事业的“顺风车”:彼布尔斯因解决有关宇宙的重大问题而获得诺贝尔物理学奖

10月8日,周二清晨,普林斯顿大学物理学家詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)接到了瑞典打来的电话。他的第一个想法是,“当你在清晨接到一个电话,通常是一些可怕的事情——或者是这个!”

这个结果就是2019年诺贝尔物理学奖。皮布尔斯是阿尔伯特·爱因斯坦的名誉科学教授和名誉物理学教授,曾因“物理宇宙学中的理论发现”而获奖。

James Peebles on the phone

皮布尔斯是在清晨接到瑞典打来的宣布获奖消息的电话后来到学校的。

彼布尔斯1962年在普林斯顿大学获得物理学博士学位,他与日内瓦大学的米歇尔·马约尔、瑞士日内瓦大学的迪迪埃·奎洛兹以及剑桥大学共同获得诺贝尔物理学奖。奖金为900万瑞典克朗,约合90.828万美元,皮布尔斯获得一半奖金。

“James Peebles对物理宇宙学的洞见,”瑞典皇家科学院说,“丰富了整个研究领域,为过去50年宇宙学从推测到科学的转变奠定了基础。”他的理论框架是在20世纪60年代中期发展起来的,是我们当代宇宙观的基础。”

James Peebles reacts with joy as he is congratulated on his Nobel Prize

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Play Video: James Peebles, Princeton’s 2019 Nobel laureate in physics

10月8日,詹姆斯·皮布尔斯被授予诺贝尔物理学奖,并与大学社团一起庆祝。

物理宇宙学是物理学和天体物理学的一个分支,研究宇宙的物理起源、演化和结构。它是一个分支,提出并试图回答一些物理学上最大的问题——宇宙是如何开始的?它是由什么组成的?宇宙会有尽头吗?它的最终命运如何?从20世纪60年代初到2000年荣退,皮伯斯在普林斯顿大学的整个职业生涯都在努力解决这些问题。

1965年毕业的物理学校友、2017年诺贝尔物理学奖得主、加州理工学院(California Institute of Technology)荣誉退休的费曼(Feynman)理论物理学教授基普·索恩(Kip Thorne)说:“吉姆的诺贝尔奖当之无愧!当我还是一名研究生的时候,我怀着敬畏的心情看着他在我们的宇宙诞生的头三分钟里,观察到核燃烧所产生的元素,这是由我们的宇宙诞生时是热的第一个观测证据所引发的。他是我的灵感来源,在我的职业生涯中一直如此。”

James Peebles and Christopher Eisgruber

皮尔斯在理查森礼堂举行的新闻发布会上回答了媒体和学生的提问。艾斯格鲁伯是1983年毕业的物理学专业学生,本科时曾与皮尔斯一起上课。

在之前的一篇文章中,你可以阅读到更多关于Peebles的物理学同行的评论。

1935年,皮伯斯出生于加拿大马尼托巴省温尼伯附近的圣博尼法斯。他是一个好奇的孩子,喜欢摆弄小玩意和建造东西。“我最早的记忆之一就是因为不允许我把咖啡过滤机放在一起而大发脾气,”他说。“我喜欢把东西拆开再装回去。我喜欢这种工作方式。”

James Peebles in 1958

曾就读于马尼托巴省大学(University of Manitoba)的彼布尔斯,在他1958年出版的《布朗与金年鉴》(Brown and Gold yearbook)中被展示。

彼布尔斯带着这种好奇心来到了马尼托巴大学,在那里他获得了学士学位,并于1958年进入普林斯顿大学。他说,就是在那里,他爱上了物理学。但他的首选是粒子物理学——研究构成宇宙的亚原子粒子——而不是宇宙学。然而,他的学术顾问罗伯特·迪克却有不同的看法。专攻重力的物理学家迪克说服年轻的研究生学习重力物理学。

“引力在行星和星系的尺度上起作用——它在宇宙的尺度上起作用——这就是我如何进入宇宙学的,”Peebles说。

当皮伯斯在早晨的采访中被问及当他得知自己获奖时的感受时,他是坦率的。“我从1964年就开始研究宇宙学,”他说。“这是55岁。我不想不谦虚,但给我这个奖似乎是合乎逻辑的。我研究过这个课题,看到它从一门非常小的科学发展到一门巨大的科学,取得了巨大的进步。”

然而,当Peebles开始他的物理宇宙学研究时,他是少数几个解决宇宙学问题的科学家之一。许多研究人员认为这个领域是个死胡同。

“当我在1964年开始研究这个课题时,”他说,“作为一个博士后,我很容易进行原创研究,因为当时世界上只有少数人在研究宇宙学。”开了几次会之后,我认识了他们中的大多数人。”

James Peebles in 1990

如图所示,Peebles在1990年成为普林斯顿大学的助理教授,在1965年成为副教授,在1968年成为副教授,在1972年成为正教授。他于2000年转为名誉退休。

