从舞台到星空,天体生物学家阿玛瓦·希尔兹如何用表演艺术寻找外星生命?她的跨界人生充满震撼,竟将表演与科学完美融合,颠覆你对科学家的想象!

Starstruck

# 从舞台到星空:一位天体生物学家如何用表演艺术寻找外星生命

1997年,阿玛瓦·希尔兹同时被研究星体的前景和成为明星的梦想所吸引。如今,她正从表演艺术和天文学的探索中汲取灵感,在其他行星上寻找生命。几乎没有人会像阿玛瓦·希尔兹那样思考星星——无论是天上的星星还是银幕上的明星。

作为一名天文学家和天体生物学家,希尔兹探索着太阳系外行星的潜在宜居性。但她同时也是一位受过古典训练的演员——这以意想不到的方式塑造了她的职业轨迹。

如今,希尔兹是加州大学欧文分校物理与天文学系的副教授,她领导着一个研究团队,利用计算机模型探索系外行星(即围绕太阳以外的恒星运行的行星)的环境。然而,尽管在数光年之外寻找生命是她的日常工作,但创造性的追求才让她在地球上的生活更加圆满。

2023年,希尔兹出版了回忆录《外星生命:在宇宙中找到自己位置的回忆录》。她发起了一项有影响力的教育计划,鼓励年轻女孩探索太空;她发表了一场极受欢迎的TED演讲,探讨我们如何在外星找到生命;她还赢得了一系列享有盛誉的学术奖项、荣誉和资助。她还会拉小提琴、烹饪、练习瑜伽,并且是一位母亲。作为她自称的“休息倡导者”——提倡放慢节奏的专业人士——希尔兹以某种方式实现了看似不可能的事情:她为自己创造了时间

她不同寻常的道路始于银幕,始于虚构的领域。

“我想成为一名宇航员。这个梦想在我生命早期,12岁时就开始了,当时我看了一部电影,戏剧化地讲述了孩子们被送入太空的故事,”她指的是80年代的儿童喜剧《太空营》,讲述了一次意外的航天飞机飞行。

接下来的电影灵感巩固了她的兴趣。

“夏洛特·布莱克伍德是一位天体物理学家,而且她非常有魅力,”希尔兹微笑着说,她被《壮志凌云》中的女主角迷住了。“有一个标志性的场景,她走在汤姆·克鲁斯和其他飞行员学员之间的过道上,她摘下眼镜,看起来酷极了。”

在加利福尼亚、加拿大和马萨诸塞州长大的希尔兹是一名成绩优异的学生,她进入了菲利普斯埃克塞特学院,很大程度上是被其先进的天文台所吸引。到了那里后,她开始认真地投入到表演中。“一个新的梦想开始了,”她说。

在整个高中阶段,她的天文学和表演梦想“就像在彼此身边跳舞”,希尔兹回忆道。“但我坚持了第一个梦想,去了麻省理工学院,因为我知道那是全国最好的科学学校。我12岁时就知道了——那就是我要去的地方。”

在麻省理工学院,希尔兹起初在学业上遇到了困难,并在创意艺术中找到了慰藉。她被选中参加伯查德学者计划,该计划的月度晚宴研讨会将教职员工与在艺术、社会科学和人文学科方面表现出色的学生聚集在一起。她在无伴奏合唱团缪斯中唱歌,并参演了许多戏剧。在大四结束时,她开始思考:“我是去读表演还是天文学的研究生?”

“有很多事情似乎都在指向同一个方向——告诉我:回去读那个博士学位。”

后者胜出,但时间不长。希尔兹前往威斯康星大学麦迪逊分校攻读天文学研究生课程。“在那一年,一位白人男教授告诉我考虑其他职业选择,这很难听进去,”她说。她记得当时想,“我要去追求另一个梦想,因为显然有人告诉我我不属于这里。也许他们是对的。”

于是她申请了加州大学洛杉矶分校,在那里获得了表演艺术硕士学位,并离开了天文学界十多年。但后来,当希尔兹为了补贴表演工作而打零工时,她本科时期的一位导师鼓励她查看加州理工学院运营的招聘网站。她看到了斯皮策太空望远镜(一台特别擅长观测年轻恒星形成的红外望远镜)的客服台操作员职位空缺,而且只需要学士学位。“我会把更难的问题转给博士们,”她说。“但通过那份工作,我又能去听天文学讲座了……在我离开的这段时间里,系外行星这个领域刚刚爆发。”

