前沿科学的发展究竟能有多超乎想象？
http://app.openmappr.org/play/100YrsOfSciFi有人说，我们这代人，“被震惊”的阈值已经大大提高了。但其实，我们并没有因为文学作品的充分演绎而丧失对真实科学前沿进展的敏感触觉。当看似已经被小说家言麻木的大脑看到科学家们一点一点把那些「科幻」的概念变成现实，我们感受到别样的心灵震撼。我们曾经苦盼多年杳无音讯的引力波，在2017年被激光干涉引力波天文台（LIGO）直接探测到之时，全世界天文学家都沉浸在一场新年狂欢的亢奋之中。一束高功率激光，在长达4km的真空腔内往复反射数百次，构成一支测量时空的巨大尺子。
用于反射激光的镜面（又称测试质量） Credit: Caltech/MIT/LIGO Lab它的干涉光斑若明若暗，整个大陆上车来车往的震颤、大气层底轻抚而过的海风、几千公里外的雷暴，甚至反射镜被激光照射时微小的形变……这个真实物理世界中的一切不安，都在试图吞没引力波带来的微小信号——那小于质子直径千分之一的时空伸缩。
激光干涉引力波天文台原理示意图。Credit: DeepAstronomy引力波并不难想象，难以想象的是我们能够克服种种技术挑战，真真正正的探测到这几乎不可能探测到的微弱信号。同样，以霍金为代表的一大批物理学家，早在上世纪六七十年代就已在理论上对黑洞的各种性质做了充分的推演，虽然人们迟迟没有见过黑洞的真容，但黑洞早就是天体物理学中被“默认”的设定。但直到从夏威夷到西班牙、从格陵兰到南极点、从洛基山到安第斯的9架世界顶尖毫米波望远镜联合起来，组成横跨地球直径的“视界面望远镜”——
视界面望远镜项目合作望远镜分布图把几千万光年之外超大质量黑洞周围极度扭曲时空中光子环绕形成的“光环”拍摄下来，我们才终于有了那种“眼见为实”的自信心，真正意义上把黑洞从一种“假说”变成了“事实”。黑洞光环数值模拟Andrew Chael黑洞本身，固然已经是“难以想象”的杰出代表，而为看到黑洞而克服的巨大技术挑战，更是令人难以想象。不仅是这些已取得的重大科学进展令我们感到「难以想象」，很多时候，为了进一步推动科学发现的取得，科学界会提出非常极端的技术需求，那些或宏大、或意外的脑洞，同样令我们感到「难以想象」。被视为21世纪天文学“世纪工程”的平方公里阵列（SKA）望远镜，就是绝佳的例子。由成千上万小天线组成的SKA望远镜将以西澳大利亚中部荒漠、南非高原为中心，绵延数千公里，总接收面积达到1平方公里——那将是当今世界上最大的单口径射电望远镜、500米口径的贵州FAST望远镜的14倍。
SKA先导阵MWA，位于西澳（Credit: ICRAR）无数小天线同时产生的数据洪流，让SKA一期工程每年产生的数据量高达300PB——相当于现在整个互联网流量的半壁江山。
SKA望远镜某个阵型下的UV覆盖（决定了望远镜灵敏度在不同空间尺度上的分布）而它庞大的接收面积将带给我们的，将是无与伦比的灵敏度。当SKA一期工程建成后，我们将能对太阳周围数十光年内相当于机场雷达强度的信号源进行搜索、监听。如果运气足够好，这可能是人类与地外文明「超时空接触」的真正开始。一些天文学家有更大的野心，仅仅是地球大小的望远镜还不能满足他们。为了对系外类地行星进行直接成像，一个天文学家小组提出了异常宏大的脑洞[1]：把整个太阳当做引力透镜，构成一个恒星级的“望远镜”。这架横跨太阳系的望远镜长达650个天文单位，这架望远镜的“后端设备”需要被发射到柯伊伯带之外的太阳系边疆才能完成观测。
太阳引力透镜望远镜想象图（Credit: Discover）如果成真，这架望远镜的筹备和发射周期将长达数十年，全寿命周期以世纪为单位计算。它将帮助我们完成对人类遥远未来新家园的惊鸿一瞥。在大科学装置的国际竞赛中，“基建狂魔”中国没有缺席。中科院高能物理所提出了备受争议的“环形正负电子对撞机”（CEPC）计划：这个设想中的地表最强加速器的周长约100公里，能把电子加速到250GeV，从而大量产生在粒子物理标准模型中依然面目不清的“希格斯粒子”，为夯实粒子物理学标准模型乃至产生新的突破奠定基础。
CEPC构造示意图（图源：中科院高能所）当然，可能即便CEPC和它的升级版“超级质子对撞机”（SPPC）建成，我们仍然离找到物理学「大统一理论」万里之遥。目前较有希望成为大统一理论的「弦理论」的验证，据估计需要
焦耳数量级的能量——那将比SPPC能产生的最高能量高接近40个数量级。要说有什么东西是让人真正难以想象的，恐怕就是科学前沿领域这种动辄横亘数十个数量级的跨度吧，这种远离人类日常的认知鸿沟，是我们这种居于宇宙渺渺一隅的弱小生物那羸弱的大脑不得不面对而又难以逾越的屏障。如果你想透过一流科学家的讲解管窥我们这宏大的宇宙，你可能跟我一样想要参加11月3日在北京举办的腾讯科学WE大会——这个“可穿越虫洞之父” Kip Thorne、引力波领域专家Barry Barish曾经登足的地方——而在今年的大会上，对弦理论有重要贡献的著名理论物理学家Brian Greene、中国大型粒子对撞机CEPC-SPPC的主要推动者王贻芳院士等几位科学家，以及众多医学和人工智能界的权威专家，将联袂为你奉上一场来自科学前沿的饕餮盛宴。2019「小宇宙」腾讯科学 WE 大会腾讯科学WE大会是本年度“腾讯科学周”的一部分，除此之外还将上演的有医学ME大会、科学探索奖颁奖礼两项活动，欢迎诸位共同关注。 [2]在刚刚过去的周末，回京参加了腾讯科学探索奖颁奖典礼、腾讯科学WE大会两场活动，可以说是深为震撼、耳目一新。科学探索奖颁奖典礼开场动画WE大会开场动画（后半部分）180度的环绕屏、电影级视音效，让我仿佛进城村民：原来公众科普活动还可以这么搞……当然更打动人的是，科学界前辈大佬们近在咫尺，讲着对人类最重要的、或者让人类显得毫不重要的一些事情——尤其是在生物、医学这些我接触比较少的领域，CAR-T细胞治愈癌症等新进展带来的冲击，让人颇为眼界大开。还有，科学家前辈在台上讲述着自己的科学人生故事，让台下的我，即将博士毕业面临抉择的我，一边听一边进行着自我拷问：科学职业对我而言意味着什么？科学最让我们感到着迷的地方是什么？要付出怎样的努力才能让自己不要成为学术垃圾制造者，而是为科学研究的进步作出一点实在的贡献……这种触动和思考，是值得回味和沉淀的。我在票圈对这两场活动给了个评价：“把内容和形式双双提升到一定境界了。”我作为一个科学人、科学传播人，是真心的给腾讯相关团队的仁兄们点个好评。参考^https://arxiv.org/abs/1802.08421^https://deepastronomy.space/video/zIfHgFLe4_U/a-journey-into-a-black-hole-collision