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雷锋。这篇文章最初是由致仕学术界发表的。
物理学家也有如此美好的生活...他因为坠入爱河而从麻省理工学院退学,但他在研究宇宙背景辐射方面的领导地位被诺贝尔忽略了。50年前,中学生获得了诺贝尔物理学奖。本周,利戈之父会创造另一个传奇吗?
50年前,雷纳·维斯梦想有一天人们可以探测到引力波——爱因斯坦广义相对论预测宇宙时间空.中存在的微小波纹去年秋天,他的梦想终于实现了:1000多名物理学家在ligo(激光干涉仪引力波观测站)探测到了两个离地球10亿光年的巨大黑洞旋转时产生的引力波。这个伟大的发现让许多人相信ligo的发明者rainer weiss将获得诺贝尔物理学奖。
麻省理工学院的物理学家韦斯今年83岁。他出生后不久就流离失所,从纳粹德国逃到了纽约。我上大学时,因为迷恋一个女人而放弃了学业,最终被开除了。找到工作后,维斯终于在麻省理工学院获得了终身教职。然而,维斯发明了ligo,并为此努力工作了40多年。探测引力波可以说是历史上最艰巨的科学实验。最后,他如愿以偿,梦想成真。从任何标准来看,维斯的生活都是非凡的。
1932年,维斯出生在德国柏林的一个犹太家庭。他的父亲是一名神经科学家,热衷于共产主义,他的母亲是一名舞台演员。为了逃离纳粹的魔掌,他们一家搬到了捷克斯洛伐克的布拉格。然而,它没有持续多久。1938年,英国首相张伯伦签署了一项条约,将捷克共和国的一部分割让给纳粹德国。这家人不得不再次搬家,最终在1939年1月来到纽约。仅仅两个月后,纳粹战士占领了布拉格。
韦斯曾经回忆说,他在一个被忽视的环境中长大。因为语言问题,我父亲没能通过体检,所以他不得不做心理咨询,最后成为了一名著名的心理学家。母亲们不得不做各种各样的零工来养家。他们两人经常吵架,把家庭的不幸归咎于希特勒。“我父母不理我。我的父亲太忙了,以自我为中心,不能太关注我,我的母亲给了我妹妹太多的偏爱。然而,维斯从小就受到良好的教育,并就读于当地一所著名的学校。他的同学中有1969年获得诺贝尔物理学奖的默里·盖勒-曼。另一个同学,迈克尔·瓦拉克,成为了杜克大学的脑科学教授。韦斯非常聪明,在学校成绩很好,但他的老师经常用盖勒-曼打他,他不时逃课,有一次吵架,甚至打断了瓦拉克的腿。
韦斯从小就是一个有经验和天赋的工匠。从小,他就痴迷于古典音乐和电子产品,并经常出售一些自己制作的电子产品。
韦斯的儿子、波士顿美术博物馆馆长本杰明·韦斯说:“如果我父亲逃课,大部分时间他都会去市政厅听钢琴,而不是在街上闲逛。”我认为他被修补工艺所吸引是因为《起源家族》中的MoMo氛围。他是一个德国难民的孩子。他的父母遵循自律的传统。他想通过制作工艺品来抵抗他们。”韦斯的姐姐,剧作家斯比勒.皮尔森也说,她的哥哥花了很多时间试图逃离这个不幸的家庭。然而,作为独生子,他在家庭中的地位实际上就像一个王子。例如,一旦你搬到一个新的地方,维斯会得到最大的卧室。韦斯经常从军队购买一些备件,并在卧室外修理收音机。他甚至和当地的小混混做了笔交易。如果他们允许他在进出地铁时带着收音机,他会免费帮他们修理电器。
高中毕业后,维斯如愿以偿,进入麻省理工学院学习电子工程。他认为这个专业可以解决高保真度的问题,但是课程让他失望了,把重点放在了发电厂上。所以韦斯转向了物理学。大学三年级时,维斯在从楠塔基特岛到波士顿的渡船上遇到了一个女人。“她教我跳当地的舞蹈,还教我弹钢琴。我陷入了爱情,几乎要发疯了。”他跟着她,搬到了芝加哥边缘的埃文斯顿,在那里他跳过了很多课,但没有赢得美女的芳心——他的疯狂吓坏了她。失恋的维斯回到麻省理工学院获得学位,却发现自己因为所有课程都不及格而辍学。那个他深深迷恋的女人,但她没有结束,在他身上留下了深深的印记。她20岁时教维斯弹钢琴。从那以后,他将每天晚上玩一个小时。
“人们说,当我从大学退学时,我的生命就结束了。”韦斯回忆说,“但我认为根本不是这样。”韦斯在麻省理工学院找到了一份技术员的工作,为物理学家杰罗尔德·扎卡里亚斯工作。扎卡里亚斯用光和微波研究原子和分子射线,并开发了第一个商用原子钟。在撒迦利亚的帮助和指导下,维斯于1955年获得学士学位,并于1962年获得博士学位。