希尔兹在表演方面取得了一些成功,包括在一部名为《九条命》的电影中饰演角色,该片在圣丹斯电影节上放映。但一个大好机会——以及随之而来的心碎——发生在她被选为《连线科学》节目主持人之后,却因为制片人决定更换主持人而失去了这份工作。她说,那是一个“毁灭性的时刻”。

不久之后,她给天体物理学家和科学传播界名人尼尔·德格拉斯·泰森发了电子邮件(她是通过一位在斯皮策太空望远镜工作的天文学家通过电子邮件介绍认识的),并讲述了发生的事情。他回复说,他看过她的试播节目,并告诉她,“如果没有博士学位,如果你想做科学电视节目,你就没有那种信誉,”她回忆道。与此同时,她申请了NASA的宇航员候选人计划,但没有通过第一关。(不过,她确实在最近的一个丰田广告中扮演了一名宇航员。)“有很多事情似乎都在指向同一个方向——告诉我:回去读那个博士学位,”她说。于是她照做了,于2014年在华盛顿大学获得了天文学和天体生物学博士学位。

希尔兹解释说,天体生物学是一个相对较新的领域,研究宇宙中生命的起源、演化和分布:“它是关于生命如何在地球上开始的。”

天体生物学家可能专注于行星的宜居性,或探索其他行星上生命的方法,或关注除水之外可能支持生命的液体。这是一个高度跨学科的领域。“有天文学家正在寻找这些行星,并利用他们的特定专业知识来回答这个问题:我们是孤独的吗?”希尔兹解释道。他们中的一些人“也是化学家、生物学家、海洋学家和地质学家,他们从自己的视角和特定专业领域来研究这些问题,”她说。“这就是我喜欢它的原因。作为一名天体生物学家,我们不需要获得15个博士学位。我们可以与不同部门的人合作,他们将自己的专业知识……贡献给这些科学问题。”

希尔兹正试图回答一个由夜空引发的问题——这个问题在天文学和通俗意义上都既非常个人化又具有普遍性。“自从我还是个小女孩起,我就会仰望天空,想知道那里有什么,”她说。“这源于我的一种惊奇感。当我仰望夜空,看到这些小小的光点时,我仍然有那种感觉。我想知道:是否有人在回望着我?……宇宙到底有多远?”

她解释说,我们的银河系中有1000亿颗恒星,大多数至少有一颗行星环绕,而银河系之外还有超过1000亿个星系。宇宙中大约有10^22颗恒星。希尔兹认为,只有地球能够产生生命的可能性“我认为相当低”。

“我正在寻找可能有利于地球以外生命存在的行星环境,”她说。“我的团队主要通过气候模型来实现这一点。这些模型与预测地球气候和天气的模型是同一类型。”

希尔兹将观测天文学家收集的信息,以及其他未知变量的不同潜在组合(如行星从其主星接收到的光类型、大气和表面成分,以及某些轨道信息)输入到这些模型中。“从你获得的望远镜信息中,你能真正了解一个行星的信息是有限的,”她解释道。“我们可以用气候模型探索那个参数空间,然后说:好吧,如果它有这种表面成分,那么这颗行星上的温度就会是这样。如果它有这种大气成分,这种轨道类型,那么气候就会是这样,这就是它整个表面的宜居程度。”

自20世纪90年代初以来,天文学家已经发现了6000颗系外行星。希尔兹说,其中处于地球大小范围内的——她最感兴趣的——有数百颗。其中更小的一部分正围绕在其恒星的所谓“宜居带”内,创造了足够温暖的条件以维持液态水——这是生命的关键。到目前为止,已经发现了多达100颗左右属于该类别的行星,但于2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,可以通过探测“生物特征”(如大气中的特定气体或可能是行星表面水反射的闪光)来发现更多可能宜居的行星。

希尔兹说,能够探测到更多这类信号,是天文学的下一个“重大任务”。

如今,在她的学术工作中,她的思绪飞向宇宙最遥远的地方。但在学术界之外的宝贵时间里,她学会了保持静止。当她的工作日程开始让她不堪重负时,希尔兹的健康开始出现问题。然后她发现了瑜伽尼达拉(Yoga Nidra)的练习——一种古老的冥想形式,练习者被引导进入深度放松的“瑜伽睡眠”。希尔兹读了《少做一点:给雄心勃勃女性的时间和能量管理革命性方法》一书,书中称20或30分钟的瑜伽尼达拉“感觉就像身体睡了三个小时”,她说。“作为一个年幼孩子的母亲,我当时想:好吧,给我报名!”

