Aug.16 2021 回看宇宙诞生之初的天文望远镜

 The Youthful Universe

by

Rivka Galchen

下个月，詹姆斯·韦伯天文望远镜（James Webb Space Telescope，简称J.W.S.T）将从洛杉矶搭慢船渡过巴拿马海峡，到达法属圭亚那的库鲁（Kourou）。今年11月底，如果一切顺利的话，它将飞向太空。

来自14个国家的上千名科学家和工程师花了25年时间和100亿美元，建成了这只人类望向太空的巨眼。它将由欧洲航天局的阿丽亚娜（Ariane）5号运载火箭搭载升空，然后再花29天的时间前往距离地球约150万公里的遥远空间。

一路上，J.W.S.T将缓慢展开五面如银色翅膀一样的聚酰亚胺箔。每一面箔薄如纸张，有差不多一个网球场那么大。它们就像五把巨大的遮阳伞，保护J.W.S.T不被星星的光与热影响。

当它到达指定位置后，J.W.S.T会打开18个六边形的镀金铍镜。这些镜子就像漆黑夜空中盛放的一束金花，将组成一个和一幢房子外立面大小相当的反射面，捕捉来自130亿光年以外的光线。

詹姆斯·韦伯天文望远镜的设想图。

130亿光年以外，意味着J.W.S.T能让我们看到130亿年前宇宙的模样。

生活在地球上的我们几乎不太能察觉到，光的传播是要花时间的。

当我们抬头望月，我们看到的是它在1.3秒以前的影像；当我们看向木星，我们眼中的星芒其实是40分钟以前的它；仙女座星系——离我们最近的星系，同时也是肉眼能观察到的最远的天文物体——给我们看的是它在250万年前的模样。

不知道你会不会像我一样，想到这里就有些沮丧——我们永远没法知道自己存在的当下，宇宙间正在发生些什么，就好像永远只能看录像，不能看直播一样。

​不过，天文学家倒是很喜欢光的这个特性。哥伦比亚大学天文学家大卫·赫梵德（David Helfand）把宇宙比作一本摊开的书，想看哪一页，就翻到哪一页。想知道100万年前宇宙是什么样？看向100万光年之外就行。

詹姆斯·韦伯天文望远镜的等比大小模型。

但我们的肉眼别说看向100万光年之外了，就是看夜空中的星星都很费劲。我们感应不到无线电波、微波、紫外线辐射和红外线辐射。抬头看向夜空时，我们看到的只是宇宙的零星碎片。就好比打算欣赏一首钢琴协奏曲，但耳朵只能听到“哆”这个音。

天文望远镜能比我们的眼睛看得更清楚。但是，当一样物体远离我们的时候——因为宇宙一直在膨胀，所以宇宙中的所有物体都在远离我们——它的光线波长会被拉长，最后变成红外线。所以，即使是天文望远镜的眼睛，只要置身于地球，就会受到干扰，没有身处太空中看得那么清楚。

这就是为什么天文学家一直想把天文望远镜送到太空深处，哪怕要付出极大成本，并且要准备接受不一定能成功的代价。

哈勃望远镜拍到的老鹰星系中正在形成的恒星。

J.W.S.T天文望远镜不是NASA做的第一个耗费巨大资源却有可能失败的项目。1990年发射的哈勃望远镜就曾经出过问题。还好哈勃离地球只有600公里。1993年经过宇航员维修后，它恢复了正常工作。

为哈勃付出的代价是值得的，它拍到了宇宙中我们从来没见过的景象。比如说1995年的12月18日到28日的十天里，哈勃给北斗七星勺柄附近的暗黑天空拍了几百张照片。这些照片展现了3000多个处于宇宙形成早期的星系。这一系列被叫做哈勃深空（Hubble Deep Field）的照片是现代天文学最重要的影像之一。

