2011年的诺贝尔物理学奖属于索尔?佩尔穆特 、布赖恩?P?施密特（已于2011年9月30日去世）和亚当?G?里斯三位天体物理学家。瑞典皇家科学院诺贝尔奖评委会物理学家奥尔加?博特纳称：
在物质主宰的宇宙中，人们曾希望万有引力能逐渐让宇宙膨胀的速度减慢。所以可以想象，如今的诺贝尔物理学奖获得者们在1998年公布他们的研究结论，宇宙在加速膨胀而非减速时，是多么让人吃惊。通过对比不同距离的超新星视亮度，科学家们发现远处的超新星视亮度比预期黯淡25%，也就是比预期的距离更为遥远，这意味着宇宙膨胀正在加速。这一发现改变了我们对宇宙的理解，它将是宇宙学的基础和里程碑。
蛋糕里的葡萄干：Ia型超新星
三位分享奖项的获得者实际分属两个不同且相互竞争的团队。索尔?佩尔穆特领导着的，是1988年启动的“超新星宇宙学项目”（Supernova Cosmology Project）。布莱恩?施密特领导着另一个团队，即1994年启动的“高红移超新星研究组”（High-z Supernova Search Team），亚当?里斯在这一团队中起到了至关重要的作用。
这项研究的关键是发现超新星。国家天文台研究员、宇宙暗物质暗能量组首席研究员陈学雷在给“科学松鼠会”撰写的文章中介绍：
超新星的概念是1934年由茨维基和巴德提出的。他们猜测当一些恒星寿命结束时将会塌缩，然后发生爆炸，其亮度可达到十亿甚至百亿个太阳的亮度，巴德和茨维基也观测到了一些超新星。后来发现，其实有两种不同的超新星，一种是茨维基最早提出的核塌缩超新星，另一种其爆炸机理不同，现在一般认为是白矮星（质量比较低的恒星比如太阳在燃尽核燃料后就会变成白矮星）从其伴星中吸积物质，到一定程度后发生核爆炸。有趣的是，茨维基和巴德最早观测到的超新星都是后面这种他们所未曾想到过的类型，被称为Ia型超新星。由于超新星很亮，可以在宇宙中很远的地方看到，因此可用来研究宇宙学。特别是，白矮星有一个质量上限，称为钱德拉塞卡质量，大约是1.4个太阳质量，白矮星发生超新星爆炸时大多都比较接近这个质量。既然这时白矮星的质量都差不多，就有理由认为，其爆炸时的亮度可能也差不多。这样，Ia型超新星就有可能作为“标准烛光”来使用：假定所有超新星的“绝对亮度”也就是本身的亮度相等，那么根据观测到的一颗Ia超新星的视亮度，就可以推测它到我们的距离。
两个研究团队正是通过寻找遥远空间中爆发的超新星，从而展开竞赛。通过确定这些超新星的距离和它们离我们而去的速度，科学家希望能够揭开宇宙的最终命运。科学家们的初衷，都是希望发现宇宙膨胀正在减速的证据，但结果完全相反。
如果用更为形象简单的比喻来理解这一研究发现，可以将宇宙想象成一个放进烤箱的蛋糕，而超新星们则为蛋糕内不同位置的葡萄干。随着蛋糕烘焙而逐渐膨胀，葡萄干之间的距离开始逐渐扩大，若它们之间的距离大于预期距离，则可理解为蛋糕正在加速膨胀。
在此之前，两个团队曾不谋而合地认为，自己的发现是错误的。“我们几乎经历了数个月的挣扎，才开始真正相信自己的研究结果。” 索尔?佩尔穆特在获奖后向媒体透露，“而且当你把研究结果告诉别人时，你还得经历此生最长的质疑眼光”。
1998年1月，两个小组几乎同时公布了自己的观测结果，“超新星宇宙学项目”组有42颗超新星数据，“高红移超新星研究组”虽然只有16颗超新星数据，但每颗的误差要小一些。他们一致的结论是宇宙正在加速膨胀。这一结果当即轰动世界。
当然也不乏质疑之声。因为人们发现Ia型超新星彼此并非完全相同，有些光度的变化速度更快一些，有些则更慢一些。也就是说，这些被当作标尺的“尺子”本身并不标准。不过，2003年《自然》杂志的一则新闻报道解释了这一发现，后有其他研究者跟进，并提供了更多的观测数据，继续支撑用Ia型超新星做标尺的理论。
