本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
在評估科學主張時，科學作家比他們願意承認的更依賴於性格判斷。如果你喜歡一位科學家，即使她的斷言與你的偏見相悖，你也更可能認真對待。耶魯大學的天體物理學家 Priyamvada Natarajan 就是一個例子。九月份，我在加利福尼亞州的一次會議上和她一起閒逛，我們在那裡都做了演講，後來在史蒂文斯理工學院，她在那裡談論了她的精彩新書《Mapping the Heavens: The Radical Scientific Ideas That Reveal the Cosmos》（繪製天體：揭示宇宙的激進科學思想）。我發現 Natarajan，或者“Priya”，非常聰明、有趣，而且非常理智，以至於她讓我重新考慮我對物理學和宇宙學的悲觀情緒（見“延伸閱讀”）。在下面的問答環節中，她認為我們“準備好在揭示暗物質的真實本質方面實現認知上的飛躍”。她甚至對探測其他宇宙的前景感到樂觀！願她的樂觀主義被證明是先見之明。——John Horgan
Horgan：你為什麼成為天體物理學家？
Natarajan：嗯，我被誘惑成為其中一員！我從小就非常好奇，最初是對地圖——包括陸地地圖和天體地圖——著迷，然後第一次透過望遠鏡觀察，愛上了夜空。卡爾·薩根的《宇宙》也是一個明確的靈感來源——那是我小時候除了《星際迷航》之外唯一認真觀看電視的時候。 當然，如果說有一個關鍵時刻，那就是我第一次親身體驗研究的滋味，那是在高中時與當時的德里尼赫魯天文館館長，已故的尼魯帕瑪·拉加萬博士一起工作的時候。在我在麻省理工學院完成本科學習後，當我註冊了麻省理工學院科學、技術與社會專業的博士學位時，與天體物理學家馬丁·史瓦西的一次會面和長談幫助我下定決心搬到英國劍橋，攻讀天體物理學博士學位。因此，雖然我從小就知道自己想成為一名科學家，但在本科學習之後，我還是緩慢但肯定地傾向於選擇天體物理學。
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我不得不說，儘管聽起來有點老生常談，但不可觸及的、不可見的和神秘的事物總是吸引著我。不知何故，你無法觸控星星，也無法對宇宙進行受控實驗這一事實真的讓我著迷。以科學的方式理解宇宙，並以資料為驅動，才是我最終找到自己使命的地方。此外，我的工作為我提供了完美的逃離，讓我可以逃離一個在我看來嘈雜、不公平、複雜和無序的不完美世界，這與宇宙的有序性形成了鮮明對比。
Horgan：哪位在世或已故的天體物理學家最激勵你？
Natarajan：沒有哪一個人特別激勵我——我欣賞他們中許多人的不同特質。阿爾伯特·愛因斯坦的智力膽識；蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡對理解和清晰度的深度；像哈佛天文學家塞西莉亞·佩恩-加波什金這樣的先驅女性，為像我這樣的後代鋪平了道路；天文學家薇拉·魯賓在發現暗物質方面做出的傑出觀測工作，以及在我職業生涯早期對我的個人鼓勵……說實話，我發現我有幸與之合作和共事的每個人都在某種程度上令人鼓舞。
Horgan：性別歧視是否已從物理科學領域根除？
Natarajan：說真的——這是一個問題嗎？不，事實上，與整個社會一樣，根除性別歧視將極其困難，甚至是不可能的。唉！它依然存在，而且狀況良好，即使不像以前那樣公開。問題是，性別歧視現在以微妙的方式表現出來，而且常常是無意識的，因此更難確定和減輕。我熱切希望，日益增長的意識將幫助我們遏制它，並且它不會阻礙女性專業地參與和進步。如果由於性別歧視而阻止有創造力和才華的女性選擇物理科學領域的職業，那將真是一種恥辱。
