（来源：澎湃新闻）
10月7日，“上海天文馆”微信公众号刊发了威斯康星大学麦迪逊分校、IceCube粒子天体物理中心博士后田玮的文章《凌晨四点五十分，我的导师拿了诺贝尔奖》。文章记录了田玮在得知导师弗朗西斯・哈尔岑获得2026年诺贝尔物理学奖的感受以及南极“冰立方”中微子天文台的往事。
以下为文章全文：
10月6日早上7点，我被同事的电话叫醒：Francis得诺贝尔奖了。
那天，斯德哥尔摩时间上午11点45分（麦迪逊的凌晨4点50分）瑞典皇家科学院宣布，2026年诺贝尔物理学奖授予威斯康星大学麦迪逊分校教授弗朗西斯·哈尔岑（Francis Halzen），表彰他“对冰立方中微子天文台作出的决定性贡献，以及对来自天体物理的高能中微子的发现”。公布的时候，麦迪逊还是凌晨。
说实话，大家确实没想到。就在前一天，组会结束前，我们还在笑谈：今年有没有可能，Francis 得奖？
挂掉电话，我打开手机，消息已经传开了。我的第一反应是“理想照进现实”：诺奖这种东西，读博的时候它出现在教科书和新闻里，离我们都很远；可它突然就落在了自己每天邮件往来、每周组会上见的那个人身上——难以置信，但又觉得，实至名归。
瑞典皇家科学院公布的2026年诺贝尔物理学奖公告卡。图源：诺贝尔奖官方
Part.01
一台没有镜筒的望远镜
先来讲讲大家最关心的问题：冰立方是什么？
它不是一个立方体的大机器，而是一台没有镜筒、没有镜片的"望远镜"。在南极点附近的冰盖深处，科学家钻出86个深洞，往每个洞里垂下一根缆绳，缆绳上挂着光电传感器（总共5160个），沉入1450米到2450米深的冰层。这86根缆绳围出来的、大约一立方公里的冰体，就是这台望远镜的"镜片"。
它看的不是光，而是中微子。
中微子几乎不跟任何东西发生作用，一百万个穿过探测器的高能中微子里，平均只有一个会撞上冰中的原子核。但只要撞上，就会产生一颗带电粒子，它在冰里的速度能超过光在冰里的速度——这不违反相对论，就像飞机超过音速会拉出音爆，粒子超过光速会拖出一道蓝色的闪光，叫切伦科夫辐射。5160个传感器记录下这束光的形状、亮度和到达时间，就能反推出这颗中微子从哪个方向来、带着多少能量。
为什么非要跑到南极去？因为抓中微子需要一片足够大、足够干净、足够黑的介质。冰要足够透明，让蓝光跑得远；要几乎没有气泡，不让光被散射；周围要足够安静，不被别的信号打扰。南极的冰川冻了十几万年，气泡被压成了致密的冰，是地球上天然形成的最理想的探测介质。哈尔岑在上世纪80年代想明白的，就是这件事：与其人工建造巨大的探测器，不如把整个天然冰川变成探测器。
这个项目从2004年开工，2011年建成，背后是12个国家、50多个机构、300多位科学家。我在合作组这些年，最深的感受是：这里氛围很轻松，但在物理问题上，一点都不轻松。任何一项数据分析，都要在工作组里一层层交叉审核，直到所有人对结果的表述达成一致，才能代表合作组对外发表。300个人的名字署在同一篇论文上，每一个结果都经得起这300个人的挑剔。
冰立方探测器结构示意。图源：诺奖官方公布材料/IceCube 合作组，AI翻译
Part.02
第五枚金章
这是诺贝尔奖历史上，第五次将奖项授予中微子研究领域。
前四次分别在1988年、1995年、2002年和2015年，研究的都是“中微子本身”——它是什么？怎么探测？有没有质量？
这一次不同：诺奖表彰的不是发现了一种粒子，而是用这种粒子做成了一台“望远镜”，开创了一个全新的天文学分支。用诺贝尔委员会的话说，哈尔岑的“坚韧和科学远见，为一种全新的天文学铺平了道路”。
而且这一次，是他一个人独得。物理学奖近半个世纪极少由一人独享，上一次物理学家独享诺奖，还要追溯到1992年——分量由此可见。
为什么分量这么重？要从一个悬了一百多年的问题说起。
1912年，人类发现了宇宙线：来自宇宙深处的高能粒子，日夜不停地轰击着地球。它们是从哪儿来的？这个问题问了一百多年，一直没答案。因为宇宙线是带电的，在飞向地球的路上会被星际磁场搅来搅去，抵达地球时早就忘了来路；伽马射线倒是走直线，但一路会被吸收、被散射，跑不远。只有中微子，不带电、几乎不与物质作用，从宇宙最深处出发，直线飞行、能量不损——它带来的信息是“原件”，不是辗转多手的“复印件”。