今天,随着新一代的研究人员进入这一领域并加入他们自己的观点,这一领域迅速发展。“今天的情况非常不同,”Peebles补充道。“科学发展”。

Peebles对未来的发现感到乐观和兴奋。“物理是一门丰富的学科,”他说,“但它总是在变化,有许多挑战得到解决,也有许多挑战正在出现。”

或许他最著名的成就是皮伯斯在1982年首次提出的冷暗物质理论,以及他在确定宇宙背景辐射为大爆炸残余方面的开创性努力。

他说:“我发现,大自然总是按照我们能够发现的规律来运行,这总是令人惊奇的。”

James Peebles celebrates in a reception in Jadwin Hall

小莱曼·佩奇(左),詹姆斯·s·麦克唐奈杰出大学物理学教授,在早上物理系的庆祝活动上向皮尔斯(右)表示祝贺。

“吉姆·皮布尔斯是一位杰出的物理学家,他对宇宙的结构有着深刻而清晰的思考,”普林斯顿大学校长克里斯托弗·l·艾斯格鲁伯(Christopher L. Eisgruber)下午在理查森礼堂举行的新闻发布会上说。“他既体现了普林斯顿在物理学、宇宙学和万有引力方面卓越的、开创性的研究传统,也体现了这所大学把最好的学者放在教室里的承诺。”

Herman Verlinde是1909年的物理学教授和物理系主任,他称赞Peebles作为理论宇宙学家的开创性工作“早在它流行之前”,并且“为几乎所有现代宇宙学奠定了基础”。

Students in Jadwin hall cheer

在Jadwin Hall为Peebles举行的招待会上,物理系的学生和工作人员拍下了照片,并以欢呼和掌声欢迎他。

看着满是同事、学生和更大的大学社区的观众席,皮布尔斯在领奖时表达了他的感激之情,并将他在科学领域的职业生涯描述为“快乐的旅程”。

“我不知道你能不能想象这让我感觉有多好,”他对观众说,观众不止一次起立鼓掌。

在回答一个学生提出的有关彼布尔斯的建议的问题时,他直言不讳地说:“我的建议是不要以获奖为目的。我们在这里是为了研究的乐趣,为了对科学的迷恋和热爱。我记得我很惊讶我能因此得到报酬。”

在礼堂里的另一位诺贝尔物理学奖得主、詹姆斯·s·麦克唐奈杰出大学物理学名誉教授约瑟夫·泰勒(Joseph Taylor)指出,彼布尔斯还写了一本关于量子力学的有影响力的书,如果彼布尔斯能提出一种将量子力学与物理宇宙学结合起来的理论的话。

James Peebles talks to students

在洛克菲勒学院公共休息室举行的下午招待会上,皮尔斯(左二)与物理学教授、2016年诺贝尔物理学奖得主邓肯·霍尔丹(左二)、学生凯文·林、爱德华·田和布莱恩(右一)交谈。

“对下一代来说,这是一个多么美妙的挑战啊。”

他说:“这个房间里满是即将做出惊人发现的人。”

“宇宙有能力让我们大吃一惊,”他说。“我不认为万物有一个最终的理论。这些都是理论。“我们可以非常肯定,我的理论不是最终答案。我们可以非常肯定地说,当我们发现宇宙膨胀和演化的新方面时,我们将再次感到惊奇。我希望你们快点做出那些发现。”

就像他的学生和同事们称赞皮布尔斯教了他们很多东西一样,他也表达了同样的感情。“当我必须站在学生面前时,我最好知道自己在说什么,这让我受益匪浅。”

James Peebles celebrates with other Nobel Laureates

皮布尔斯(最左边)与普林斯顿大学诺贝尔奖得主约瑟夫·泰勒(Joseph Taylor)一起庆祝。约瑟夫·泰勒是詹姆斯·s·麦克唐奈杰出大学物理学教授,名誉退休,左起第二(1993年,物理学);德怀特·d·艾森豪威尔(Dwight D. Eisenhower)国际事务教授安格斯·迪顿(Angus Deaton),荣休,右二(2015年,经济学);邓肯·霍尔丹(Duncan Haldane),极右物理学教授(2016年,物理学)。

新闻发布会结束后,在洛克菲勒学院公共休息室举行的招待会上,学生和教师们表达了对他们的老师和导师的钦佩之情——以及在普林斯顿物理系的特殊氛围。

物理系一年级的研究生Sophie Dvali说:“来到普林斯顿大学,突然你们系的一个人获得了诺贝尔奖,这太不可思议了,这不是你们系第一个获得诺贝尔奖的教授。我们和这些疯狂聪明的人一起在这个部门里走来走去。这是压倒性的。”

正在攻读物理学博士学位的六年级学生张颂泰(Songthiam Zhang)说:“我会在系里喝茶的时候碰到他,或者他会旁听会议。他是那种你经常见到的人,给人留下深刻印象的人。你会有一种‘哇,他很聪明’的感觉。”

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