黑洞是什么？面对采访时我们提出的第一个问题，苟利军立刻给出了一个答案：“黑洞是一种连光都逃脱不了的天体。”如今，作为一位“75后”科普达人，天文学家苟利军总会遇到各式各样关于黑洞的问题，但他无一例外都会耐心为大家解答。自年第一张黑洞真容照片问世后，默默研究天文学科的他破圈进入了大众视野，他向更多人讲述关于黑洞、引力波、伽马射线暴……这些知识，从种下天文种子的少年，到传播讲述天文知识的老师，苟利军的天文梦不断影响着更多人。如何研究一个黑洞？在中国科学院国家天文台办公楼，苟利军的办公室门口贴着两张黑洞的照片。聊天话题从这两张照片开始。“其中一张是年发现的M87中心的黑洞，也就是大家见到的第一张黑洞照片。当时，全世界似乎都在为此狂欢。第二张照片是年5月份发布的银河系中心的黑洞照片。”提及当时看到黑洞照片的感受，苟利军如今依旧难掩激动。“我与黑洞可以说是‘朝夕相处’，从美国读博士后期间开始做黑洞相关的观测研究至今，当我终于看到它的‘庐山真面目’时，心情很难描述。”“实际上，银河系中心的黑洞是距离我们更近的黑洞。为什么距离我们更近一些的黑洞反而花费了更久时间才拍摄到呢？”不等我们发问，苟利军抛出了这个问题，随后立刻给我们进行解答，“虽然M87中心的黑洞离我们远一些，但是它的质量大一点，转动速度慢一点。在拍摄以及后期处理过程当中，会相对更容易一些的。”由给黑洞拍照谈到苟利军目前从事的主要工作——测量黑洞的基本性质，“我们通常通过‘无毛定理’又称‘三毛定理’来描述黑洞的性质。由于进入黑洞的一切物质都会丢失所有信息，只剩下质量、电荷和角动量三个物理量。黑洞周围有很多带电粒子，假如黑洞带电，很容易吸附周围其他的异性电荷，最终达到电平衡。所以，只需要知道质量和自转速度这两个参数，就可以完整描述黑洞，从而将不同的黑洞区分开来。”“那么，当我们确定一个巨大的黑洞后，用什么方法测量它的质量呢？”他继续说，“其实原理挺简单，就是通过围绕黑洞转动的恒星的速度和轨道半径，利用开普勒定律来计算。跟高中物理中测量太阳质量和地球质量的方法，原理上都是一样的。当然在具体的观测和之后的数据拟合还是比较复杂。这种方法在天文学当中被称为‘动力学方法’。”在采访过程中，涉及到众多天文学科的专业知识，苟利军大多都会以这种自问自答的形式，清晰明了地给出解答。顺着他的思路，每一个漂浮在宇宙空间的思绪都可以进行科学注释，每一个关于宇宙的问题都得到了详细解答。热爱方能长久在黑洞照片揭示之前，由著名物理学家、基普·索恩指导的科幻电影《星际穿越》中出现的黑洞真实特效曾一度令人震惊。曾经，索恩和霍金为了一个致密天体究竟是黑洞还是中子星立据打赌，霍金坚定地认为它是中子星。直到20世纪90年代，越来越多观测证据表明这个致密天体是黑洞，霍金签字认输。认真严谨的科学家对于科学知识的态度也是如此。这个致密天体来自于一个叫做“天鹅座X1”的X射线双星系统——包含一个能产生X射线源的致密天体和一个蓝巨星。几十年来，科学家们一直希望能够精确“描画”出这个黑洞的性质。苟利军研究员及合作者精确测量了“天鹅座X1”，这是迄今为止人类发现并确认的唯一一个黑洞质量超过20倍太阳质量且自转如此之快的X射线双星系统。在最后他们召开新闻发布会的时候，索恩也对他们的结果做了评价和宣传。苟利军与索恩的缘分不仅如此。在看过基普·索恩的原著后，他兴奋地给索恩写信，抱着试一试的态度希望能够翻译他的书籍，最终电影同名书籍《星际穿越》顺利出版，让大家了解了更多电影中涉及到的专业知识。也由此，苟利军越来越多地从事了天文学科相关的科普工作。在苟利军看来，能够在某一领域取得成绩，兴趣是最好的老师。他对天文学的热爱起源于一本已停刊的杂志《飞碟探索》。从父亲口中听闻那些遥远的天文名词后，一知半解的苟利军心中种下了一颗天文学科的种子。“可以说，小时候的爱好驱动着我从事于天文学的研究。在高考的时候我就报考了天文系，硕士毕业后去了美国，完成博士、博士后的阶段。随后，我还是希望回国工作，能够为国家的天文事业做出贡献，所以就进入了国家天文台，如今，我在这里已经工作了11年。”谈及我国天文学科的发展，苟利军表示，自年，我国首颗X射线空间天文卫星“慧眼”的成功发射，大幅度提高了国内观测水平。如今，六年过去了，中国在这方面的研究一直在不断前行。