国外科学家的博士论文

外太空有没有生命这个问题还是没有进展，但科学家在太空发现了有机分子，另外还发现了水。

问及外星生命，诺奖得主瑞士天文物理学家米歇尔•马约尔（Michel Mayor）罕见地给出了较为肯定的答案。“我相信外星生命应该会存在。不一定是像你我这样的生命，可能是简单的形式。细菌就算生命了。”

这或许是因为，在24年前，当许多人仍相信太阳是宇宙中唯一拥有行星的恒星，马约尔和他的博士生迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）一起找到了“飞马座51b”。 这是一颗巨大的气态行星，虽然和地球差异悬殊，但足够颠覆人类的宇宙观，引发了一场天文学革命。目前，科学家们仅在银河系中就发现了超过4000颗（太阳）系外行星。在瓦解太阳系的独特性后，已经是日内瓦大学荣休教授的马约尔似乎对瓦解地球的独特性亦饶有兴致。

米歇尔•马约尔（Michel Mayor）接受澎湃新闻专访凭借发现人类历史上首颗系外行星的成就，马约尔和奎洛兹斩获了今年的诺贝尔物理学奖。成为新科诺奖得主不到20天，他飞抵上海参加第二届世界顶尖科学家论坛。论坛由上海市人民政府主办、世界顶尖科学家协会发起，主题围绕“科技，为了人类共同命运”。10月27日傍晚，在临港滴水湖畔，风尘仆仆的马约尔接受了澎湃新闻的专访。一代人，3000倍改进马约尔装扮轻松，深蓝色细波点衬衫外披一件黑色西装外套，外加浅卡其色休闲裤呼应标志性的花白络腮胡，说英语时带着浓重的法语口音。1942年1月，马约尔出生在瑞士洛桑。他并非从小就认定了物理，只是热爱广义上的科学。马约尔相信，即便当初选择了地球物理或者火山学，他一样会迸发出同样的激情。因此，24岁在洛桑大学完成理论粒子物理方向上的硕士研究后，马约尔较为随性地决定攻读天文学博士。所幸的是，上世纪60年代正是欧洲天文学界的黄金时代，主流的实验室都在扩张，因此，马约尔很容易就在日内瓦天文台找到了职位。他的博士论文涉及星系的旋臂结构，但就在拿到博士学位的前夕，马约尔又产生了一个随性的灵感：恒星的运行轨道是否会揭示出星系内的天体构成？

马约尔在笔记本电脑上观看诺贝尔物理学奖揭晓直播要解答这个问题，必须精确地测量恒星的径向速度，即天体在地球观察视线方向上的运动速度。当恒星靠近或远离地球，它的光谱会发生蓝移或红移，就像救护车加速驶近时鸣笛声调变高，加速远离时声调又变低。这种测量超过了他的能力范围。幸运的是，他在剑桥大学访问期间遇到了一位志同道合的同事，开发出一种新型的自动多普勒光谱仪。随后，法国南部的上普罗旺斯天文台邀请他为更大型的望远镜设计类似的仪器。半路出家的马约尔对多普勒谱仪的精度做出了颠覆性的改进，对此，他深感骄傲。马约尔研制的首台设备测量径向速度的精度约为300米/秒，在不断改进下，发现人马座51b的ELODIE光谱仪精度达到了15米/秒。目前，马约尔使用的光谱仪精度为1米/秒，而年轻的同事们已经开发出10厘米/秒精度的新设备。“仅仅用一代人的时间，光谱仪的精度就提升了几千倍。我们深感惊讶，也深感荣幸。”两个人，1000倍“误差”颠覆性的精度改进会带来颠覆性的发现。有了ELODIE光谱仪，发现人马座51b的踪迹只是时间问题。这是因为，行星的引力会拉扯恒星，使得它的光谱产生有规律的“摆动”。稍加计算，就可以推测出行星的周期、质量和轨道形状。1994年，马约尔和迪迪埃申请到了望远镜观测时间，每隔两个月可以观测一周。他们锁定了一大批需要追踪的恒星目标，每个周期观测一个。当年年底，马约尔前往夏威夷休假，迪迪埃留守上普罗旺斯。没想到，他前脚刚走，迪迪埃就在约50光年外的人马座51恒星上看到了 “摆动”。28岁的年轻人并没有感到惊喜，而是惊吓。他觉得，一定是自己的计算出现了问题。直到反复确认了将近半年，迪迪埃才敢向导师汇报自己疑似发现了人类历史上第一颗系外行星。马约尔只回复了两个单词：“是的，可能吧。”

