胀了130亿年的宇宙空间拉长,它现在表现出来的已不再是光,而是充斥着整个天空的微波射线。1964年,这一宇宙微波背景辐射被射电天文学家偶然发现,并用皮布尔斯博士早期的理论对其加以了解释。皮尔布斯博士还发现宇宙微波背景辐射温度的微小浮动对于大爆炸后物质如何聚集在一起形成星系和星系团至关重要。

Since the early 1990s, space-based observatories have built up increasingly precise portraits of the cosmic microwave background and, true to Dr Peebles’s predictions, these show that temperature variations of just one hundred-thousandth of a degree map onto the observed distribution of matter and energy in the universe.

20世纪90年代初以来,太空望远镜逐渐更精准地描绘了宇宙微波背景图像,证实了皮布尔斯博士的推测:仅仅1/100,000度的温度变化就能影响所观测到的宇宙中的物质和能量的分布。

Rewarding cosmic shifts in understanding might seem to be a normal day’s work for those who give out the Nobel prizes. But Martin Rees, Britain’s Astronomer Royal, sees something new in this year’s awards in physics. The award to Dr Peebles, he says, will be welcomed by physicists as recognition of a lifetime of sustained contributions and insights by an acknowledged intellectual leader, rather than a one-off achievement.

把诺奖颁给为人类对宇宙认知带来了变化的新发现,对于诺奖的工作人员来说不过是平凡的一天。但是对于英国皇家天文学家的马丁·里斯来说他看到了今年的诺贝尔物理学奖的新气象。他说,皮布尔斯博士的获奖是对物理学家的鼓舞,因为诺奖这次不再是对单次科学成果的奖励,而是对一位公认的知识领袖以及其一生源源不断地奉献和真知灼见的整体认可。

Such lifetime-achievement awards are more usually associated with the Oscars than the Nobels. But that is not inappropriate. In many ways the Nobel prizes are a Swedish version of the Oscars—with seriousness substituted for superfice, substance for style, and genuine modesty among the winners for the false sort.

这种终身成就奖通常更多的会出现在奥斯卡奖中,而不是诺贝尔奖。但这一颁发并没有不恰当之处。在很多方面,诺贝尔奖就是瑞典版的奥斯卡,只不过严肃代替了浮华,实质代替了虚饰,而获奖者的真诚谦虚代替了演员们的虚伪假面。

翻译组:

Frank,男,小硕,经济学人的死侍

Lee ,爱骑行的妇女之友,Timberland

Zoey,女,材料专业在读博士生,英语语言爱好者

校核组:

Rachel,学理工科,爱跳芭蕾,热爱文艺的非典型翻译

Alex,男,工科研究生,文学与科学爱好者,经济学人忠实读者

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观点|评论|思考

本次感想由Piggy独立完成

Piggy,爱吃鱼,爱跳舞,爱睡回笼觉的小能猫,NUS食品系

经过激烈的神仙打架,科学界的奥斯卡、诺贝尔奖的颁奖又落下了帷幕。

三位天文学家因探索系外行星或构建宇宙模型而平分了诺贝尔物理奖,三位医学家因解析了细胞对氧气变化的反应原理而平分了诺贝尔生理学或医学奖,另外三位因对于锂离子电池发明的卓越贡献而平分了诺贝尔化学奖。这次的结果告诉我们,合作杀敌是得诺奖的重要因素(误)。

诺贝尔奖是科学界至高的荣誉,但除了每年吃瓜诺奖,科研似乎离大众的生活十分遥远。科学家们好像都活在迷雾中,神秘莫测、戴着厚厚的眼镜、身着白大褂、每天捣鼓着一堆稀奇古怪的符号或颜色诡异的溶液或奇形怪状的仪器但科研者们的日常究竟是怎样的呢?

高中时初次去研究所实习,面对着走路带风的白大褂们也是迷妹脸。但一回头,导师叼着烟吧嗒嘴:先问问自己能不能重复同样的实验千百遍,面对99%的失败率能坚持多久,以及,想赚钱趁早走,科研穷一生

是的,科研工作的大部分日常,是重复、失败、迷茫、脱发、贫穷…...

