亚当·里斯对诺贝尔物理学奖得主亚当·里斯的采访，本应在8月的北京进行，彼时里斯在到达中国前，爽快地答应了澎湃新闻记者的采访请求。但当天工作人员告诉记者“里斯逛完故宫之后，还想去吃烤鸭”，采访事宜就此搁置。近日，里斯再次来到中国，参加在上海举行的世界顶尖科学家论坛，并接受了澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者的采访。年龄尚未过半百的他用一个文艺的比喻讲述了自己从事天体物理研究的初衷。“每一个人都曾在童年仰望星空，觉得天外的世界如此绚烂，我也是一样的。我对宇宙的好奇，就像海滩上的一粒沙子想要了解大海，了解彼岸那个更大的世界。”

亚当·里斯（Adam Riess）是美国的天体物理学家，目前就职于约翰·霍普金斯大学和太空望远镜科学研究所。2011年，也就是里斯42岁的时候，他与另外两位科学家共同获得诺贝尔物理学奖，理由是“透过观测遥远的超新星，发现宇宙加速膨胀”。

上世纪90年代末，亚当·里斯与布莱恩·施密特（Brian Schmidt）共同领导的高速红移超新星搜索小组，通过监测Ia超新星，首次证明了宇宙正在加速扩张。这个观察结果与当时普遍认可的理论相反，当时普遍认为宇宙膨胀的速度正在变慢。然而通过在地球上检测超新星的红移现象，他们发现这些诞生于数十亿年前的超新星正在加速远离地球。

同一年，由美国劳伦斯伯克利国家实验室的天体物理学家索尔·珀尔马特（Saul Perlmutter）领导的超新星宇宙学项目，也发现了这一结果。这两项研究成果确凿证明了宇宙加速膨胀的理论。1998年，宇宙加速膨胀的发现被《科学》杂志列为“年度突破”，2011年三位物理学家共同获得了诺贝尔物理学奖，以表彰这一开创性的工作。

暗能量是蛋糕里奇怪的配方

生活中有这样一个有趣的现象：当一辆救护车鸣着笛由远及近向你迎面驶来的时候，你会听到警笛声变响，音调变高；而当车从近而远离去的时候，声音变轻的同时，音调变低。物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化，这就是“多普勒效应”。波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。这一理论由奥地利物理学家、数学家克里斯提安·多普勒（Christian Doppler）于1842年提出。

不仅仅是声音，所有的波动现象都存在多普勒效应。当一颗遥远的超新星的光芒频率变低，出现红移，就表示它正在远离地球，正如鸣笛远去的救护车。天文学家们由此可以通过监测超新星的“鸣笛声”，检验天体之间的相对运动。里斯等物理学家通过观察高红移超新星而得出宇宙加速膨胀的结论，正是基于多普勒效应。

里斯领导的高红移超新星搜索队，利用哈勃天文望远镜发现了人类见到过的最遥远的超新星，也就是人类所能看到的最早期的超新星。这意味着他的团队已经追溯到100多亿光年的宇宙大爆炸。其中一个重要贡献是发现了在早期阶段宇宙是减速膨胀的，这也导致最遥远的超新星看起来比原本计算的要更亮一些。这一结果证实了暗能量-暗物质模型，并开启了天体物理研究的新征程，包括暗能量的存在等。

“暗能量无处不在，实际上，我们所在的这个房间里，就充满了暗能量。”里斯说，但是暗能量本身非常弱，房间里有每个人、每把椅子和每张桌子之间的万有引力，有来自地面和空气中的电磁力，在这些力量面前，暗能量“相形见绌”，人们完全无法感受到。

膨胀宇宙论研究表明，宇宙的组成可能有约68.3%的暗能量，4.9%的重子物质（即我们可见的物质），以及26.8%暗物质，也就是说在我们的宇宙中除了物质和能量，还有暗物质和暗能量。而这些暗物质和暗能量相加，占到宇宙总量的95%。

“就像做蛋糕的食谱，你会发现在所需的材料里，只有5%左右是你知道的常见的东西，剩余的95%都是一些奇奇怪怪的东西。”不仅仅是宇宙的组成，里斯觉得5-95的比例可能符合人们对于很多事物的认知。

小到一个房间，大到一个星系，暗能量无处不在却无法被感知被捕捉。目前一个星系内部足够紧凑，引力足够强。包括恒星、行星等物质，通过万有引力维持在一起，这意味着暗能量永远撬不开一个星系。

