（方勵之2011年 10月 05日 美國之音的採訪美國之音的採訪 ）
索爾·珀爾馬特，以及亞當·里斯以及布賴恩·施密特等三位美國天體物理學家獲得今年的諾貝爾物理學獎。他們的研究成果是獲得明確的證據顯示宇宙在加速膨脹。美國之音就此採訪了國際知名的美籍華裔天體物理學家、亞利桑納大學物理學教授方勵之，請他介紹了三位美國學者的研究以及天體物理學一些有趣的基本概念。
方勵之教授與夫人李淑嫻在他們合著的《宇宙的創生》英文版中有關宇宙膨脹問題的解說，被美國著名物理學家弗里曼·戴森譽為最好的科普解說。
圖：方勵之教授
問：方教授，諾貝爾獎評獎委員會宣佈今年獲得物理學獎的三位是美國天體物理學家。他們的主要研究成果要是用三言兩語簡單地說，你要怎麼說？
答：宇宙學研究的最重要的發現是發現宇宙的膨脹。這是1929年美國天文學家埃德溫.哈勃發現的。現在這三位研究者藉助更遙遠的超新星發現不但是宇宙膨脹，而且是加速膨脹。也就是速度越來越快地膨脹。
問：我還記得在1980年代末，你在北京主編湖南科技出版社出版的科普讀物“第一推動叢書”的時候，宇宙膨脹到底是在加速還是減速好像還沒有定論。這三位美國天體物理學家他們的研究突破好像都是在過去的二十年裡取得的，是這樣嗎？
答：他們取得的（關鍵性）觀測數據是過去的十幾年取得的，不到二十年。從90年代初開始。
問：他們要拿定宇宙加速擴張的證據，為什麼要選1a型超新星？
答：因為超新星有兩個特點。一個是很亮，就是很遠的超新星你也還是能看得到。第二是超新星有很多種，有一種1a型的超新星，它們的光度基本是一樣的（恆定的），可以說幾乎是一樣的。也就是說，它們爆炸的時候都是這麼亮。這好了。你要是找到這樣的超新星，看到這樣的超新星，就可以把它們當作我們研究天文學的人所說的 “標準燭光”。也就是說，它們的亮度都一樣。這樣，你就可以更容易地研究宇宙膨脹。
問：我要追問一句，宇宙在加速膨脹，這可是個比天還要大的問題。為什麼古往今來的科學家、天文學家居然都沒看到哪？
答：這是科學問題，你要有證據哪。他們三個（獲獎的天體物理學家）主要是找到一些證據。剛才我們說到超新星。超新星研究實際上也是很晚的。找到這種類型的，或者是能很遠就看到的，也是很晚近的事情。
問：為什麼？因為觀測的限制麼？
答：是。因為這種超新星實際上很少。實際上，在一個星系裡，例如，我們的銀河系就是一個星系，超新星在一個星系裡大約1000年才有一個。而這一個還不一定就是我們剛才所說的1a型，而可能是別的類型的。所以，這樣你就要等。（人生有限）你等1000年當然不行。所以，他實際上觀測了五萬個星系，每天去監視。假如說一個星系平均1000年出現一個超新星，那他一年內能看到五十個超新星爆發。這是平均而言。然後，再在這幾十個爆發的超新星裡篩選。要篩掉大部分的超新星，才能找到這種1a型的，Type 1a。他們從1990年代開始積累數據，也就是隻找到了幾十個有用的。
問：你剛才說的，都是光學觀測嘛？
答：都是光學觀測。
問：推動我們所知的宇宙加速擴張的所謂的暗能量到底是什麼呢？天體物理學研究者有什麼研究進展？
圖：李淑嫻和方勵之1986年在華盛頓美國科學院愛因斯坦雕像前的合影。愛氏手上一張紙寫有三個公式（從下到上）：E=mc2；光電效應；廣義相對論方程。注意：廣義相對論方程中沒有宇宙常數項
答：現在只能說沒有答案。這最初是愛因斯坦在他的廣義相對論方程式裡寫的一項（即所謂的“宇宙常數”）。只要有這一項，就會顯示宇宙加速膨脹。不過，愛因斯坦後來很討厭這一項。所以，你看華盛頓美國科學院前面的愛因斯坦雕像（見相片），愛因斯坦手中有三個公式。他在廣義相對論公式裡就不寫這一項。雖然這一項是他最先寫進去的。但他後來再也不寫了。
問：那麼，就推動我們宇宙加速膨脹的暗能量而言，通過觀測超新星，我們可以說我們間接地證明了暗能量的存在了嗎？
答：你也可以這麼說。不過，你用的“證明”這個詞，這在我們這個領域太強。通過觀察超新星，證實宇宙在加速膨脹；有一個解釋是，這可能是因為有暗能量存在。這麼說比較妥當一點。