去年,她与《敢于休息:用瑜伽尼达拉休息冥想重获你的力量》的作者凯伦·布罗迪一起培训,并成为一名认证引导师。“对我来说,广泛分享它,并真正尽我的一份力量,特别是向学术界介绍这种将休息作为日常练习的观念,一直很重要,”她说。现在她正在写一本书,讲述她试图适度——抵制承担太多事情的诱惑。她学会了拒绝邀请,并在工作和个人生活之间划定了明确的界限。

希尔兹意识到,她看似迥异的天文学和表演兴趣并不一定相互排斥。将它们结合起来使她成为一名更有效的教育者。

八月的一个工作日,一碗阿育吠陀汤在她厨房的炉子上炖着。一个乐谱架占据房间的一角,她有时会在那里拿起小提琴,演奏一些民间曲调。(她的父母都是专业音乐家,她的名字来源于他们编造的一段元音吟诵。)她提到了纳伊拉·瓦希德的诗《游泳 | 有色人种女性》,并用柔和而丰富的声音朗诵了它。其中一部分写道:“这个结构依赖于你说不的能力。意味着不。他们从我们的第一口气就拿走了不。回去把它还到你的嘴里。你的心里。你的光里。”

“我需要优雅地放手或说不——为别人说是腾出空间,”希尔兹说。“这让我的日程安排更有余地,因为我发现的一件事是,有色人种女性,随着我们在学术阶梯上攀升,请求呈指数级增长,所以说不不仅仅是一项重要技能——它是一项生存技能。”

一路走来,希尔兹逐渐意识到,她看似迥异的天文学和表演兴趣并不一定相互排斥。事实上,将两者结合起来——并分享她对两者的热情——使她成为一名更有效的教育者。她作为演员的训练帮助她精心设计讲座,吸引学生参与,并使她的演讲(包括她的TED演讲)生动活泼,以一种与非科学家产生共鸣的方式。

希尔兹还利用她对表演的热爱,激励下一代科学家,他们将帮助回答天文学的重大问题。作为美国国家科学基金会博士后奖学金的一部分,她被要求设计一个教育推广项目。“我当时想:有没有一种场景,我可以用表演来教授天文学?”她说。“我查了一下。有先例。天文学教育期刊表明,当你让女孩参与创意艺术——戏剧、写作——并将其融入天文学教育时,你会增加女孩在提问和回答问题方面的信心。”

这一发现与她自己的经历产生了共鸣。毕竟,正是表演——当她的教授劝阻她学习天文学时她转向的领域——给了她再次追求天文学的信心。“我把表演看作是一种宣泄,一个安全的空间,”她说。“没有人能告诉我作为演员我是错的。”

考虑到这一点,希尔兹发起了“崛起的星空女孩”计划,该计划举办研讨会,利用创意艺术向所有背景的中学年龄女孩教授天文学。她和她的同事们随后发表了一项研究,表明参加该计划的女孩报告说对学习科学课程更感兴趣,并且更有可能相信自己能在科学方面表现出色。

“我们希望她们知道,她们是谁对她们学习和实践天文学来说,本身就是关键和至关重要的,”希尔兹说。“科学极具创造力,她们可以将她们通过艺术找到的创造性想象力和创造性灵感带入对宇宙的学习中。”

同样的交流也发生在希尔兹的生活中,但直到最近她才开始看到她作为天文学家和演员的角色之间的相似之处。“两者都是关于故事,”她说。

演员必须通过角色的生活来传达故事的弧线或演变。“恒星、行星——它们也有生命,”希尔兹说。“它们有诞生,有演化,然后死亡。作为科学家,我的工作是揭示故事——发现其他地方是否存在生命的故事。”

延伸思考

1. 跨学科融合的价值:希尔兹的经历表明,看似不相关的领域(如表演艺术与天体物理学)可以相互滋养,产生独特的创造力和教育方法。在日益专业化的时代,我们如何更系统地在教育体系中鼓励和支持这种跨学科思维与实践?
2. 科学界的多样性与包容性:希尔兹曾因教授的建议而离开天文学,后又以独特方式回归并取得成功。这反映出科学界在接纳不同背景、路径和表达方式的科学家方面,可能仍存在哪些无形壁垒?如何构建一个更能识别并支持“非典型”科学人才的环境,以激发整个领域的创新潜力?

阅读 Technology Review 的原文,点击链接

Simon