“我所从事的研究大多是使用慧眼卫星数据，这些数据都是通过X射线在空间观测得到的。接下来，国家天文台还将计划于今年年底发射‘爱因斯坦探针’卫星，另外一颗是与法国联合发射的SVOM卫星。实际上，从慧眼卫星到接下来一系列其他卫星，对于宇宙空间的测量探索，中国的研究一直在前进。”苟利军自称是一个内向的人，平常不善言辞，但面对天文学科，他更愿意站在聚光灯下，给更多人带去专业的知识普及。这一路至今近40年时间，苟利军庆幸自己将兴趣做成了职业，找到了终身奋斗的目标。同时，他更希望越来越多的年轻人能够投入到天文学科的研究之中，让天文学的种子扎在更多人心中，期待着它生根发芽，最终迎来硕果累累。
Q-北京青年周刊
A-苟利军
播种科学的种子Q您听到过的对于黑洞最大的误解或者谣言是什么？A我们知道黑洞周围是有喷流的，很多人会以为喷流是从黑洞里面出来的。就像大家觉得火山喷发一样，你会认为，喷流是从黑洞里面喷出来。其实不然。因为任何的东西一旦掉到黑洞里面，都逃脱不出来。所以，它自身是喷发不了这种所谓的喷流，而是黑洞周围是吸积盘吸积的物质，这些物质由于没有掉入到黑洞里面去，沿着黑洞的磁场最后喷发出去了，形成了喷流。Q您觉得，科普和科研之间有怎样的关系呢？A科研和科普是互为促进的，这个还是蛮重要的。以前做科普的年轻人很少，可能是研究人员在退休以后，才会做一些相关的科普工作。近些年，随着国家的重视，我们注意到社会上涌现出来不同的科普机构，还会有很多年轻人写科普的文章或者做科普的视频。科普就是向大众传播科学的一个种子，能够让更多的人对于科学很感兴趣。一方面让大众了解相关知识，另外一方面，培养一些青少年对于科学的兴趣。所以，我觉得科普的这两个作用是非常重要的。我们做科学不能够埋头，还应该激励更多的人加入到队伍里面来。科学提供了科普的素材，反过来，科普又让更多的人加入到科学的队伍当中来。Q如今，我们看到在一些电影作品中，对于未来的描绘是有一定科学依据的，这在一定程度上，是否可以说是对于科学研究的一种激励？A没错，就像我在做《流浪地球2》以及《三体》的科学顾问。作为科研人员，我们肯定是提供相对严谨的科学知识，导演在拿到这种所谓的严谨的科学知识之后，与剧情相结合，进行影视化的编辑，我们尽可能按照科学成果来提供给他们。其实，这也是科普的一种途径。Q从事天文学研究最大的成就感来源是什么？A从事于这个行业，我觉得很多时候还是一种自身的热爱。除了科研之外，把所学的知识可以传递给更多的人，让更多的听众或者大众了解这方面的信息。我觉得这也是比较有意义的吧。Q日常的研究是一个什么样的状态？A通常，我们会提供需要的观测计划，然后会得到观测完之后的数据，接下来，处理数据、分析数据、总结结果，从中得到一些结论或是成果。Q从事天文研究的年轻一代人会面临怎样的困难？A我在带学生的过程中，会发现，有一些学生对天文非常感兴趣，但是随着时间推移，他们有可能会选择其他领域进行就业，因为做真正的天文研究，其实需要的时间还是非常长的。但是，天文学这个基础学科培养的基本学习能力也促使了更多学生找到了真正想要从事的行业，在另一方面来讲，这也是一种选择。Q为什么天文学这个学科要经历如此漫长的研究生涯？A这有可能是天文学研究的一个属性吧。不仅仅是天文学，其实所有的基础研究都需要比较长的时间，利用科学的方法，提出问题，提出解决方案，最后利用相应的数据去解决问题。在学生读完博士之后，有可能需要几年的时间才能真正独立的开展一些研究。Q您是怎么坚持到现在的？A我觉得，一方面是我跟天文学比较有缘分，恰好能找到相关的研究工作。另外一方面，其实我的性格是偏内向的，更适合做研究工作。Q在科研之外，您的日常爱好有哪些？A我在南京大学读研究生的阶段，曾经获得过米跨栏的第二名。其实那是我第一次参加跨栏比赛，当时还是亚军，仅次于专业运动员。平常大家都觉得我跑得挺快的，所以，足球、篮球之类的体育运动都是我比较喜欢的。我在美国的时候也会打网球、羽毛球、棒球之类的。我总说，这些“陆地上的活动”我都喜欢。尤其是我在足球场上，特别能体会到这种跑动速度的乐趣。Q在足球比赛中，您是一个胜负欲很强的人吗？A其实，胜负欲大家都会有。但足球是一个团体项目，讲究队员之间的配合。努力去做好你的位置，我觉得这个是最重要的。最后的胜负不仅仅取决于自身。文王雅静编辑韩哈哈摄影李英武