批判派——WMAP小組的挑戰者
宇宙的邪惡軸心究竟存在嗎？以中科院李惕培院士，和他的學生劉浩博士為代表的批判派堅決說不。話說早在2003年，WMAP小組發布的第一篇數據分析報告一出爐，就引起了李惕培院士的懷疑。於是，當劉浩要報考他的博士生時，他對劉浩說，我很想重新分析WMAP的所有數據，你願意跟我一起做這個工作嗎？這將是一條艱難的道路。僅憑我們兩個人的力量要跟蹤WMAP整個小組各方麵頂級專家的工作，風險實在是很大。即使數年之後我們成功了，一時半會也不會得到主流物理學界的認同。劉浩毫不猶豫的答應了。
WMAP的天線示意圖
劉浩發現，WMAP傳回的數據並不是微波背景輻射的溫度譜，而是兩根夾角141°的天線產生的差分數據。差分數據是什麽呢？打個比方，已知小朋友的平均身高是141厘米，要測量幾個小朋友的身高分布。有一種辦法是一個一個的直接測量，另一種辦法是測得小明比小華高5厘米，小華比小龍矮3厘米，小龍比小強高7厘米……根據這樣的差分數據，就能得到每個小朋友的原始身高。物理學的測量中經常采用這種差分的辦法，這樣可以省去不同條件下對實驗儀器基準點的反複調試。
要想從WMAP測得的差分數據獲得溫度譜，還需要知道每一組差分數據對應的是天空中的哪兩點。WMAP上有一個專門的時鍾用來記錄每組數據對應的時刻，還有一個時鍾用來記錄WMAP的運動狀態。這樣，劉浩需要自己編寫一係列電腦程序，根據每一時刻WMAP的位置，速度和姿態，來確定每一組數據的歸屬。然後再由獲得的時序數據（Time Ordered Data）產生微波背景輻射的溫度譜。
功夫不負有心人，經過了五六年的艱苦研究，李惕培和劉浩等人發現，由他們自己編寫的數據分析程序得到的溫度譜和WMAP有所不同，其中最大的不同在於他們發現溫度譜的四極矩幾乎消失了，而八極矩也有顯著的減弱。如果這個結果是對的話，至少解決了宇宙邪惡軸心的問題——四極矩真的消失了的話，那八極矩跟誰狼狽為奸呢？那麽宇宙中就不應該存在特殊的方向，宇宙學的各項同性原理就得到了保護。
菲克森定律
不出李惕培院士的意料，這一結果並沒有得到WMAP小組的支持。理由是除了WMAP小組，還有Planck小組和另外一組科學家曾獨立分析過WMAP的差分數據，他們的結果和WMAP小組的結果完全相同。根據菲克森定律（英文拚寫未知），李的小組獲得的結果應該不可靠。菲克森定律是說，“一個理論物理學家所得到的結果往往隻有他自己一個人相信”，而“一個實驗物理學家所得到的結果往往隻有他自己一個人不相信”。現在的情況並不符合“李惕培等人的結果隻有他們自己不相信”，所以實在是不靠譜啊。
大家也許會覺得菲克森定律是在開玩笑，其實也是有一定道理。主流學術界奉行的是“同行評價”體係：同行說你靠譜，你就是靠譜；同行說你不靠譜，你就不靠譜。例如理論物理學界有個網站叫做預印本庫，大家寫出來論文可以先上傳到那兒，供同行評價。如果有民科言論試圖吸引大家的眼球，那麽就像BBS一樣很快會有管理人員停P刪賬號。廣為流傳的一個故事是，歐洲有個諾貝爾獎獲得者由於發表民科言論，被禁止在預印本庫上傳論文……
在歐美等學術大國的同行看來，中國從來沒發射過探測CMB的衛星，技術水平很落後。實驗技術水平落後意味著科學學術水平的全麵落後，因為第一手的數據掌握在外國人手裏，就隻能等老外吃完了肉之後喝點兒湯。也許還有一個原因就是，從中國頻繁爆出的學術造假醜聞來看，其科學界有相當多的不靠譜因素。最後，就算你們中國小組所有的一切都靠譜，難道還會比我們集中了全球各領域百位頂級專家的WMAP小組、Planck小組還靠譜嗎？
LHC的美國表哥SSC就是因為得不到後續資金，最終未能問世（1993年計劃終止），使得人類探索宇宙奧秘的進度推遲了十幾年。同時也使得理論物理學界本該“滅絕”的理論又多活了許多年。
退一萬步講，即使中國小組的結果真的有可取之處，也不能輕易下結論。要知道這年頭經濟不景氣，向納稅人要錢可是越來越困難了。一旦推翻了WMAP小組原來的結論，那麽就意味著這7年來建立在這個結果上的一切科研成果都不可靠。納稅人知道了會很生氣，後果很嚴重。萬一給納稅人留下心理陰影，以後要錢更困難了怎麽辦呢？因此，本來WMAP小組曾經給予李惕培小組熱情的幫助，但李惕培和劉浩公布自己的結果之後，WMAP小組的專家們就再也不回郵件了……
差之毫厘，謬以千裏
如果是李惕培和劉浩錯了怎麽辦？李惕培對此相當謙虛：錯了沒關係，算是給我們一個教訓。我們國家早晚也是要有探測器上天的，如果我們確實犯了錯，那麽可以給後人提個醒，少走點兒彎路。
在同外國同行的學術交流中，李惕培也同樣是這個態度。Planck小組的Freeman等人在Planck衛星傳回數據之前，曾組織人手獨立的複算了WMAP的結果，算是一次“學術演習”。李惕培問他，能否我們兩個小組交換程序代碼，互相檢查一下哪兒有異常？Freeman回答，我們的程序不給你們看，因為我們肯定是對的。如果你們的程序給我看，我很願意幫你們糾錯。“那就給你看，歡迎你來糾錯”，李惕培院士謙虛的說。