爱因斯坦的远见
科学家永远站在巨人肩膀之上。
20世纪初，美国天文学家汉丽埃塔?斯万?勒维特发现了一种测量遥远恒星距离的方法。当时，女性天文学家没有接触大型望远镜的资格，但她们被天文台雇佣，从事分析照相底板的繁重工作。勒维特研究了上千颗被称为造父变星（Cepheid）的脉动变星，发现越明亮的造父变星，其脉动的周期也越长。利用这样的信息，勒维特能够计算出造父变星自身的亮度。只要有一颗造父变星的距离是已知的，其他造父变星的距离就可以推算出来―恒星的光显得越暗，它的距离就越远。这就是宇宙学中“标准烛光”的诞生。直到2011年，三位获得诺贝尔奖的物理学们使用的，也是同原理的方法。
20世纪20年代，当时世界上最大的望远镜（位于美国加利福尼亚威尔逊山上）投入使用，这让天文学家能够证明，几乎所有的星系都在远离我们而去。他们研究的是一种叫做“红移”（redshift）的现象，这一现象当光源远离我们而去时就会出现。光的波长会被拉长，而波长越长，它的颜色就越红。天文学家得出的结论是，星系不仅在离我们而去，彼此之间也在相互远离，而且距离越远，它们彼此逃离的速度就越快―这被称为哈勃定律（Hubble’s law），这一定律说明：宇宙正在膨胀。
实际上，在理论计算中，宇宙膨胀已经被人提出过了―不是别人，正是现代物理学的奠基人物爱因斯坦。1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论，按照该理论，宇宙只能收缩或者膨胀，不可能稳定不变。
这个结论的提出比天文学家发现星系远离早了差不多10年，但爱因斯坦无法忍受宇宙不可能稳定不变这一事实。为了消灭他不想要的宇宙膨胀，爱因斯坦在他的方程里加了一个常数，他称之为“宇宙学常数” （cosmological constant）。当年爱因斯坦加入宇宙学常数的目的，是为了引入一种能够与物质之间的引力相抗衡的斥力，从而创造出一个静态的宇宙。后来，哈勃定律的发现让爱因斯坦认为，加上这个宇宙学常数是一个大错误，于是便将其删除。
究竟是什么在加速宇宙膨胀？目前主流的解释引入了“暗能量”的概念。暗能量(dark energy)一词是美国宇宙学家M迈克?特纳引入的。它实际上也是物质的一种形式，与暗物质一样不可见，可以理解成是与万有引力相对的“斥力”，从而导致宇宙加速膨胀。
根据现有理论预测表明，宇宙中75%左右的物质是暗能量，此外还有21%左右是不发光的暗物质，而我们熟悉的普通物质仅占4%多一点。也就是说，本届诺贝尔物理学奖的获得者们，向人类揭露了一个近96%的成分仍然未知的宇宙。
冰与火之歌
根据普林斯顿大学物理学教授保罗?斯坦哈特解释，根据“宇宙加速膨胀”理论，一亿万年之后，宇宙的规模将远远大于当下，且星系间的距离更加遥远。逐渐增大的膨胀速度将会导致我们无法再看到其他星星发出的光芒。这就好像人口密集的城市忽然变成了沙漠，而人们散落于无边无际的沙漠之中，再也无法看到对方一样。另一方面，加速膨胀将意味着宇宙毁灭于冰，持这种观点的是诺贝尔物理学委员会秘书拉尔斯?伯格斯特龙，他的观点为大部分国外媒体引用。
其他观点同时存在。有人认为，如果承认暗能量的存在，那么宇宙在遥远的未来不会塌缩也不存在终结，会一直膨胀、存在下去，温度极低，物质稀薄。还有一种较为“激进”的看法则认为，随着宇宙的膨胀，暗能量将越来越多。由于暗能量产生的强大“斥力”，宇宙最终将经历一场极为惨烈的“大撕裂”，届时所有的天体包括地球在内都将不复存在，甚至连原子与原子核也都被撕裂。
对于普通人而言，宇宙将往何处去倒更像一个哲学问题。此时，也许重温美国著名诗人罗伯特?弗罗斯特的诗句会更为震撼：
有人说世界将毁灭于火，
有人说毁灭于冰。