2013年，冰立方第一次公布抓到来自太阳系外的高能中微子，中微子天文学就此开张；2018年，冰立方和费米卫星等望远镜联手，把一批高能中微子的来源锁定在40亿光年外一个名为TXS 0506+056的耀变体上——那是人类第一次用两种“信使”同时看到同一个宇宙源；2023年，冰立方又用十年的数据，画出了一张银河系的中微子天图。
到今年，这个学科刚好“成年”。诺奖颁给它，实至名归，也恰逢其时。
Part.03
看不见的信使
中微子到底是种什么粒子？
它是自然界最“害羞”的基本粒子：不带电，质量极小，几乎不跟任何东西发生作用。每一秒钟，有数百万亿颗中微子从你身体里穿过去，你却毫无感觉。吃一根香蕉，香蕉里的钾元素衰变，也在不停放出中微子。
它有三种“味道”——电子中微子、μ子中微子、τ子中微子，占了已知12种基本粒子的四分之一。宇宙中最丰富的粒子是光子，第二就是中微子，它们从宇宙大爆炸那一刻起就存在，是宇宙年龄的见证者。
但天文学家偏偏最爱它，因为它是极端宇宙的理想信使。
光能被挡住：黑洞周围最剧烈的区域，连光都逃不出来。宇宙线会被掰弯：磁场一搅，来路就丢了。只有中微子，能从连光都无法穿透的地方直接逃出来，穿过整个宇宙、穿过整个地球，来到你面前，方向不偏，能量不减。理论上，用中微子能看到宇宙最边缘。2015年引力波登场之后，光、引力波、中微子，人类终于凑齐了三条听宇宙的“信道”——所谓多信使天文学，就是从那时候开始的。
中微子还“下知地理”。全世界只有它能轻松穿透整个地球，所以可以用它给地球做 CT，透视地核；超新星爆发时，中微子先冲出星核，所以它还能当宇宙的预警雷达。
当然，这一切的前提是：你得先抓得到它。而这正是哈尔岑用三十年做成的事。
哈尔岑与光学传感器球舱。图源：田玮
Part.04
三十年后，然后享受物理
如果说冰立方是一台机器，那Francis这个人，是它的心脏。
他今年82岁，早过了退休年龄，但只要没有外出，通常早上9点之前就到办公室。他的办公室门总是敞开着，随时欢迎任何人来找他，只有开会的时候，那扇门才会关上。到现在，IceCube已经是个规模庞大的合作组，下设许多不同小组，开着各种层级的电话会议，但他很多时候都会参加；大家讨论新论文，他也会凑进来，解答问题，跟年轻人一起推公式。这令人既震惊又敬佩——他始终工作在一线。
很少有人知道，这件“一线的事”，当年是一场豪赌。Francis是理论物理出身，写过粒子物理的经典教科书，是那种“天生该做理论”的聪明人。但他后半生干的，是一件实验家都不敢轻易承诺的事。当年在南极建探测器，没有人知道南极的冰层是否足够透明——选择在那里建设，本身就冒着极大的风险。直到上世纪90年代，他们第一次测量南极冰川冰的透明度，才意外发现，透明度远好于预期。
更难的还在后头：探测器建成后，谁也无法预知它究竟能不能探测到高能中微子。“毕竟从未有人探测到这类信号，宇宙中或许根本不存在高能中微子；即便存在，也可能极为稀少，也许一百年才能捕捉到一个。”
Francis自己的解释很朴素：正因为他在理论上有深刻的判断，他才认定这个方向重要、值得。科学是第一导向，工程只是把理想变成现实。
2024年，我第一次来麦迪逊访问。Francis请我吃午饭。我忍不住问他，是什么样的热情，让他在物理学的道路上坚持到这把年纪。他笑着说：“我们花了 30 年时间建造冰立方探测器，现在是享受物理的时候了。”（We already spent 30 years building the IceCube detector, and we are so lucky, now it's time to enjoy physics.）
和他讨论任何问题，他都欢迎，完全没有架子；年轻人的想法再天马行空，他也总是先鼓励你去试。他常说，一个领域要想成功，一定要广泛合作，不能闭门造车。所以他特别愿意来上海，来李政道研究所交流，把当年建探测器时踩过的坑，一条一条分享出来。他真心希望，中微子天文学能在世界各国开花结果。
这种人格魅力，是冰立方合作组300多人能拧成一股绳的重要原因。徐东莲老师，她从 2009 年读研究生时就在冰立方，是当时合作组里最年轻的成员之一。她这样评价Francis：这种在极端环境下完成的大科学工程，没有一个有远见、有魅力、有勇气的人牵头，根本做不成；而哈尔岑永远是科学第一。
