脉冲星发现的奇特经历是这样的：1967年的一个夏日，剑桥大学射电天文台正在进行星空无线电信号流量变化研究，即射电闪烁，负责执行望远镜观测和数据分析的科研人员是一位来自爱尔兰的女博士研究生，名字叫乔瑟琳·贝尔（Jocelyn Bell）。她夜以继日地工作，在大量并纷乱的记录纸带上仔细摸索射电闪烁信号的特征，这是太阳系带电介质干扰星空无线电传播的结果，其流量呈现出秒量级的准周期变化。此现象可以类比于“天上的星星在眨眼”，这源于地球大气层扰动引发的光学波段的闪烁。然而，贝尔偶然察觉到一个奇怪而且周期极其规则的“干扰”信号，每隔1.33秒的精准时间的脉冲信号。这令她十分诧异，难道宇宙的“心电图”存在“人为故意”的钟表准时效应？得知这一令人难以置信的观测分析，她的导师安东妮·休伊什(Antony Hewish)曾猜想这可能是外星人——“小绿人”——发出的摩尔斯电码，在向地球呼叫。然而，进一步查找观测数据表明，这个脉冲信号的频率极其精确。接下来，贝尔和同事又发现不同天区的另外3个周期各异的脉冲信号源，这排除了外星人信号，因为不可能有三个“小绿人”在不同方向、同时向地球发射不同的脉冲信号。再经过射电望远镜的色散测量，贝尔得出脉冲星距离地球大约是几万光年，这意味着脉冲信号源于银河系起源的天体。经过一番努力，贝尔和休伊什在英国《自然》杂志上发表了脉冲星发现的论文，并认为脉冲星就是物理学家预言的超级致密的中子星。消息很快轰动了国际科学界，这被誉为20世纪天文学的四大发现之一，为天文学和天体物理研究开辟了新的领域，而且对现代物理学的验证产生了深远影响。

　　脉冲星为什么是宇宙的灯塔和空间天然实验室

　　50年来，天文学家已经观测到2700多颗各种类型的脉冲星，它们是转动的中子星，而最快转动的周期居然达到毫秒量级，1.4毫秒。现在已知，中子星是大质量恒星的演化产物，相当于十几个太阳的恒星在其核能燃烧耗尽以后，将经历超新星爆发，其间星体的核心部分塌缩成高度致密的中子星，其质量相当于一个太阳，而半径只有约10千米。形象地比喻，中子星相当于太阳系的全部质量压缩到北京市区的范围。其密度惊人地高，一个乒乓球大小的中子星物质相当于喜马拉雅山的质量！其磁场也是超高，达到万亿高斯，是地磁场的万亿倍。所以，脉冲星可以作为天然的实验室，用来检验极端物理环境下的物质运动规律，诸如验证强引力场的爱因斯坦广义相对论效应，包括通过测量脉冲星双星系统来验证引力波。中子星的高度致密物质物态还是检验核物理理论的极佳场所，其强磁场导致的电磁辐射现象也是等离子体物理的研究领域。

　　脉冲星为什么发射脉冲信号？研究发现，电磁辐射来自于其强磁场的极冠区，当中子星转动时，磁极冠发出的电磁信号像海岸上的灯塔一样，扫过星空。每当脉冲星辐射扫过地球，地面的射电望远镜就收到一个信号，因此天文学家记录到像“心电图”一样的系列脉冲。此外，脉冲星的转动是高度稳定的，其周期变慢一秒大约需要千万年时间，这与实验室制备的氢原子钟一样稳定，堪称宇宙最精准的钟或“宇宙灯塔”。基于这一性质，脉冲星可以作为导航时间信标参考。不久前我国发射的脉冲星导航试验卫星XPNAV-1就是应用案例。50年来的观测表明，脉冲星在射电、红外、可见光、紫外、X射线和γ射线等多个电磁波频段产生辐射，为此天文学家在地面和太空设置了大量的探测设备，用于监测和研究其运动和演化性质，例如：在我国贵州已经落成的500米口径射电望远镜（FAST）。这一方面提升人类认识宇宙的能力，另一方面，通过这些高科技设施和装置的建设，提升我国工业体系的现代化能力。

　　脉冲星发现与诺贝尔奖委员会的失误

　　戏剧性的科学发现只是故事的开头，随之而来的是脉冲星发现者的荣誉归属争议。举世成就与诺贝尔奖委员会的是非恩怨竟然成为世界舆论焦点话题。1974年，休伊什教授因发现脉冲星独自享受了诺贝尔物理学奖，此事件引起了科学界和英国媒体的轩然大波，这被认为是诺贝尔奖历史上最不公平的结果之一，以至于媒体将其调侃为“名副其实的诺贝尔奖”，其英文表述耐人寻味“The No Bell-No bel Prize”，即“没有贝尔的诺贝尔奖”。

　　脉冲星发现的皇冠只戴在导师的头上，这完全忽略了学生贝尔的贡献。英国著名天文学家霍伊尔爵士（Sir Fred Hoyle）在伦敦《泰晤士报》发表谈话，“贝尔应同休伊什共享诺奖，诺奖委员会授奖前的调查工作欠周密。”霍伊尔还认为，这是诺奖历史上一桩丑闻、性别歧视案，贝尔的贡献非常重要，但她的老板竟把这一发现的原始资料扣压了半年，从客观上讲就是一种盗窃。更有学者调侃，“贝尔小姐做出的卓越发现，让她的导师休伊什赢得了诺贝尔物理学奖。”凡此评论，不胜枚举。回首往事，平心而论，作为导师的休伊什获得诺贝尔奖并无争议，但贝尔失去殊荣，却令人感到惋惜。如果没有贝尔对“干扰”信号一丝不苟的追究，他们可能错过脉冲星的发现。

　　不久前贝尔访问北京期间，笔者与她谈起脉冲星的发现经历和对诺贝尔奖的看法时，她感慨地说，在上世纪60年代，英国存在导师忽视学生科学贡献的倾向，特别是针对女学生欠缺公正待遇。1993年，两位美国天文学家因发现脉冲星双星并间接验证引力波而荣获诺贝尔奖时，这次诺奖委员会格外小心，特别邀请她参加了颁奖仪式，算是一种补偿吧。发现脉冲星后，她和休伊什没有再合作，直到1983年，他们才在一次国际会议上相见，并握手言和。在2007年纪念脉冲星发现40年的国际会议上，他们一起出席会议，在大会开幕式上，与会者全体起立鼓掌向贝尔致敬。虽然错失诺贝尔物理学奖，她荣获了多项世界级科学奖、诸多奖章和头衔，并被学术界尊称为“脉冲星之母”。她至今依然繁忙，担任各种社会公职，俨然英国的“科学大使”。她曾担任英国皇家物理学会会长、英国皇家天文学会会长，被英国伊丽莎白女王授予“女爵士”头衔，2014年起担任爱丁堡皇家学会会长。贝尔女士多次来华访问，一直关注我国500米口径射电望远镜的建设，并给予科技指导意见。2012年，她在北京参加国际天文学大会期间，受到时任国家副主席习近平的接见。她为此深感荣幸地说，一个大国领袖亲自参加科学会议，这不仅是科学家的荣誉，也让世界感受到一个大国为人类科学事业竭诚奉献的态度和热情。

（作者系中国科学院国家天文台研究员）