根据我对于欲望的体验，
我同意毁灭于火的观点。
但如果它必须毁灭两次．
则我想我对于恨有足够的认识
可以说在破坏一方面，冰
也同样伟大，
且能够胜任。
秋天到了，大雁为什么总飞“人”字？
水军总啼嘟
“秋天到了，天气凉了，一行大雁往南飞。一会儿排成个‘人’字形，一会儿排成个‘一’字形。”秋天一凉，七零后们总能想起这篇经典的小学课文。但大雁南飞为啥非要排成“人”字形或者“一”字形，而不是“N”形和“B”形，或者其他更具想像力的阵型呢？
人字形编队，省体力？
在现有的大雁人字形编队说法中，“节省体力”的解释流传最广。事实上，这个解释还停留在假说阶段。
很早以前，人类就已经开始观察到，大型鸟类通常选择“人”字形或者“一”字形的线形阵，而小形鸟类则往往聚成一团。对大型鸟类编队飞行奥秘的科学探索，要追溯到20世纪初莱特兄弟刚刚开启航空时代的岁月。1914年，德国的空气动力学家卡尔?魏斯伯格(Carl Wieselsberger)经过简单计算后，首次提出大雁飞“人”字形可以节省能量这一假说。他认为，大雁翅膀扇动会引发尾流的涡旋，而涡旋的外侧正好是向上的气流。如果相邻的大雁刚好处在上升气漩里，那么它们的飞行就会大大省力。
这个假说从诞生那天起，就受到了鸟类学家的欢迎，但是真正对其定量计算却是在几十年以后。1970年，里萨满(Lissaman)和斯科伦伯格（Schollenberger)利用日臻成熟的空气动力学理论首次给出了一个估算。他们发现，与单个大雁相比，一个由25只大雁组成的“人”字形编队可以多飞71%的航程。他们还得出，最佳的人字形夹角为120度。这个研究结果是如此地激动人心，以致如今的成功学和领导学教材上到处引用这个结论，用来说明领导是多么伟大，而团队工作是多么有效率。
且慢！里萨满和斯科伦伯格的研究，并未给出具体的计算公式和计算过程，他们采用的模形也过于简化：先是假设这些鸟不扇动翅膀，像固定翼飞机一样僵硬；同时也没有考虑光滑的机翼和毛茸茸的翅膀之间的区别。此后，一批更深入的理论研究证明，大雁编队飞行的能量利用率远没有文章中提到的那样高。不管此类工作如何细致，模型如何复杂，严谨的科学家们还是批评这些理论计算过于理想化了。
“一”比“人”更受大雁欢迎
理论计算行不通，科学家们开始另辟蹊径，研究实地观测数据中人字形夹角的度数。他们认为，如果空气动力学优势是大雁选择“人”字形的唯一理由，那么大雁在大多数时间都应该保证“人”字形的夹角处于最佳或者某一个固定的数字附近，而且要避免飞成“一”字形，因为在对称的尾迹里，一边的上升气流会被浪费掉。现实再一次无情打击了这一假设。雷达和光学跟踪研究发现，大型鸟类飞行的“人”字形夹角在24度到122度范围内诡谲多变，飞行中还会大幅度变换角度。最让人费解的是，只有在20%的飞行时间里，大雁们才会选择“人”字形，大多数时候，“一”字形长蛇阵更受欢迎。
近十年来，新的技术革命又大大加深了人类对鸟类编队飞行现象的认识。这一次，无人机控制领域的专家们跑过来凑热闹了。组队飞行过程中，大型鸟类频繁和大角度调整飞行、不断更换领队鸟和跟从鸟之间的相对距离，却不发生碰撞，这就是无人机控制领域专家们关心的问题。专家们在研究大型鸟类飞行的观测记录后发现，从控制学上说，这些行为的并存几乎是不可能完成的任务。只存在一个可能：即编队里的每一个成员都以领队为基准来调整自己，且编队足够小。
到目前为止，最靠谱的“人”字形编队具有空气动力学优势的证据，是来自维莫斯克奇(Weimerskirch)等人的实验。他们将八只白鹈鹕训练成自家摩托艇的粉丝，这些白鹈鹕只要看到摩托艇就会屁颠屁颠跟着傻飞。通过测量鹈鹕们飞行时的心律，研究者发现，白鹈鹕飞“人”字形时的心率比单飞时低11%-15%，因此得出了鸟类飞“人”字形节省能量的推断。但也有批评者跳出来反驳说，群居的动物往往比孤独动物的心率要低。
