在天文学顶级刊物上发表论文 这位“业余科学家”火了

在天文学顶级刊物上发表论文 这位“业余科学家”自曝经历后大火

没有系统学习过物理学专业基础知识,却在领域顶级刊物上发表了论文,而且是第一作者和通讯作者的双重身份,合作者是天体物理领域的大牛人,他就是自称“民科”的业余物理学爱好者老梁,这段不同寻常的经历引起了网友们的兴趣。老梁是1977年恢复高考后的第一届大学生,学的虽然是拖拉机制造,后来创业做机电设计,却在年近50岁的时候重拾物理学研究的爱好,目前已经发表了三篇论文,他不介意被人称为“民科”,但认为业余科学研究也要遵守科学共同体的规则。

紫牛新闻记者 宋世锋


(相关资料图)

物理学博士生在知乎发问 “民科”老汉现身解答

近日,北京大学一位物理学博士生在知乎提出一个问题:如何看待某“业余科学家”在天文学顶刊 MNRAS 以一作身份发表重量级论文?”

他说,这位“民科”@liangzx看起来是一位小有成就的工程师,突然开始从事脉冲星和等离子体物理的“民科”研究,发表的论文除了他们父子,第三位作者是美国卡尔顿学院教授乔尔·M·韦斯伯格。“我从未见过这样一个作者组合,甚至这唯一的教授既不是一作也不是通讯作者。”没想到,这位“民科”老梁亲自回答了这个问题,并且叙述了自己的物理学研究之路,目前点赞量已经将近7000。

老梁学的是拖拉机设计,后来创业开发汽车检测设备,确实和理论物理没什么关系。

1955年,老梁出生在河北农村,他在读高中的时候遇到一个非常好的物理老师,“是北京大学物理专业毕业的,他教物理给我耳目一新的感觉,所以他对我的影响比较大。”

1972年,老梁高中毕业,回到农村当起了农机手,管理生产队的水泵、柴油机、拖拉机等机器。“在那5年当中,我学到的物理知识没有丢掉,反倒在实践中增加了。”

1977年恢复高考,老梁如愿参加,而且成绩很不错,物理试卷对他来说尤其“小儿科”。但他没敢按照兴趣报物理专业,而是选了比较好录取的方向,报了农机院校。老梁如愿被华北农业机械化学院(现为中国农业大学)录取,学习拖拉机制造专业。他在班里认识了现在的爱人,两人从那时一直走到现在。

大学的时候,老梁最喜欢的还是物理,但在毕业分配时不敢提这样的要求,于是和爱人一起被分配到唐山的一个农机学校当老师。

1994年,老梁和爱人一起辞了职。他们在一个偏僻的胡同里租了一间房子,开始自己创业,设计开发高性价比的测试设备。当时中国汽车市场正开始快速发展,老梁也赶上了好机遇,电子硬件、软件设计、机械设计、电子组装、机械加工全是他一个人干,用了几个月就顺利开发出产品,“第一台机器就卖了7000块钱,可高兴坏了。”

老梁一直专注于这个领域,有一项发明还进入了国家标准。

与儿子聊天重燃了对物理学的热爱 父子俩开始一起研究

创业初期,工作非常繁忙,老梁没有时间思考物理问题。有一天,读中学的儿子做好作业,跟他聊起磁铁旋转时它的磁场会不会跟着转?

这个问题激发了老梁长久以来对物理学的热爱,“可以说,如果没有我儿子的加入,我不可能重新思考物理问题,不可能走上这条道路,更不可能取得任何成果。”

父子两人讨论了磁场转动问题后坚信:磁场不会跟随磁铁一起共转!他们后来查阅资料发现,这个问题看似很简单,实际上已经争论了100多年还没有定论。目前普通物理界基本上都是支持不共转理论,而天体物理界几乎全都相信共转理论。

他们研究的转折点出现在2004年8月21日。“我儿子突然提出,有一种恒星叫脉冲星,说是它的磁场跟着星体一起转动,就像一个灯塔。这是我第一次听说脉冲星,马上就去找脉冲星的资料,看到相关介绍以后,我们认定磁场不可能跟随中子星一起转动,脉冲星灯塔模型一定是错的。2004年8月21日清晨,我突然想到,太阳磁场有22年的翻转周期,如果太阳能塌缩成中子星,它的磁场有可能不是停止翻转,而是更快地翻转。我们的磁场振荡模型(MO模型)由此诞生。”