人马座51的“摆动”时隔24年，他如此向澎湃新闻记者剖析当时的心情。“我们要牢记，在20世纪下半叶，曾有许多团队宣称发现了系外行星，但最终都被证明是错误的结果。因此，我作为教授，必须足够谨慎，不要再贡献一篇错误的论文。毕竟，根据当时的理论，像木星那样的大型气态行星一定会有超过10年的公转周期，但我们发现的天体的公转周期只有4天，差距将近1000倍。这个偏差太大了，我必须很谨慎。”要知道，对于庞大的恒星来说，行星引力的影响极其精微，必须要排除其他的可能性导致这样的结果，例如正在活动的恒星，或是受到磁场的影响。“我们看不到行星，多普勒谱法只是一种间接探测。”最终，马约尔决定在投递论文前最后确认一次。1995年7月，当恒星飞马座51再次出现在观测视野里，他们进行了重新测量。“径向速度变化的振幅和相位都完全一样，直到此刻我们才确信了这是一颗行星。我们仍然不知道为什么它的公转周期这么短，这是个大难题，但我们发现的确实是行星无误。”马约尔和迪迪埃两家人在南法进行了一些庆祝活动，随后就加班加点写论文，赶在8月底投给了《自然》杂志。1995年10月6日，他们在意大利佛罗伦萨举办的一场学术会议上报告了这个发现。“问题是，《自然》杂志有保密规定，在论文发表前我们能和同行交流，但不能接受媒体采访。”马约尔回忆起了这个幸福的烦恼。“但很多记者已经在我家里等着了，他们的提问像飓风一样袭来，我只能缄口不言。”11月底，马约尔的论文正式发表。一场天文学革命开启。下一代，终极问题2007年，11位科学家宣布发现首颗位于宜居带（即温度条件可能存在液态水）的系外行星吉利斯581c，其中就有马约尔。同年，他从日内瓦大学荣休。退休后的马约尔还是闲不下来，目前，77岁的他仍在智利北部的阿塔卡玛沙漠参与望远镜建设，为下一代天文学家打磨利器。在马约尔看来，如今天文学最激动人心的一个研究方向就是生物记号，即暗示行星上存在生命活动的光谱特征。要分析行星的光谱，难点在于剔除掉它围绕的恒星的光线，毕竟，行星反射出的光线相比起恒星本身微如萤火。24年前，马约尔和迪迪埃用新一代光谱仪捕捉到系外行星的魅影。在24年后的今天，地面上许多超大望远镜即将张开巨眼，新一代太空探测卫星也蓄势待发。随着兵器库的更新，年轻人们或能解答那个终极问题。

马约尔和迪迪埃“这是留给下一代人的重大挑战。”他说道。早在2000多年前，古希腊哲学家就提出存在无数个世界，其中也可能有生命的存在。“这些问题在现代天文物理学界依然存在。我们这一代人享有的优势是，我们具备探索宇宙的技术。而我们的下一代将面临的问题是：可不可能探测到外星生命？这对年轻人来说不是一个次要的问题，而是非常重要的问题。”他重复了这个问题：人类在宇宙中孤独吗？当澎湃新闻用他抛出的这个问题反问，马约尔先是一本正经地强调了两遍“科学”：“科学，从科学角度来讲，我们只能通过观测来判断外星生命，没有理论能预测出来。”“不过你可以有个人的想法，”马约尔略显顽皮地转折道，“我个人觉得系外行星上可能有生命。当然这需要满足很多条件，但系外行星的数量也很多。”说到这里，马约尔的语气更为确定：“我相信外星生命应该会存在。不一定是像你和我这样的生命，它可能是简单的形式。细菌就算生命了。”这时候，他就像在24年前回复迪迪埃：是的，可能吧。