Horgan：我們是否會知道為什麼存在著“有”，而不是“無”？
Natarajan：我們已經知道存在著“有”，而不是“無”。即使是我們所說的“無”——真空——也充滿了物質，虛粒子豐富地構建了我們所說的“虛無”。對我來說，這不是一個深刻的問題，更深層次的問題是——為什麼是這個宇宙？
Horgan：你是否曾懷疑暗物質或暗能量是否真的存在？
Natarajan：不，我不懷疑它們的存在，因為在我看來，來自許多獨立的宇宙學探測器都有確鑿的證據。讓我分享一下我為什麼對此有如此堅定的信念。這實際上來自對星系團的觀測。星系團是宇宙中質量最大、最近組裝的天體，我的許多研究都集中在使用它們作為天體物理實驗室。事實上，無論人們採取何種世界觀，無論人們信奉哪種引力概念——牛頓式的還是愛因斯坦式的——我們都推斷出星系團中存在大量（接近總引力質量的 90%）看不見的物質。如果我們將牛頓簡潔的定律應用於構成星系團並受其引力束縛的星系的運動，我們會發現它們的旋轉速度太快了，以至於不僅僅是受到可見物質的引力控制。另一方面，如果我們接受愛因斯坦的解釋，那麼我們可以利用探測到的光線彎曲強度——引力透鏡，即透過星系團觀察到的遙遠星系形狀產生的扭曲——來推斷產生這些效應所需的物質數量。令人難以置信的是，引力透鏡也表明存在約 90% 的不可見物質——比在星系團星系中的恆星和星系團中發射 X 射線的氣體中看到的物質還要多。請記住，光線彎曲是愛因斯坦廣義相對論經過檢驗的預測。對我來說，這兩種截然不同的解釋都指向星系團中暗物質與可見物質的相同混合，這一事實非常令人信服。而迄今為止提出的唯一其他替代理論，一種完全摒棄暗物質概念並假設引力修正的理論，未能解釋所觀察到的引力透鏡現象。對我來說，這值得注意。星系團為暗物質假說提供了一個強大的試驗檯。
Natarajan：我認為完全有可能的是，我們在對暗物質粒子的預期特性方面存在偏差，這可能解釋了為什麼它們至今仍然難以捉摸。例如，我們可能正在錯誤的引數空間（質量和相互作用截面）範圍內進行搜尋。 我們一直執著於弱相互作用大質量粒子的想法，以及中微子作為假定的暗物質粒子，因為它在標準模型中是被允許的。但我很樂觀，我們真的非常接近解決這個缺失粒子的謎團了。這類似於犯罪現場，我們有作案動機，武器作為證據，但屍體不見了！對我來說，在未來 3-5 年左右的時間裡，有幾個令人興奮的即將到來的發展，我非常期待它們能夠打破這種智力僵局。其中之一是對 DAMA 實驗的持續複製，該實驗在十多年前有爭議地聲稱探測到了暗物質。全球範圍內已經委託進行了五項使用同一家公司製造的相同碘化鈉晶體探測器的實驗，目前正在收集資料以檢驗最初的主張。幾年後，我們將透過這些獨立小組的資料收集和分析，明確知道 DAMA 的結果是否成立。其次，我對目前軸子暗物質搜尋的重新煥發的活力感到興奮，因為我認為它非常有希望。這些實驗使我們能夠探測 WIMP 情景之外的領域。最後，還有關於超流體暗物質的有趣理論構想，它有待用當前的天文資料——星系的旋轉曲線和星系團的引力透鏡效應——來檢驗。我認為我們準備好在揭示暗物質的真實本質方面很快實現認知上的飛躍。
Horgan：你是否曾懷疑黑洞是否存在？