在父亲的影响下,老梁的儿子对物理也非常有兴趣,而且高中时就拿到高级程序员证书,后来到吉林大学读理论物理。他上了大学以后,父子两人的研究突飞猛进。

老梁原来没有什么英语基础,但是经过长期的摸索,基本上能看专业论文了。儿子和爱人的英语不错,写论文和邮件的时候,由他们修改。

与重量级学者合作发表论文 感恩遇到了伯乐

2006年,有一个国际物理学会议在北京举行,“想听听人家的研究,再把我们当时的模型也公布出来。”会议期间,有个专家以磁冻结理论认为这个模型是错误的,老梁第一次听说这个概念,就和儿子推导,发现了它的漏洞,并且做了三组实验。实验证明理论正确后就发表了两篇SCI论文。

他们写出第一篇论文,向学术预印本网站arXiv投稿时需要引荐人。他们就给100多位业内专家发邮件,有4位专家回信说愿意帮忙,其中一位物理学教授乔尔·M·韦斯伯格来自世界知名的卡尔顿学院,在《自然》《科学》等顶级刊物发表过60多篇论文,其中与诺贝尔奖获得者Joseph Taylor共同署名的论文就有近30篇。当时老梁并不知道韦斯伯格教授是多么重量级,只知道他做脉冲星研究。

在arXiv上公布了这个模型之后,他们继续进行深入研究,2014年在顶级刊物《英国皇家天文学会月刊》发表了论文。

这篇论文经历了一些曲折。“我们跟一些专家联系,有专家觉得这个理论不错,说应该尽快投稿。”他们就投给了《英国皇家天文学会月刊》,并且推荐韦斯伯格做审稿人。韦斯伯格提出一些问题,涉及到相对论等更为高深的理论,老梁父子的理论积累还不够,“但期刊编辑可能看上了我们的稿件,给我们出主意说,可以听审稿人的建议,如果他的建议多了,就把他加到致谢名单里,要是建议更多,可以列为共同作者,再换个审稿人。我就用这个方法,向韦斯伯格表示我们的写稿能力有限,请他当共同作者。起初他不同意,说我不能沾你们的光。我就说你要是不加入进来,我们的论文很难达到出版标准。”

韦斯伯格加入了后,他们又讨论了三个月,韦斯伯格还把粗糙的原始论文打造成了一篇漂亮的论文。“韦斯伯格教授是我们的伯乐。”论文还得到一位加州理工学院资深教授的支持。

论文发表后,审稿人带领的团队就用他们的方法开始对灯塔模型进行验证,老梁和他们进行了几十轮的交流讨论,帮他们纠正了几个错误,之后他们就把老梁父子加入了作者列表想投稿。这个团队声称用老梁他们发表的方法,几十年来第一次证明了灯塔模型是正确的。“那就意味着,我们的MO模型是错误的。我们当然不服气,要来了他们论文的数据,很快检查出重大问题。当我们把这个发现发给他们以后,本以为他们会主动撤稿,遗憾的是,他们保持了沉默。”

笑称自己是“民科” 做研究坚守自己的原则

“民科”是指在科学领域从事研究,但没有接受过正规科学训练或者没有取得科学专业学位的人,甚至是对一些不讲逻辑和实证的业余科学研究者的戏称。

老梁不介意被人称为“民科”,他甚至自称“民科”。老梁说,科学研究未必一定由职业专家来做。在天文爱好者聚集的牧夫天文论坛上,他跟一些人有过争论,“我这个人脾气比较好,不给他们红脸,只要讲科学,能讨论尽量讨论,别人提出的建议如果是优秀的,那你就得修改你的思想。”

老梁说自己有个原则:“只有看清了对方的错误所在,我才会跟对方辩论。如果我看不出他的问题所在,或者看出了但没有说服对方的能力,就忍一忍,闭住嘴,绕着走。”

这些年来,老梁把空闲时间基本上都花到物理学研究上了,实验都是在家里做。他们父子正在打磨一篇新论文,认为可以证明灯塔模型是错误的。“这次我们会提出两个预言,让世界各地的学者进行验证。验证这两个预言不需要新的观测,只要挖掘旧数据即可。如果能够证实我们的新预言,MO模型将正式成为灯塔模型的竞争模型。”

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