那么暗能量在哪里才能被感受到呢？

“只有当我们走向深空，到达外太空，直到物体间的相互引力变得比暗能量更弱的时候，才能感受到暗能量的存在。”里斯表示，暗能量存在于星系之间的空间里，这些空间最大的特点就是“空”，无论是有形的星球还是无形的力，什么也没有，以至于暗能量能够推动这些空间的扩散。

在一番绞尽脑汁的思考后，里斯找到了一个合适的类比。他说暗能量像是一种“影子力量”，就好比人们走在自动扶梯上。只要我们走得比自动扶梯更快，就感受不到这种力量了。这就是物质克服暗能量的原理。但是如果我们什么也不做，那么就会和自动扶梯一起前进。同样，物质之间如果什么也没有，那就会感受到暗能量的力量。

里斯认为，人们对宇宙命运的理解，实际上取决于人们如何理解暗能量的真实本质。现在当人们看向地球之外的宇宙时，会看到很多来自周围星系的光。但暗能量一直在加速扩张，物质与物质之间的空间也会加大，星系之间将会隔得越来越远，以至于来自遥远星系的光已经来不及让人们看到了。最终除了人类自己所处的室女座超星系团之外，所有其它星系团都会极端红移、加速远离，侦测它们会变得更加困难，遥远的宇宙也会变得越加黑暗。

“如果这种情况持续下去，未来我们看向地球之外的宇宙时，就真的只有一片黑暗，这是一件非常让人伤心的事情。”里斯表示，虽然按照目前的理论，结局甚是悲惨。但比起看不到星星的天空，里斯开玩笑说，人们更应该担心的是太阳还有50亿年左右的时间就要“燃尽”了。到时候太阳会慢慢变成红巨星，体积可能会增大到现在的10亿倍，那时候太阳将会吞没地球。但好消息是这些事情在当下的时点看，都还很遥远，人们也尚未充分理解暗能量，因此还能保有盲目的乐观。

“我们不知道暗能量是会让宇宙扩张数十亿年，还是会发生变化并且正在成为一种引力，可以将星系们再拉回到一起。如果是这样的话我们就可能面对另一个完全不同的未来。”

了解宇宙的共同目标，将所有人联系在一起

这次来上海，是里斯第二次到访中国。除了故宫和烤鸭，让里斯印象深刻的还有中国的年轻科学家们。

“虽然我还没有和中国有具体的合作，但我发现这里的人都非常非常聪明，同时对科学非常热忱。”里斯表示，他经常会在预印本网站arXiv上看到一些来自中国科学家的有趣研究，里斯会给他感兴趣沟通的作者发邮件进行交流。但真正在数据上、理论解释上的深入沟通还是需要面对面的交流，所以里斯建议年轻学者们多多参加学术会议，把握当面交流的机会。

对于有过交流的中国年轻学者们，里斯也表示，大部分人在写论文方面实际上做得还是差强人意，这一定程度上也和中国在现代科学方面的起步较晚有关系。

“美国的科学已经发展了很久并长期占据全球主导地位，这意味着年轻的科学家们从进入科学界开始，就可以从前辈那里继承很多东西，包括学术与论文的规范和准则、思考的方式、交流的方式等等，但这些对于中国来说还是新事物。”里斯表示，中国在未来的四五十年里，只要每一代科学家都能一步一个脚印，为下一代留下一些“科学遗产”，那么一个完善的科学界很快就能建立起来。在这件事情上，先行者和后来者的继承与合作很重要。对于全人类探索宇宙而言，更是如此。

太空任务是一件开销巨大且非常复杂的事情，每个国家都需要尽可能地节省开支。如果每个国家都能发挥特长，处理这样一件棘手的任务就会变得十分简单。用于开发和运作适合人类永久居住的国际空间站项目（ISS）就是由美国、俄罗斯、日本、法国、德国等16个国家，从上世纪90年代开始共同推进的国际合作项目。在里斯看来，一个国家可能有能力造宇宙飞船，但是在CCD芯片上或许就会需要另一个国家的帮助。因此，对于太空任务和天体物理的研究而言，进行深入的国际合作是一件很自然的事情。

里斯表示，从某种程度上来说，完成一个太空任务和建设空间站是差不多的，有一个总的设计，分成几部分具体的任务，每个国家完成各自的任务。“最后，所有的科学家们共同向更深远的探索和更伟大的目标进发。”