哈勃深空影像，橙色圈起来的都是正在形成星星的星系。

而J.W.S.T比哈勃走得更远，镜面更大，状态更稳定，应该能捕捉到宇宙历史上更加精彩的画面。

赫梵德形容J.W.S.T有两大特点，看得“非常远”，又“非常近”。

“非常远”指的是它能看到135亿年前，当宇宙还是个小宝宝时的模样。大爆炸后的宇宙是一锅物质和辐射混成的均匀热汤，然后重力渐渐将物质拉拢，让这锅热汤里出现一团团小疙瘩。J.W.S.T可以看到那个时候。它或许可以看到宇宙中第一颗星星的诞生！

“非常近”指的是它会仔细观察一些和地球相似的星星，也就是所谓的太阳系外行星（exoplanet）。第一颗系外行星25年前才被发现。今天，人类已经发现了4281颗系外行星。J.W.S.T可以观测这些行星的大气成分，看能否探索到自由氧等气体——它们或许象征着生命的存在。

哈勃望远镜的镜面和JWST镜面的大小对比。

为什么要花这么多资源，只为了看一眼百亿年前的宇宙？赫梵德讲了一个小故事。

他大学选修了一门天文学课，学期快结束时，老师带他们去亚利桑那州观星。在那里，赫梵德结识了天文学家巴特·伯克（Bart Bok）。伯克问赫梵德为什么想研究天文学。赫梵德回答了一系列研究天文学可以给人类带来的利益，比如启发微电子学之类。

但是伯克告诉他，这些都不是正确答案。他对赫梵德说，天文学就像诗歌，或者歌剧，研究它是因为它使人类区别于其它生物。天文学的价值，就像艺术的价值，难以衡量，但是缺少它，人类就不再完整。

看清楚宇宙的早期面貌，知道星星是怎么诞生的，可能对人类的发展有实质性的帮助，也可能没有。但是“看清”和“知道”这件事本身就有足够的意义。每一次当我们看得越远，我们的宇宙就越大，而我们自身就越加渺小。

---

公众号：NotesofTheNewYorker

Aug.9 2021 现代治水：让自然安抚自然

 Manufacturing Nature

by 

Eric Klinenberg

水是自然界中最美，也最可怕的事物。几千年以来，人类想出种种办法制服水，驯化水，但从来不曾完全胜利。

就在这个夏天，世界各地水灾频发，带来的伤痛依然新鲜。人想要胜过水，太难；​或许根本不该跟水争胜负。水是这个星球的主宰，请她给我们一点生存空间，就很好了。

这期《纽约客》讲纽约这个夏天即将开展的一项治水大工程。这项工程放弃了惯常采用的与水争胜负的做法，而是尝试用水喜欢的方式来安抚她。

这项工程名叫生命防波堤（Living Breakwater），是景观建筑师凯特·奥尔夫（Kate Orff）的作品。奥尔夫特别关注海平面上升侵蚀陆地的问题，她做的许多项目都与此相关。

凯特·奥尔夫（Kate Orff）

说到治水，以前采用最多的方法是修建水堤、水坝和防波堤，这些设施被称为灰色基建（gray infrastruture）。而奥尔夫倡导使用绿色基建（green infrastructure），比如湿地、沙丘、红树林和海底礁石来减轻洪灾和海岸侵蚀的破坏性。

最早，治水的首要关注点是人，修建大坝、堤岸都是为保证人的领地不受侵犯；后来，自然的地位渐渐提升，人们学会在不破坏自然的前提下修建这类设施；现在，奥尔夫等新一代建筑师的观点是，人工设施不仅要与自然和谐相处，还要成为自然的一部分，与自然共生共长。

她设计的生命防波堤就是如此。这个防波堤的主要构成材料不是水泥，而是各种各样的水下岩石和礁石。通过精心设计这些石块的形状、走向和分布，并且安置在沿海相应的位置，就可以减缓水流对陆地的冲击，减弱飓风来袭时浪潮的危害。​

生命防波堤的创意图

奥尔夫的设计听起来相当美好，但在现实中能成功吗？纽约已经有了一个先例。2009年，一场飓风带来的洪水淹没了纽约布鲁克林区的一片海滩，连海滩附近的高速公路都差点被淹。联邦政府随后在这里修建了一条沿海护堤和两个礁石码头。

