宇宙像个弹簧？

鞠强

科学家是什么样的？是自带一份“神秘气场”，用αβγ说话的技术流，还是做事严谨、几乎没有幽默感的高智商宅男？事实上，现实生活中的他们很可能在某个音乐节现场高举啤酒瓶摇摆，对昨夜凌晨的欧洲足球赛赛况了如指掌，甚至你在上周看过的话剧就有他的参演。蔡一夫就是一名这样的科学家。

蔡一夫15岁考入中国科学技术大学少年班，毕业后去中国科学院高能物理研究所攻读博士学位，在此期间结识了反弹宇宙学的专家布兰登伯格教授。获得博士学位后，蔡一夫先是到美国进行博士后研究，随后又去往加拿大麦吉尔大学，与布兰登伯格教授合作。

就像美剧《生活大爆炸》中那几个活泼有趣的科学家一样，他热爱摇滚，喜欢话剧并曾经参演。世界杯期间，这位刚刚成为父亲的科学家还会“忙里偷闲”看幾场比赛。

巧合的是，他关注的研究领域“反弹宇宙学”也和“大爆炸理论”密切相关。大爆炸理论由伽莫夫等人于20世纪40年代提出，该理论描述我们的宇宙创生于一个时空奇点的大爆炸。这个奇点的密度无限大，体积无限小，温度无限高，一切已知的物理规律在这里失效。

大爆炸目前已经成为现代宇宙学中的主流理论，然而现有的理论只在大爆炸发生10-43秒后有效，也就是说，我们还未真正回答宇宙从何而来这个问题。反弹宇宙学则在面对奇点时提供了另一个思路。探索这一领域的科学家认为，宇宙在大爆炸之前先是经历不断的收缩，直至达到一个极小的临界值，然后开始膨胀，进入现有的大爆炸理论可以解释的阶段。“这样宇宙看起来就像是一个弹簧。”蔡一夫道。

2015年，蔡一夫通过入选国家人才项目，成为中国科学技术大学物理学院天文学系的教授。这名29岁即拥有自己的科研组的年轻教授对待学生的态度也与众不同。

蔡一夫记得第一次见到自己中科院的导师张新民研究员时，导师对他说：“Enjoy physics（享受物理）”。这句话对他影响颇深，对待自己的学生，他同样没有给他们制定“必须做到”的科研目标，而是希望他们能够享受科研带来的乐趣。

不过，他对学生有另外的“苛刻”要求——在蔡一夫看来，除了享受学术，还要尽可能多样化地体会生活的美好。“我希望学生们不要总是宅在办公室里，所以偶尔会奢侈一把，召集大家在有落地窗的咖啡厅里开组会，让他们晒晒太阳;我们也会在春光明媚的时候，一起骑行20公里到合肥的滨湖湿地森林公园;我还组织他们参加过真人CS野战营。”

这种“体会生活，享受科研”的理念似乎对研究工作也起了促进作用，在他的带领下，整个团队学术收获颇丰。2018年8月24日，蔡一夫和他的3名学生共同在物理学界权威期刊《物理评论快报》上发表了论文，介绍了他们对原初黑洞的研究工作。

什么是原初黑洞？科学家猜测，在宇宙诞生之后不到1分钟的时间里，就已经有物质塌缩成黑洞，这种类型的黑洞被称为原初黑洞。在通常的原初黑洞理论中，黑洞产生概率低、质量分布范围过大是两个棘手的问题。

蔡一夫领导的团队则提出，在极早期宇宙中，物质相互挤压，密度变化产生周期性振荡，如同涟漪般以周期性变化的声速传播开来，并与物质本身的振荡产生共振，从而相互叠加，促使生成大量原初黑洞。而且，这样产生的原初黑洞，质量就被限制在共振的区间里。这一理论一举解决了黑洞的产生比率和质量范围两个问题。不过理论是否合理，还需要更多观测数据的检验。

与蔡一夫聊天的过程中，他曾说，“不用介绍我，多介绍我的学科。”他的微信签名是“happiness only real when shared”（只有分享才是真正的快乐）。对他来说，人类能够共同分享对宇宙的理解就是宇宙学研究的意义所在。