Natarajan：不——我不懷疑它們的存在。但我發現有趣的是，有兩種完全不同的方式來思考和理解它們。像我這樣的觀測天文學家和天體物理學家將黑洞視為物質物體，它們緻密而稠密，並在其附近施加可探測的影響。對我們來說，黑洞是真實的，因為它們對應於恆星的末態——我們在我們周圍看到的處於不同演化階段的恆星。我們認為超大質量黑洞，它們潛伏在大多數星系（如果不是全部）的中心，包括我們自己的星系，或者為類星體提供能量，類星體是宇宙中最亮的燈塔，它們只是在宇宙時間內從小質量種子黑洞生長而來。對於理論物理學家和相對論學家來說，黑洞是一個數學構造，是愛因斯坦方程的精確解。這兩種表面上不同的觀點需要融合，並且一旦我們理解上的差距被彌合，它們就會融合。事實上，我認為這種看似不相稱的黑洞觀點是科學史學家彼得·加里森所說的“交易區”的一個極好例子——一個不同的概念觀點匯聚並可以綜合的智力空間。當然，LIGO 合作組織今年早些時候探測到兩個合併黑洞的引力波，證實它們不僅是真實的，而且其行為也正如愛因斯坦廣義相對論所預測的那樣。
Horgan：多元宇宙是否將永遠停留在無法檢驗的推測階段？
Natarajan：目前，多元宇宙的想法似乎是無法檢驗的，甚至可能是根據其構建方式而言。然而，目前正在進行探索潛在特徵的工作，這些特徵可能會在來自我們宇宙熾熱而稠密的開端的遺蹟輻射——宇宙微波背景——上留下神秘的指紋——也許是與另一個泡泡宇宙碰撞的一些回聲？
Natarajan：聽著，我對這個想法以及實際上大多數科學想法都持非常開放的態度。人們只需要回顧歷史，就能感受到我們已經走了多遠，以及我們激進發現的道路是多麼不可預測。當哥白尼在 1543 年重新構建宇宙秩序（好吧，當時我們的太陽系就是宇宙）時，他幾乎無法想象，在三百多年後的今天，我們人類會建造航天器——旅行者號——可以離開太陽系的聖域。因此，我們的發現未來將把我們引向何方，我無法妄加猜測。人類的頭腦及其認知能力是令人難以置信的，所以誰知道在未來的 300 年裡，我們還可能弄清楚關於宇宙的什麼！
Horgan：你是否認真對待宇宙是一個模擬的想法？
Natarajan：不，我不認真對待這個想法。我不認為它在智力上具有啟發性，甚至有用，所以我沒有認真對待。
Horgan：一些著名的物理學家稱哲學已經過時。哲學對你的科學工作有用嗎？
Natarajan：首先，哲學是一種智力活動，這與它被劃分為學術學科的方式有些不同。對我來說，哲學是一種智力立場。它有助於剖析我們如何構建和思考關於知識創造的基礎性問題，因此它不可避免地影響我的世界觀，進而影響我的科學工作。
Horgan：你認為我們關於宇宙的想法在未來的科學家看來，會像亞里士多德和托勒密的想法在我們看來一樣錯誤嗎？
Natarajan：當然，鑑於未來科學家對宇宙的理解，我們的想法在他們看來可能顯得幼稚，並且缺乏解釋力。但我認為他們仍然會把我們視為科學發現歷程敘事中不可或缺的一部分。
Horgan：你是宗教人士嗎？
Natarajan：不，我不是——我不信奉任何宗教。我出生並在印度教家庭中長大。印度教由幾個不同的哲學流派組成，其中之一，不二論，是一種唯物主義的、非有神論的流派，我發現它既有趣又引人入勝。我的父母鼓勵我們學習梵語並閱讀原文的哲學著作。我喜歡梵語，並且讀過《薄伽梵歌》和幾部《奧義書》。他們讓我們自己去弄清楚宗教信仰在我們生活中可能或不可能扮演什麼角色。
延伸閱讀:
檢視與以下人士的問答：Steven Weinberg, George Ellis, Carlo Rovelli, Edward Witten, Scott Aaronson, Sabine Hossenfelder, Garrett Lisi, Paul Steinhardt, Lee Smolin, Eliezer Yudkowsky, Stuart Kauffman, Christof Koch 和 Rupert Sheldrake。