这条护堤属于一个特别的生态修复项目。它采用的材料不是水泥，而是沙子——人们运来将近8万立方米的沙子，沿着海滩垒起一座座高大的沙丘。

2012年，护堤第一期工程刚完成，桑迪飓风来袭，给纽约造成了极大破坏。但这里的沙丘挡住了暴风潮水，高速公路和附近的居民区都平安无事。

现在，海滩边的一座座沙丘上都长满了野草和其它各种植物，如果你不知道它以前的模样，只会认为这些沙丘本就属于这自然景观的一部分。​

工程车在海滩上垒沙丘

在奥尔夫的设想中，她的生命防波堤也会像这些沙丘一样，长满生命，融入自然。她设计的岩石和礁石将成为牡蛎、龙虾和各式各样的鱼儿们的新家。

奥尔夫在纽约开展的另一个项目就和牡蛎有关，叫做“10亿牡蛎项目（Billion Oyster Project）”。纽约海岸曾经是牡蛎的主要栖息地。据说以前这里的牡蛎又大又肥，一只就有一磅多重。但几十年来，河流开发、工业污染和过度捕捞让纽约沿海每个港口的牡蛎都绝了种。

10亿牡蛎项目先用人工培养牡蛎，再把它们转移到沿海水下。等生命防波堤的礁岩安置好后，大量聚居在礁石上的牡蛎可以形成厚厚的保护层，减缓海水运动的冲击，在风暴来临时降低浪潮的影响。

志愿者正在把一笼笼牡蛎放进海里。

经过七年的环保审查、模拟实验和设计调整，这个夏天，生命防波堤终于开始动工，预计明年或后年牡蛎就可以住进礁石里的新家，到2024年整个工程全部完成。它将成为美国规模最大的城市绿色基建项目。

奥尔夫把自己的设计理念叫做“第二自然”，它看似天然，但经过了精心计算和规划。当我们几乎将自然破坏殆尽的时候，才惊觉自然不能被控制和驯服。面对自然，只能理解她，安抚她，顺应她。“第二自然”，或许是人类给自己创造的第二次机会。

Aug.2 2021 哈佛vs亚裔学生——一场决定平权运动走向的判决

 The Diversity Verdict

by

Nicholas Lemann

最近比较懒，又出去玩了几天，一下子堆了好多来不及看的杂志和书——感觉就像玩俄罗斯方块，一块不小心放错了位置，接下来就啪啪啪接二连三堆得老高。接下来就啪啪啪接二连三堆得老高，让人毫无招架之力​ ......书堆得越多，就越没勇气去看，一晃眼感觉好久没写点什么了，才翻出这周的《纽约客》。

我之前写过一篇讲亚裔学生联合起诉哈佛大学招生歧视的文章，那已经是快三年前的事了。（那篇文章的链接在这里）这周《纽约客》刚好有篇报道讲这个案子的后续——其实算不上后续，因为没什么新进展——但我觉得还是可以聊聊这件事，算是补充背景知识。

哈佛这个案子全称Students for Fair Admissions V. Harvard，目前已经被提交到最高法院，正在由九位大法官考虑要不要接受——毕竟最高法院做出的任何决定，都将成为同类案例未来的判例判断准则。

美国大部分大学都制定了以平权运动（affirmative action）精神为指导的措施，给少数族裔和弱势群体一些优待。但一所学校招生名额就那么些，招的黑人学生多了，其它族裔学生的机会就少了。被剥夺机会的申请者自然大为不满，认为这是一种逆向歧视。

抗议哈佛招生逆向歧视的亚裔家长。

在哈佛案之前，最高法院处理过六件有关大学平权运动招生的案子。

第一件是1974年的DeFunisv.Odegaard。白人学生Marco DeFunis申请华盛顿大学法学院被拒，于是提起诉讼。美国的诉讼流程很漫长——长到最高法院审理这个案子的时候，DeFunis已经快毕业了（之前下级法院已经作出判决，要求法学院录取DeFunis），所以最高法院宣布案件审理无效。

