村山齐（图源：bnl.gov）
这是一段从极小通往极大的旅程，两个世界的尺度相差超过60个数量级。
撰文 | 鞠强
2019年诺贝尔科学奖揭晓后，在为获奖科学家鼓掌的同时，也有人不免感慨，我们的近邻日本再次有科学家获奖。2000年以来，已经有19位日本科学家获得了诺贝尔科学奖，这个数字对不少有“诺奖情节”的中国人来说实在是个不小的冲击。我们可以从多个角度探究这种爆发的原因，但是一个不可忽视的原因是日本自身的科学文化起到了重要的助推作用。无论这些科学家是在日本国内工作，还是在海外的研究机构任职，他们的成长都是浸染在这种科学文化中的。在建立科学文化的过程中，科学家参与科普图书的创作是必不可少的一部分。当我们把目光投向日本时，著名物理学家村山齐（Hitoshi Murayama）就是一个有代表性的例子。村山齐在东京大学获得博士学位后，先后在日本和美国从事研究工作。2007年，他回到日本，担任东京大学科维理数学物理联合宇宙研究机构（Kavil IPMU）首任所长。IPMU的定位是世界级的研究中心，选择所长自然是非常慎重。村山齐能够成为第一任所长，足以说明他的学术成就被学术界所认可。不过，虽然村山齐的研究涉及超对称理论、中微子等多个领域，并取得了不俗的成绩，但这些声誉绝大部分都只停留在学术界内。真正使村山齐在公众中获得广泛好评的还是他对科普工作的热情。他不仅热心于参加面向公众的讲演（他曾经在接受采访时透露来自各地学校的讲座邀约太多根本排不开），还笔耕不辍，创作过多部科普图书。伴随着他的作品《隐匿的宇宙：用基本粒子揭开宇宙之谜》《千亿个宇宙：多世界的黑暗秘密》和《镜中的宇宙：消失的粒子与幸存的世界》相继在国内出版，和我一样不懂日语的读者终于有机会欣赏他的作品。这些作品内容丰富，涉及物理学的很多内容，可以从多个角度加以解读。
村山齐在国内出版的科普书
宇宙图景
从三本书的书名我们就能看到，村山齐的作品围绕一个明确的主题——宇宙。宇宙的起源、演化和未来是当代科学界最关注的问题之一，同时也是公众最关注的科学话题之一。而在我们常说的“三大起源”问题（宇宙起源、物质起源和生命起源）中，村山齐的书直接讨论了前两个问题。这些问题也是他的研究领域，因此他成为一位再好不过的向导，在自己的书中带着读者完成了一段从粒子到宇宙的旅程。
这是一段从极小通往极大的旅程。两个世界的尺度相差超过60个数量级，却又通过物理学中的一条“衔尾蛇”联系起来：蛇头代表宇宙，而正被蛇头吞食的蛇尾代表基本粒子。2017年，村山齐在国内出版的第一本书《隐匿的宇宙》就是以这样一个故事开篇，并探讨了宇宙的构成、基本粒子理论、四种相互作用力、暗物质、暗能量和反物质等物理学中最基础和最前沿的话题。此后的两本则是各有侧重：《千亿个宇宙》更多的是宇宙的结构、宇宙的命运和多重宇宙等宇宙学问题，而《镜中的宇宙》则从基本粒子的世界出发，探寻中微子的性质以及中微子和希格斯玻色子对物理学极其重要的意义。这些内容虽然在其他一些科普书中也多有涉及，但村山齐无疑用自己的专业背景为读者勾勒出一个更加清晰的图景。
物理学中的衔尾蛇。村山齐在三本书中多次引用了这个例子，虽然细节和此图均有所不同，但表达了相同的物理意义。此图因为被诺贝尔奖物理学奖得主谢尔登·格拉肖引用也被称作“格拉肖蛇”。（图源：UC Davis）
讲好故事
从粒子到宇宙的故事听起来激动人心，但是想讲好这个故事并不容易。与天文学科普可以直接展示天体的图片以及一些描述性的内容相比，宇宙学和粒子物理学涉及一些抽象而艰深的理论，因此解释清楚很困难。这既需要作者有非常扎实的物理基础，能够深刻理解物理理论的本质，又能有非常好的表达能力，把关键内容清晰地展示出来。我们也许都有这样的经历，读书的时候有些同学成绩优秀，但不一定能给同学讲明白题目的解法。