虽然科学家们尚不能证明“人”字形和“一”字形编队能够节省大雁们的体力，但是这种编队形式的其他好处已经被证实了。鸟类学家发现，加拿大大雁的眼睛分布在头的两侧，各自可以覆盖从正前方往后的128度角的范围。这与大雁编队飞行的极限角度相一致。换句话说，每一个在编队里飞行的大雁都能看到领队鸟，领队鸟也可以看见全部的编队成员。因此，大雁选择“人”字形和“一”字形至少有一个确定的理由：在编队飞行中，每一只鸟都能看见整个编队，从而能够更好地进行相互交流或者自我调整。
吃蟹救地球
秋天是吃螃蟹的好时候。如今，学名“中华绒螯蟹”的大闸蟹已经不再是“阳澄湖”才有的稀罕物，“太湖大闸蟹”、“微山湖大闸蟹”均悉数登场，等人品尝。
但爱吃螃蟹的各位并不一定知道，在自然环境中，大闸蟹扮演着异常凶猛的角色。
宁夏的水稻产区曾经引入大批中华绒螯蟹，试图模拟一个自然的生态系统―螃蟹吃掉稻田里的昆虫和腐烂的有机物，螃蟹的排泄物还能给水稻增加养料，不仅减少了庄稼对农药的依赖，还能促使水稻、螃蟹两丰收。但实际上，这帮舞着大钳的家伙并没有按照人类设计好的方案行使清洁工的使命，反倒干起了偷猎者的勾当。它们大规模地捕食花背蟾蜍以及黑斑蛙的蝌蚪―这两种蛙类都是捕虫高手。1只黑斑蛙1年能消灭害虫1万多只，花背蟾蜍的捕虫量更是黑斑蛙的2倍。2011年公布的一项调查结果显示，在大面积养殖中华绒螯蟹的宁夏沙湖和天河湾约40万亩湿地中，仅发现10余只花背蟾蜍和黑斑蛙。而在已经实现中华绒螯蟹放养野化的银川阅海湿地，则基本没有发现花背蟾蜍和黑斑蛙等两栖类动物。
在此之前，中华绒螯蟹早已将破坏生态的大钳杀向欧洲和北美。1935年，英国人在泰晤士河边的一个发电站发现了第一只中华绒螯蟹。1970 年代以来，中华绒螯蟹在泰晤士河的中上游大量繁殖。河道中几乎没有它们不吃的东西，水草、鱼卵等等均为其腹中之物。强悍的生命力让它们迅速成为这一区域的霸主。更要命的是，中华绒螯蟹喜欢在堤岸上打洞，它们可以毫不费力地在河岸下打出半米深的洞，从而危及堤坝安全。
在美洲，大闸蟹的入侵速度同样惊人。1965 年，第一只中华绒螯蟹在安大略省的底特律河被发现。1992 年，加州南部湾区的捕虾人时不时能捞起许多正在产卵的大闸蟹。1994年，它们迅速蔓延到加州北部重要的渔业基地圣巴布洛湾，大闸蟹的入侵使得这里产量锐减。1997年，美国旧金山地区的大水形成大片沼泽，大闸蟹趁机大量繁殖，最后竟然堵塞了旧金山河口的闸门。由此，美国有不少地方都贴着“通缉”大闸蟹的通告。
人类开车、使用空调以及砍伐森林都能帮助这些无肠公子扩展活动范围。上述三项行为使全球变暖，这正好帮助帝王蟹入侵南极金海。目前，这种原先活动范围仅局限于南极洲附近深海的甲壳纲动物，已经开始爬上了大陆架。
日前，利用一部远程操作车，美国火奴鲁鲁夏威夷大学的海洋生物学家Craig R. Smith和同事们研究发现，大量帝王蟹出现在比之前的生存环境高出数百米的海床上。研究小组推测，由于在最近几十年中，帝王蟹栖息的海底盆地内部及周边的水温每年升高0.01℃，因此这些地区的帝王蟹和它们的子孙后代正时刻准备着迁徙到更高的地方。
如今，研究区域的帝王蟹数量已经超过了150万只。一旦这些帝王蟹真的繁殖并迁徙到较浅的水域，对南极洲附近海底生态系统的影响将是毁灭性的。在历经数百万年演化后，南极洲里没有能够敲开帝王蟹盔甲的食肉动物。贸然闯入的帝王蟹很可能将成为这里的老大。它们将会以海参、海胆及海星等为食，减少海洋物种的多样性，改变深水区域的自然生态系统。
所以，爱吃螃蟹的中国人请准备好蒸锅吧！甩开膀子大嚼螃蟹除了满足口腹之欲，还一不小心就保护了环境哟！