在長達數月的交流中，Freeman和李惕培的小組共同發現，他們用於分析WMAP數據的程序的功能幾乎完全相同，除了一個用於分析探測器運動的四元數（Quaternion）程序（參加Fujia對四元數的介紹）存在極微小的差異。李惕培問：“你們的四元數程序是誰寫的？”
Freeman：“我們……所有的程序都是自己寫的。四元數程序是問WMAP的哥們要來的。”
李惕培：“那你們這個不應該算是獨立完成。”
Freeman：“呃……”
分歧的原因變得更加明朗，就出在四元數的程序上。可是，兩組四元數程序的差異非常小，隻有WMAP分辨率的半個像素，為什麽反映在微波背景輻射的溫度譜上之後就變的顯著了呢？
原來，四元數程序被工程物理學家用於分析WMAP在三維空間中的運動。由於多普勒效應，WMAP的運動會實時地在CMB的溫度譜上疊加一個額外的偶極矩。也就是一個方向熱一些，一個方向冷一些。計算實際的溫度譜時應該完全扣除這個偶極矩。可由於CMB的溫度太低，信號太弱，實際上這個偶極矩的噪聲比CMB的信號強數十倍。因此，去除噪聲時出現的微小誤差，對於實際信號的影響會非常可觀。
將差分數據還原成溫度譜，得到的是一個“二極矩”的噪聲
扣除這個由觀測者運動導致的多普勒效應和背景恒星等噪聲，才能得到CMB的信號
李惕培和劉浩順著這個線索研究下去，發現了更加吃驚的結果。原來我們前文提到WMAP 的兩個時鍾竟然沒有校準！兩者相差了20多毫秒，這才導致差分數據和天空的對應差了半個像素。此外，WMAP的天線對於天空各個方向的掃描次數和得到的平均溫度竟然存在相關性。由於太陽光過於強烈，WMAP的天線掃描天空時總是有意的避開它，以提高觀測效率。因此，天線對黃道外的天空掃描的次數總是比黃道上多。假如掃描次數和得到的平均溫度真的存在相關性的話，那麽四極矩和八極矩的軸心指向黃道上的室女座就合情合理了。
WMAP的兩個天線一直在地球的影子裏轉圈圈
但是要轉六個月的圈圈才能將天空完整的掃描下來
分歧的原因終於變得清晰起來。李惕培和劉浩終於得出了結論：宇宙的邪惡軸心並不存在。溫度譜的四極矩完全是由去除偶極矩噪聲時產生的誤差引起的。修正這個誤差之後，四極矩在一定精度上應該完全消失，八極矩也有顯著減弱。這意味著同標準宇宙學模型的理論預期相差更遠，也許後者才是值得懷疑的地方。同時，根據李惕培和劉浩生成的WMAP的溫度譜，暗能量和暗物質占宇宙總能量的比例也有改變。暗能量從WMAP小組所公布的74%下降到了68%，而暗物質從22%上升到了28%。他們在論文中聲稱，這個結果與WMAP小組的結果相比，同其他觀測結果，如“飛鏢”球載望遠鏡，重子振蕩，Ia型超新星等符合的更好。因此，李惕培和劉浩對他們小組的結果充滿了信心。
尾聲
宇宙邪惡軸心的故事到此告一段落，結局會是什麽，現在下結論還為時尚早。
李惕培和劉浩的論文上傳到預印本庫後，一開始並沒有引起太多的關注。直到2010年2月的一次國際學術會議上，李惕培才得到和WMAP小組成員麵對麵的機會，但是WMAP小組的領導人Hinshaw並沒有如期出現。跑得了和尚跑不了廟，在今年秋季即將舉行的一次學術會議上，Hinshaw和李惕培同時名列邀請名單上。希望無論事情怎樣發展，這次遲來的會麵都將會帶給我們不斐的收獲。
Planck衛星傳輸回第一批數據之後，在互聯網上發布了一張模糊的照片。劉浩把照片的顏色信息轉換為溫度後一比較，發現跟他們小組的結果吻合的很好[2]。這讓他們更加堅定了信心。
Planck已經開始了它的工作
Planck小組的研究人員知道這個消息後顯得更加謹慎，他們並不支持在最終結果出爐之前發表任何評論。WMAP小組的結果遭到了挑戰，使得Planck小組不得不格外小心。在這個科學問題上，他們既要成為評判兩方觀點的裁判，又要防止自己遭遇類似的挑戰。因此，有人說看到Planck小組開組會時增強了安保工作：嚴禁組外友人打醬油，拉上全部窗簾，說話盡量放低聲音。
在探索科學的道路上，謬誤在所難免。謬誤不是科學的終結！謬誤，是科學的新生！
注[2]：也許吻合的好正是因為圖片的模糊，筆者並沒有具體考慮過這個問題。請參閱參考文獻。
參考文獻[1]：李惕培院士的學術報告
[2]：’Axis of evil’ a cause for cosmic concern, New Scientist
[3]：arXiv:1003.1073v2
[4]：PhysRevD, 69, 063516
[5]：（及圖片來源）WMAP的官方網站
[6]：維基百科
科學編輯：Shea
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