幸运的是，村山齐具备这样的能力。他的学术成就不必多说，而他做科普的能力也令科研界同行感到赞叹。中科院高能物理研究所曹俊研究员也从事中微子研究，他在一次采访中提到，有一次他和村山齐参加一个在上海举行的学术会议，会上大部分人（包括他自己）的报告ppt都中规中矩，只有村山齐的报告ppt制作得非常精彩，吸引了全场与会者的目光。曹俊当时在微博上写到：“他（村山齐）的理论总结报告没有公式。听了他的报告，年轻人才觉得自己不只是在编程序、拧螺丝，而是在用琐碎的日常破解宇宙的奥秘。”村山齐在科普书中同样淋漓尽致地发挥了这种能力。无论是面对科研界同行，还是面对普通读者，村山齐都能够“讲好故事”。很多科普书的通病是存在两个极端，要么堆砌知识，写成教科书或者学术专著，要么知识匮乏，读者读完收获不大。村山齐则能够恰如其分地找到二者之间的平衡。在他的书中，经常穿插一些故事和比喻，将物理知识化繁为简。比如，在介绍大型对撞机的原理时，他就写到：“这就相当于让两辆小型汽车加速至极高速后相撞，而碰撞所产生的能量能打造出推土机、坦克等重型车辆”。日本元素
在村山齐的科普书中，我们能发现鲜明的日本烙印。例如在以中微子为主线的《镜中的宇宙》中，村山齐就多次提到日本的中微子实验，包括超级神冈探测器和KamLAND探测器。事实上，日本确实有中微子研究的优良传统，加州理工学院理论物理研究所所长大栗博司在《镜中的宇宙》的推荐中写道：“中微子研究可谓是日本的‘家传绝技’”。日本物理学家也因为中微子的研究两次获得诺贝尔物理学奖。日本是物理研究强国，在20世纪的物理学历史上，汤川秀树、小林诚、益川敏英等来自日本的诺贝尔物理学奖得主都有重要贡献。村山齐在书中也着墨颇多，比如在《隐匿的宇宙》中有专门一章题为《从汤川理论到小林-益川理论》。
村山齐的这种写法首先当然是更容易引起日本国内读者的兴趣。介绍本国科学研究的成果和本国科学家的工作，首先可以为科研工作创造一个更加良好的大环境。村山齐介绍的中微子实验使我们自然联想到由中科院高能物理研究所所长王贻芳领导的大亚湾中微子实验和江门中微子实验。王贻芳院士一直在推动新一代大型对撞机的计划，并在很多场合不遗余力地进行宣传。这个时候，科普工作可以增进公众对项目的了解和支持。其次，本国的成果和科学家的故事也更容易激发一种民族自豪感，激起青少年投身科学的兴趣，这是包括科普书在内的科普工作的重要价值之一。这些书在引进国内后，使得国内的普通读者对日本的物理研究现状有一个了解。长期以来，我们引进的科普图书以欧美特别是英美居多，一方面因为这些国家的科研水平较高，一方面也是因为英语的普及度更好，更便于翻译和出版。但是，随着日本科研成果的井喷，我们希望能够以这个近邻为镜。如果说参考日本的科研工作我们还可以通过学术论文的话，那借鉴日本科普工作的成功经验，引进出版科普书就成为必要的手段之一。村山齐的作品提醒我们，选择科普书时，不仅要“向西看”，也应该“向东看”。村山齐为读者带来了精彩的精神食粮，《隐匿的宇宙》《千亿个宇宙》和《镜中的宇宙》为我们提供了从粒子世界到宇宙的旅行指南。同时，村山齐也为我们的科技工作者树立了榜样。科学家在完成本职科研工作外，也应该被鼓励参与到科普工作中，成为普及科学的主力军。包括村山齐在内的很多杰出科学家的例子已经证明，科研和科普可以相辅相成，而不是彼此冲突。因此，我们应该多关注村山齐这个类型的科学家，从中寻找发展我们自己的科研事业、丰富我们的科学文化的路径。