韦斯很感激扎卡里亚斯,他的大照片挂在办公室的墙上。“他带我回学校,然后送我去研究生院,尽管我满身伤痕”。
博士毕业后,维斯作为物理学家罗伯特·迪克的博士后研究员去了普林斯顿大学,研究重力的实验测试。1964年,他以助理教授的身份回到麻省理工学院。那时,他几乎不发表文章,也从不担心升职。他在麻省理工学院的同事伯纳德·伯克回忆说:“韦斯是个快乐的人。”然而,如果他没有成名,就不可能在麻省理工学院获得终身教授的职位。”不出所料,韦斯很快就成了一鸣惊人。
当时,伯克建议韦斯将他的注意力从重力转移到宇宙微波背景辐射的测量上。这是1965年发现的电磁波,被认为是大爆炸时期的余辉。由于宇宙的无限膨胀,波长越来越长。然而,当时两者之间的关系仍有争议,缺乏足够的证据。大爆炸期间的辐射应该有一个非对称峰值的热线光谱,它可以显示辐射温度。在长波波段,许多研究小组观察到一个上升的热谱,它与3℃以上的绝对温度一致..然而,在1968年,火箭测量发现了大量的短波辐射,这与热线光谱相反,也不支持大爆炸假说。
为了研究这一现象,维斯和他的研究生穆勒纳建造了一个可以和气象气球一起飞行的装置,并测量较短波长微波的频率。1973年,经过三次飞行和一次重建,他们得到了与热线频谱非常一致的有效数据,这一数据也首次证明了峰值。"这组数据完全推翻了火箭测量的结果。"布雷克说。毫无疑问,在所有对微波背景感兴趣的人当中,维斯已经成为一颗耀眼的明星。在麻省理工学院物理系,这项工作也确保了他的职位。罗伯特·比尔吉诺(Robert Birgeneau),前伯克利大学校长,从1975年到2000年在麻省理工学院工作。他说韦斯喜欢去蓝领工人经常光顾的酒吧喝两杯,这与许多同事不合拍。然而,他对科学的热情和追求重要和困难问题的勇气为他赢得了同事们的尊敬。
Cmb的研究不仅使韦斯成为终身教授,也使他成为科学界的领袖。1976年,美国宇航局开始开发宇宙背景探测卫星(cobe),该项目的科学工作组选举韦斯为主席。1989年,cobe测量了高精度微波光谱,证明cmb具有热线光谱。它还能探测到天空空中点和点之间1/100,000的微小温度变化,从而追踪新生宇宙中无限量子波动的痕迹。这对宇宙的标准模型非常重要。2006年,美国人约翰·马瑟和乔治·斯穆特分别因测量微波光谱和探测这种波动而获得诺贝尔物理学奖,许多物理学家认为韦斯应该分享这一荣誉。
事实上,在科布之前,维斯在成为麻省理工学院终身教授之前就有了ligo的想法。那是在20世纪60年代,物理系请他教授广义相对论。“我不能告诉他们我根本不知道广义相对论,”韦斯说,所以他应该努力学习,让自己比他的学生知道得更多。韦斯专注于重力的实验测试。在课堂上,学生们请他讨论马里兰大学的约瑟夫·韦伯所做的实验,该实验使用圆柱形铝棒来探测引力波。韦伯认为引力波会拉伸圆柱体,像音叉一样振动。1969年,韦伯声称他发现了引力波,但没有人能重复它们。
韦斯不能理解韦伯的方法,所以他发明了自己的方法,这是基于L形干涉仪。干涉仪分离激光,并将两束光束垂直传输到下游臂。光束从反射镜反射并返回到分光镜的位置。如果两臂的长度完全相同,返回的光波将是同步的,并在复合后返回到激光器。然而,如果“分支”的长度有一点点差异,未对准的重叠将导致一些光从垂直的“黑点”中漏出。韦斯意识到这可以用来探测引力波,因为“分支”的长度会被经过的引力波拉长而变得不同。他把这个想法作为学生的家庭作业,并写了一份23页的报告,发表在麻省理工学院电子研究实验室的季度新闻刊物上。Ligo在这篇文章中崭露头角。
然而,从报纸上的想法到ligo的开始,它经历了一个漫长的旅程,持续了20多年,耗资3亿美元。测量精度达到了质子宽度的万分之一。它由两个臂长为4公里的干涉仪组成,这两个干涉仪位于美国相距3000公里的利文斯顿和汉福德。然后,去年九月,我们都知道,人类第一次探测到引力波。
韦斯平静的生活被颠覆了,每个人都希望他能获得诺贝尔奖。如果不是下周(本周),那肯定是明年。事实上,韦斯和利戈的创始人,加州理工学院的基普·索恩和罗纳德·德瑞弗已经获得了许多奖项。韦斯说:“说实话,这些奖项让我感到不安。”“我会用90%的奖金来帮助研究生,但我不是英雄。”
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