诺奖公布当天，Francis在意大利出差。接到电话的时候，他正在做他每天做的事：回复邮件。当天威斯康星大学为他举办了新闻发布会，冰立方合作组和他远程连线。他对大家说，得诺奖对他而言是一个“big surprise”，然后补充道：“我们一起做到了！这个奖属于全体合作者！（We make it together. This is the award for all of the collaborators!）
校方代表问问他打算怎么庆祝。这位刚拿了诺贝尔奖的82岁老人说他想尽可能一个人待在屋子里。
一个大型实验的成功，有时需要一些运气。但在Francis身上，我看到的是数十年如一日的勤勉、坚持和谦逊。就像他说的，人生中很多事情都意想不到，有时会收获意外惊喜——运气和努力，常常交织在一起。
获奖当天上午（麦迪逊时间），威斯康星大学新闻发布会，哈尔岑与冰立方合作组远程连线。图源：田玮
Part.05
下一台望远镜，在南海
从南极回到中国。故事到这里，要轮到我们了。
中国的中微子研究，是从“研究中微子本身”起步的。2012年，大亚湾反应堆中微子实验发现了中微子的第三种振荡模式，被国际同行评价为“开启了未来中微子物理研究的大门”；2020年大亚湾功成退役后，接力棒交到了江门中微子实验（JUNO）手里——这个埋在地下700米、装着两万吨液体闪烁体的大科学装置，在2025年8月正式运行，今年6月就把首个成果发上了《自然》封面，还给出了中微子质量顺序倾向正序的国际最高精度迹象。
中国正在入场“用中微子看宇宙”的中微子天文学。这一次，主角还是在南海。
徐东莲老师从冰立方走出去之后，2018年回国发起了“海铃计划”（TRIDENT）——在南海3000多米深的深海平原上，建设中国第一个深海中微子望远镜：约一千多根垂直线缆、约两万个光学模块沉入海底，三期规划探测体积约10立方公里，相当于10个冰立方。设计方案2023年发表在《自然·天文学》上；2021年“海铃探路者”完成首次海试，2025年8月完成全流程海试。按计划，海铃一期明年建成，将成为地球上第一个临近赤道的中微子望远镜——冰立方在南极，主要盯着北半球的天区；海铃在近赤道，随着地球自转可以360度巡天。它们和地中海的KM3NeT、贝加尔湖的Baikal-GVD、加拿大太平洋海域的阵列连在一起，就是一张覆盖全球的中微子天网。
2024年，李政道研究所，左起：徐东莲、弗朗西斯·哈尔岑、田玮。图源：田玮
Francis一直关注着海铃。他是上海交通大学李政道研究所国际学术咨询委员会的委员，多次来上海访问，给海铃的建设提了很多建议。他公开说过一句话，我们这些做中微子的人都记着：“海铃计划这样的望远镜，将开创中国天文学的新篇章。”
值得一提的是，这次诺奖委员会发布的介绍材料里，讲完冰立方，专门提到了中国的海铃计划——下一代高能中微子望远镜。上一代的开创者，在领奖的时刻，指着下一代的方向。
“海铃计划”蜘蛛系统海试入水前。图源：上海交通大学
至于我自己，我希望能延承 Francis开出来的这条路：冰立方已经积累了十几年的数据，我正在参与的分析，想用这些数据更精细地测量三种中微子的“味道”比例，去理解活动星系核附近的粒子碰撞和中微子产生机制，再顺带找一找中微子在亿万光年的旅途中可能积累下来的、量子引力之类的新物理信号。宇宙花了上百亿年把这些信使送到地球，信号就藏在细节里。
坦白说，在国内，中微子天文领域的研究仍然处在“从0到1”的阶段。我也希望未来能有更多年轻人加入我们，共同推动这个领域在中国的发展。国家高度重视基础科学研究，投入了大量资源支持科学家追寻科学梦想——中国正处在基础科学发展的黄金时代，我相信，这一领域必将在中国生根发芽。
徐东莲老师在诺奖公布那天说了一句话：“这次诺贝尔奖只是开始。中微子天文学作为一个新兴学科，未来还会有更多成果。”
400年前伽利略把望远镜指向天空，人类才真正开始观测宇宙；而中微子这扇窗，才刚刚推开十几年。而昨天早上7点，同事在电话里告诉我导师得奖的消息时，我想到的其实不是诺奖本身，我想的是——这扇窗后面，还有整片星空。
来源：田玮/“上海天文馆”微信公众号