虽然最高法院没有给出判决，但​自由派大法官William O. Douglas在他对此案的意见中写道，他认为平权运动不符合宪法精神，因为宪法第十四修正案（有关公民权利和平等）是“为了消除种族隔阂，而不是创造隔阂来满足我们关于社会应该怎样组成的理论”。

第二件是1978年的Regents of the University of California v. Bakke。白人学生Allen Bakke申请加州大学戴维斯分校的医学院被拒。他申请的那一年，医学院有100个名额，其中特意留出16个名额给少数族裔申请者。

​最高法院以5比4的票数反对学校这种留具体名额的做法，但同时赞成学校录取时考虑申请者的种族因素——只要这种考虑是建立在创造校园多元化环境的基础上。

这是因为最高法院不希望大学公开将种族设定为招生录取的条件，但又想保护平权运动。它向许多相关机构征求参考资料，其中哈佛大学提交的一份资料里提到了“diversity（多元化）”这个词，说哈佛招生的目标之一是创建一个背景多样，技能多样的学生群体。

从此，多元化成为了法院判决所有类似案例的基础，也成为了美国几乎所有大学招生的准则之一。多元化准则要求大学必须证明，它们招生时考虑申请人族裔的做法是为了创造文化多元的校园环境，而不是解决种族歧视问题。

第三件和第四件是2003年的Grutter v. Bollinger 和 Gratz v. Bollinger，都是成绩优秀的白人学生申请密歇根大学被拒。最高法院以6比3的票数反对密歇根大学在招生过程给少数族裔加分的政策（密歇根大学录取采用打分制，身为少数族裔可以加20分），但以5比4的票数赞成学校在招生时应该综合衡量多种无法量化的因素，而不是只看成绩。

从此以后，各大学都尽量避免在招生过程中采用打分制，对各族裔录取者的具体数据更是讳莫如深。但几乎所有人都知道，黑人学生的SAT分数通常比其它族裔学生的分数低。比如哈佛披露的文件显示，它们录取的黑人学生的平均SAT分数比亚裔学生低了63分。

因此不少人认为，大学应该公开不同族裔录取者的SAT分数。这项数据可能会有助于社会把注意力从大学录取转移到中学教育的不平等。

第五件和第六件是同一个案子，Fisher v. University of Texas。白人学生Abigail Fisher申请德克萨斯大学被拒。第一次最高法院把案子发回下级法院重审；2016年，这个案子又交还给最高法院，最终以4比3的票数（一位大法官因为之前参与过此案而避嫌，另一位在判决不久前去世）站在学校这一边。

但大法官们对这个案子的分歧很大。大法官Samuel Alito在判决时不同寻常地宣读了自己的异议，他认为德克萨斯大学的做法就是在逆向歧视，认为“This is affirmative action gone berserk（这种做法是平权运动走入歧途）”。

​好了，然后就到了今年的哈佛案，如果它最终被最高法院接受，就是大法官们经手的第七个有关大学平权运动的案子了。在之前的六个案子中，学校基本上处于优势，但这第七个就不好说了。

支持平权运动和多元化的人们。

现在最高法院有6位共和党大法官，其中三位Neil Gorsuch，Brett Kavanaugh和Amy Coney Barrett都是特朗普任命的。Samuel Alito五年前就已经反对平权运动了，他的立场应该不会改变，另外两位保守立场的大法官Clarence Thomas和John Roberts也一直不太赞同平权运动。

哈佛这个案子也是最高法院处理的第一个私立大学平权运动的案子。如果最高法院同意接受，对原告来说是个好信号，对哈佛则不那么有利。而如果最终的判决结果偏向保守立场，可想而知，还会有更多针对平权运动政策的诉讼接踵而来。

结果到底会如何呢？前面提到美国的司法流程相当漫长，怕不是要再过个三年，我才有机会再写关于这个案子的文章。反正无论最高法院是否接受，最后怎么判，一定都会对美国的平权运动产生相当大的影响——只能拭目以待了。

---

公众号：NotesofTheNewYorker