从水立方到冰立方，再到火立方

这几天人在 Boulder，参加一年一度的 UCAR Members Annual Meeting。会议日程排得满满当当，老朋友、新朋友、以前的学生，一个接一个地见面、聊天。几天下来，感觉大脑一直处于高速运转状态。

今天早晨又看到一个有意思的科学新闻，脑子里突然冒出了一个有点“脑洞大开”的联想：水立方、冰立方，还有没有可能有一天出现一个“火立方”？ 说到水立方，中国人都不陌生。2008年北京奥运会建成的“水立方”，曾经见证许多运动员打破世界纪录和奥运纪录。如今，它依然是北京奥林匹克公园的著名地标。 而这次让我想到的“冰立方”，却完全是另外一个世界。诺贝尔物理学奖相关报道介绍，Francis Halzen（弗朗西斯·哈尔岑）早在1988年就提出了一个当时颇具想象力的设想：为什么不利用南极巨大的冰层来寻找宇宙中的中微子？中微子几乎无处不在。它们穿过地球，也穿过我们的身体，而我们通常毫无察觉。因为中微子极少与物质发生相互作用，所以探测它们极其困难。但哈尔岑看到了南极冰层的特殊价值。当极少数中微子与原子核发生碰撞时，会产生微弱的闪光。于是，可以把大量光传感器埋入清澈、稳定的南极冰层中，等待这些极其罕见的闪光。 这个想法听起来是不是有点不可思议？不用建造一个巨大的探测器，而是把大自然本身变成一个巨大的探测器。于是，1988年的一个想法，经过长期坚持、国际合作和工程技术的发展，最终变成了 IceCube——一座埋藏在南极冰层中的巨大中微子天文台，利用整整一立方公里的冰来寻找来自宇宙深处的高能中微子。

2011年，IceCube基本建成。随后，科学家们探测到了来自遥远宇宙的高能中微子，人类也由此获得了一种观察宇宙的新方式。这让我特别感慨的，其实不仅仅是这个发现本身。而是：1988年，哈尔岑提出了一个愿景。当时谁能知道，一片南极冰层，竟然可以成为观察宇宙的“望远镜”？ 但他相信这个想法，并且坚持把它变成现实。诺贝尔物理学奖委员会对他的评价中，有一个词让我印象很深：坚韧（persistence）。而现场专家谈到这项工作时，也特别强调了另一个词：好奇心（curiosity）。我想，这或许就是科学最迷人的地方。 一个科学家首先要敢于问： “为什么不能这样做？”然后，还要有足够的想象力，把一个看似疯狂的想法变成可以验证的科学问题；更要有足够的耐心和坚持，用几十年的时间，把想法一点一点变成现实。 想到这里，我又忍不住继续“脑洞”：如果有“水立方”，有“冰立方”，那么有没有可能有一天，也会出现一个“火立方”？在极端高温、极端压力、极端能量的环境中，会不会也隐藏着某些我们从未观测到的奇妙现象？ 这不禁让我想起《西游记》里的孙悟空。他进入太上老君的炼丹炉，不但没有被炼化，反而炼出了“火眼金睛”。当然，这是神话。但科学探索，有时候也需要一点类似的想象力。 冰层可以成为探测宇宙的天然实验室，那么在极端的“火”中，会不会也隐藏着我们尚未认识的自然规律？ 水立方，是人类建造的建筑；冰立方，是人类借助自然建造的“宇宙之眼”；而火立方，也许只是今天的一个脑洞。但科学的进步，往往就是从这样的“脑洞”开始的。最重要的，也许不是脑洞最终能不能实现，而是我们有没有勇气去想、去问、去探索。 保持好奇，敢于想象；锲而不舍，把愿景变成现实； 在未知世界里，寻找属于自己的科学贡献。 这大概就是今天这个故事给我的最大启发。 人在 Boulder，参加一个科学家的年度聚会； 大脑却从南极冰层一路跑到了宇宙深处，最后又跑进了孙悟空的炼丹炉。科学有时候，真的很有意思。