詹姆斯·麦基恩·卡特尔詹姆斯·麦基恩·卡特尔 [James McKeen Cattell －]，美国心理学家，是 20 世纪初美国应用心理学先驱，是最早将心理学研究结果统计量化的心理学家，全世界第一位脱离哲学范畴而纯属心理学的教授。他出生于美国宾夕法尼亚州伊斯顿市，逝于宾夕法尼亚州兰卡斯市。他先就读于其父担任校长的拉斐特学院，1880 年毕业后赴欧洲，先到德国哥廷根大学，后转入莱比锡大学，成为心理学之父 W.冯特的学生。1882 年回国进入约翰霍·普金斯大学，在那里获得研究员职位从事哲学研究工作。这时，G.霍尔正好开始他的心理学讲座，卡特尔聆听了这门课程，开始研究心理活动。1883 年再回冯特实验室担任冯特的助教，进行反应时间及个别差异问题的研究，1886 年在冯特的反对下完成题为《反应时的个别差异》的博士论文，获莱比锡大学心理学哲学博士学位。获博士学位后，他曾赴英国剑桥大学任教，与 F.高尔顿（C.达尔文的表兄弟）相遇，共同探讨个别差异的研究。1888 年回国，任宾夕法尼亚大学心理学教授，这是世界上第一个心理学系的专职教授职位。期间他以各种心理测验来研究个别差异。他在自己的实验室内编制测验五十个，包括测量肌肉力量、运动速度、痛感受性、视听敏度，重量辨别力、反应时、记忆力以及类似的一些项目。他于 1890 年在《心灵》杂志上发表的《心理测验与测量》一文，描述了这些测验。这篇论文首创了“心理测验”（mental test）这个术语，还由高尔顿加上了一篇附录表示支持。他所谓心理测验的含义很广，不单指智力测验，而是包括对人的一切能力的测验。在该文中，卡特尔说：“心理学若不立足于实验与测量上，决不能够有自然科学之准确。”又说：“心理测验若有一普遍的标准，则其科学的与实际的价值一定可增加不少。”他当时就极力主张测验手续和考试方法应有统一规定，并要有常模以便比较。所有这些都是测量学上的重要观念。但他的测验皆脱胎于冯特的实验室，测量的大多是感知和运动过程。对同一个人来说；—几项测验的结果往往很不一致，而且测验得分与老师评定的智力；等级或学习成绩相关极低。因此在教育上缺乏实用价值。这启发后来的研究者探索其他途径来研究智力的差异。1891 年，卡特尔作为心理学教授前往哥伦比亚大学担任心理系主任，在那里一直工作了 26 年。期间，由哥伦比亚大学授予的心理学博士学位比美国任何一所大学研究院授予的心理学博士学位都要多。这些学位获得者中有许多人后来成为该领域的知名人士，E.桑代克即其学生之一。1896 年任美国心理学会第四任主席，1901 年进入美国国家科学院，成为该院第一个心理学院士。1929 年担任在美国纽黑文市举行的第 9 届国际心理学研讨会主席。第一次世界大战爆发后，由于卡特尔主张和平，被人误解不忠于政府，而在 1917 年遭哥伦比亚大学解聘，虽后来上诉获胜，但无未能复职。1921 年组建心理学公司，为工业、职业团体和公众提供应用心理学服务，对心理学在工业和教育等领域的应用产生了持久的影响，也加强了美国心理学的机能主义运动。作为一个代言人和编辑，他积极支持心理学组织和学会，直至去世。卡特尔的所有研究课题都是关于心理测验和个体差异方面的。早期他的兴趣在于测量简单的心智历程，例如简单心智反应的反应时间，包括物体或颜色的叫名作业（naming task）。他首创了心理测验研究个别差异，在性质上主要沿用了英国高尔顿的测量方式，以感觉动作为主，测量两点域值、重量判断的最小可觉察差异、噪音出现的反应时、字母的记忆广度等。之后与冯特一同进行研究，发表数篇文章。他的主要贡献是采用测验统计的分析方法研究个别差异，使当时的哥伦比亚大学成为科学心理学与心理测验推动的中心，也使哥伦比亚大学成为教育心理学的发源地。此外，他的兴趣在于编辑及出版，并且推动了许多科学社群与组织。当他还是冯特的学生时，就已经对冯特的观点提出挑战，他认为并不是所有的人都能以冯特所提出的方法做内省，也就是把反应时间分为感觉、选择等。所以，虽然日后他成为冯特的助理，但他只有在自己的住处进行一些实验，因为冯特不允许他在实验室内进行非内省法的实验。他关于控制联想的反应时间和自由联想的反应时间的实验研究，在心理学实验文献中是经典的。他的研究还涉及个别差异和心理测验、阅读和知觉、心理物理学、次序评量法等领域。其中个别差异和心理测验是他的中心课题。他关于知觉和阅读研究所得的资料，已经成为“注意范围”的标准数据。他协同创办了 7 种以上的心理学杂志和一般科学杂志，包括《心理学评论》、《心理学专刊》、《美国科学家》、《科学》、《心理学公报》等。卡特尔的著作主要为专题论文，他的实验研究散见于许多刊物之中，他出版的心理学专著只有《美国科学家》。1917 年，他的同事将他所有较重要的心理学研究（29 种）、演讲及正式论文（41 种）及其文献提要（167 种）分两卷收录于《詹姆斯·麦基恩·卡特尔 - 科学家》一书出版。他的心理测验不同于智力测验，他重在测量基本的身体活动或感觉 - 运动反应。因此，他的测验不是智能的有效预示器（A.比奈编制了一种针对高级心理能力的测验，这种测验才是对智力的有效测量），但其研究的影响是巨大的。为美国这一独特的应用心理学领域的拓展作出了贡献。主要著作：美国科学家：1903美国著名心理学家基恩，小时候亲历过一件让他终生难忘的事，正是这件事使得基恩从自卑走向了自信，也正是这种自信，使他一步步走向成功。有一次，他躲在公园的角落里偷偷看到几个白人小孩在快乐的玩儿，他羡慕他们，也很想与他们一道游戏，但他不敢，因为自己是一个黑人小孩，心里很自卑。这时，一位卖气球的老人举着一大把气球进了公园，白人孩子一窝蜂地跑了过去，每人买了一个，高高兴兴地把气球放飞到空中去。白人小孩走了以后，他才胆怯地走到老人面前，低声请求：“你可以卖一个气球给我吗？”老人慈祥地说：“当然。你要一个什么颜色的？” 他鼓起勇气说：“我要一个黑色的。”老人给了他一个黑色的气球。他接过气球，小手一松，黑气球慢慢地升上了天空……老人一边眯着眼睛看着气球上升，一边用轻轻拍着他的后脑勺，说：“记住，气球能不能升起来，不是因为颜色，形状，而是气球内充满了氢气。一个人的成败不是因为种族和出身，关键是你内心有没有自信。”

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