 

二十几岁是大部分人在社会拼搏升级的宝贵年华,但以科研为目标的读博狗们却需靠着微薄的奖学金,继续埋头实验。每天过着实验室-床的单调生活,熬着最深的夜、顶着最黑的眼圈、秃着最光的头、面对着不知能否做出成果的实验、和不知何时能顺利发表的数据即使拿到学位,博士们也将面对失业的窘境:2019的调查显示,不到15%的博士能够顺利在学术界谋得职位(Hayter and Parker, 2019),而大部分人需挣扎着转向公司讨生活。可尴尬的是,博士期间培养的技能及人脉,在业界几乎是无用的,于是,许多博士不得不面对高龄、高薪要求但无能这一尴尬局面。我自己的导师,在博士毕业之后熬了六年的博后,才拿到第一份教职(七年后又被炒了,血泪史过于坎坷,按下不提)。

所以,到底是怎样的学术大神才能拿到诺奖这样至高无上的荣誉?才华与努力当然是必须的,但也需要运气。此次获得诺贝尔物理奖的师徒俩:米歇尔·马约尔 (Michel Mayor) 和迪迪埃·奎洛兹 (Didier Queloz),在20世纪90年代首次证明了系外行星(飞马座51b)的存在,从此打开了人类探索宇宙新世界的大门。其实当时还有另一位天文学家(杰弗里·马西,Geoffrey Marcy,他比师徒俩更早进行研究,也已收集了好几个系外行星的数据,但因为缺乏算力处理数据,使得自己的结果发表比师徒俩晚了两个月,错过了成为发现新世界第一人的机会。这个故事告诉我们,平时多烧香积德是得诺奖的重要因素之一(误)。

而另一位物理诺奖得主,是建立了标准宇宙学模型的老爷子詹姆斯·皮布尔斯 (James Peebles)。当然,这套模型的建立,离不开背后无数宇宙学家们的研究积累,只不过在该领域比老爷子(84岁)贡献更大的人都已不在人世。今年的另一位诺贝尔化学奖的获得者,约翰·古迪纳夫(John B. Goodenough),则以97岁高龄刷新了获奖者的年纪记录。因此我们学习到,健康生活、长命百岁是拿诺奖的重要因素(误)。

最后的问题,拿了诺奖是否就能衣食无忧、躺平吃喝玩乐一辈子?

今年的诺奖奖金是900万瑞典克朗,约合人民币650万左右。按照现今北京五环内接近6/平米的房价,也就能在一般地段买个100平米左右的普宅吧,连豪宅都买不起(更别提一个奖是好几位科学家平分)。所以,当初导师说的那句做科研穷一生貌似还是很贴切的。

困难重重、前途未卜、穷困潦倒,听起来似乎十分悲凉的科研者的一生,究竟为何还不断有人加入这支队伍呢?其实,大部分人,并没有野心想成为改变世界的伟大科学家,只是单纯地觉得这条触碰着未知的道路有意思,仅此而已。科研给人最大的回报,也许就是窥探到新世界一丝丝风景时的满足感吧。每天都多学习一点、多成长一点,这样的人生不是挺好玩的吗?97岁的古迪纳夫老爷子至今还为着自己的梦想(固态锂离子电池)而奋战在科研第一线,你我又有何脸面躺平耍废呢?

加油吧大家,愿我们都能光吃不胖、彩票全中、理想都能实现、度过不悔的人生。

此处歪一歪楼,推荐大家去看今年的搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel Prize),每年围观一群发过Nature Science等顶刊的科学家聚在一起胡说八道真是人生一大快事。今年的画风一贯精彩,得奖研究包括:树袋熊为何会排方形便便、食用意大利披萨有助延年益寿、活蟑螂与死蟑螂的消磁速度不同等不过,本人目前的最爱仍是2018的经济学奖:该项研究表明,通过扎小人诅咒残暴老板这种行为,可以帮助员工修复情绪、提高斗志和工作效率。(友情提醒:此操作请勿在老板面前进行)。

那么,祝大家今天也是愉快工作学习的一天

Reference

Hayter, C. S., & Parker, M. A. (2019). Factors that influence the transition of university postdocs to non-academic scientific careers: An exploratory study. Research Policy48(3), 556-570.

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