問:現在天體物理學家們的共識可以說是，我們所看到的宇宙大部分是由我們看不見的暗物質和暗能量組成的。暗物質和暗能量到底是什麼關係？暗物質跟宇宙膨脹、擴張有什麼關係？
答：暗物質早就發現了。實際上早在1930年代就有人懷疑有暗物質。真正比較確定它的存在是在1970年代、80年代。星系的形成靠引力把物質收縮起來。假如沒有暗物質，只是靠普通的物質，引力太小，不足以形成星系。所以，一定要有暗物質這種東西。暗能量則是起另外一種作用，跟暗物質相反，不是導致收縮，而是導致膨脹。這兩種東西作用相反。要是跟普通人說，就可以說暗物質跟普通物質還算接近。暗物質就像普通物質一樣。有物質，就有壓力。比如汽車輪胎。你把氣打進去，輪胎的壓力就大了。暗能量則是相反的。暗能量的質量跟壓力是相反的。暗能量質量密度越大，它的負壓力越大。假如汽車輪胎裡是暗能量，你要抽出東西來，它裡面的壓力才會加大。
問：現在我想，連信奉神創造天地的聖經的梵蒂岡也不否認宇宙起源於大爆炸了。這也是方教授當年在中國國內所說的如今很多神學問題、哲學問題，已經變成了科學問題。當年方教授的這種說法還受到了中國執政黨共產黨的權威哲學家的批判。這一切說起來很好玩。但今天沒有時間說。我現在想問的是，要是說宇宙起源於大爆炸，假如我用一個炸彈爆炸來作比喻，我可以說，宇宙如今還是處於爆炸依然在進行，彈片依然在加速擴散的階段嗎？
答：粗略地說，你可以這麼說。它一直在飛散。
問：你說是粗略地說。那麼，要是詳細地這麼說，會有什麼錯呢？
答：因為它的爆炸是說空間時間的爆炸，不是彈片飛散。
問：為什麼不能說彈片飛散？
答：你也可以這麼說，因為從形象上來說，好像是每個星系都像彈片一樣往外飛。你可以畫出這樣的一種圖像來。但它這種往外飛，實際上是空間在膨脹。
問：宇宙爆炸要到了什麼時候才會停下來呢？假如還是用炸彈爆炸碎片飛散作比喻，什麼時候碎片擴散會減速？
答：如果按照現在的這種加速膨脹的模型去推到極端的未來，那就沒有停下來的時候。
問：沒有停下來的時候？
答：沒有停下來的時候。直到最後，彈片一直在分散，而且在加速分散 。也就是說，兩個星系之間的距離越來越大，而且是距離加速變大。最後，誰也看不見誰了，因為彼此太遠了。從暗能量的概念出來之後，就有人算過。按照這樣的擴散，經過幾十億年，天上就什麼也看不見，什麼也沒有了。
問：那我就來了一個問題。假如它能永遠這麼分崩離析下去，而且是加速擴散，那麼，它的能量是從哪裡來的呢？
答：能量是從真空裡來的。
問：你是說，能量是無限的。你是這個意思嗎？
答：沒有必要說無限。在宇宙學當中，能量守恆定律你可以暫擺在一邊，置之不理。
問：哇，難以理解。難以想像。超出了人的本能直覺啊。
答：（笑）是哪。
問：超出了邏輯。超出了我們所知的物理學定律，不是嗎？
答：（笑）並不超出我們所知的物理學定律。你的能量守恆定律也是晚近三四百年的事情嘛。人家原來也不相信這個。人們相信能量是無限可用的。試圖創造永動機的有的是嘛。
問：方教授，假如有一撥初中生、高中生，有志於今後從事物理學研究，作為一個天體物理學研究者，你願意怎樣向他們介紹天體物理學？換句話說，你會說天體物理學都什麼有趣的研究方向，把他們吸引到你的研究領域來？
答：天體物理和物理是分不開的。可以說，物理學從一開始，它的很多的證據是從天體物理來的。第一，我們可以看牛頓。他是怎麼建立牛頓力學和萬有引力定律的呢？他是靠太陽系行星的運動建立的。也就是說，靠的是天體物理。還有，現在我們老是說量子論。量子論的第一件重要發現就是光譜有很多譜線，從這裡發現所謂的能級、量子化等等。譜線有什麼規律的呢？是靠太陽的光譜，你在地面上看不到。只能用太陽光才能看得到。愛因斯坦的相對論理論就更不用說了，它是靠水星近日點的進動等等，總之全是靠天文學的觀測得來的。到現在，研究粒子，研究微觀最前沿的東西，還是不能離開天體物理。大的東西跟小的東西聯繫是很密切的。天體研究有一個特點，這就是它尺度特別特別大。假如有很微小的差別，因為尺度大，把微小的差別就放大了，就很容易看清楚。
問：謝謝方教授接受我們的採訪。
作者身份補充：受訪者；採訪者未署名。 美國之音對方勵之的問答專訪，頁面未署採訪者姓名。