【新智元導讀】證明了宇宙大爆炸的諾貝爾物理學獎獲得者，90 歲的 Arno Allan Penzias 于 22 日離開了世界，留下了一代傳奇故事，激勵后人繼續(xù)對無垠宇宙進行探索。
諾貝爾物理學獎獲得者、證明了宇宙大爆炸理論的美國物理學家和射電天文學家 Arno Allan Penzias，于周一在舊金山辭世，享年 90 歲。
對此，同在貝爾實驗室工作過的圖靈獎得主 Yann LeCun，也發(fā)文表達了悼念之情。
物理學和天文學泰斗
Arno Allan Penzias 畢業(yè)于哥倫比亞大學，1962 年獲得物理學博士學位。
1975 年，Penzias 當選為美國藝術與科學院和美國國家科學院院士。
在 AT&T 貝爾實驗室工作期間，Penzias 與 Robert Woodrow Wilson 共同發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射 —— 140 億年前宇宙大爆炸的證據(jù)。
憑借這個驚人的發(fā)現(xiàn)，Arno Penzias 與 Robert Woodrow Wilson 共同獲得了 1978 年諾貝爾物理學獎。
宇宙大爆炸理論作為宇宙起源和演化的解釋，現(xiàn)在已經被我們廣泛接受。但在 Penzias 與 Wilson 發(fā)表這項觀測成果之前，學界分為大爆炸理論與穩(wěn)態(tài)理論兩派，互相爭論。
穩(wěn)態(tài)理論認為宇宙是靜態(tài)的、永恒的，不斷向無限空間擴展，同時生成新物質來填補空間的空缺。最終，Penzias 與 Wilson 的發(fā)現(xiàn)為這場辯論畫上了句號。
不過，這個偉大的諾貝爾物理學獎發(fā)現(xiàn)，卻來自另外一個目的完全不同的調查研究。
鳥屎中的宇宙真相
1961 年，Penzias 博士加入了位于新澤西州霍姆代爾（Holmdel, N.J.）的 AT&T 貝爾實驗室（Bell Labs），研究基地有 AT&T 新開發(fā)的衛(wèi)星通信天線，名為霍爾姆德爾號角天線（Holmdel Horn），Penzias 意識到可以利用這個天線作為無線電望遠鏡來進行宇宙測量。
Penzias 在 2004 年接受諾貝爾基金會采訪時表示，自己最初的想法是以一種前人未曾有過的方式來研究銀河系。
1964 年，他與 Wilson 博士合作利用這臺天線，目標之一是通過精確測量幾個亮度較高的天體，來推動無線電天文學這一新興領域的發(fā)展。
然而在研究過程中，Penzias 和 Wilson 一直被一種莫名其妙的噪音（嘶嘶聲）所困擾。
為此，兩人對天線的電路進行了極其細致的檢查（《紐約時報》描述為「嚴格程度堪比載人航天器的準備工作」），但那份神秘的背景噪音仍然存在。
他們花了好幾個月的時間，排除了一系列可能的干擾因素，甚至包括了鴿子。
Wilson 博士回憶道，鴿子在天線的狹窄端部筑巢，留下了排泄物（Penzias 稱之為「白色的絕緣材料」），「我們當時不確定鴿子的排泄物是否會產生輻射?！?/p>
于是，他們爬上天線把鳥屎清理干凈，但噪聲依舊沒有消除。
最終，竟然是 Penzias 喜歡打電話的習慣，為研究帶來了意外的突破。對此 Wilson 博士表示，「他在電話公司工作真是再合適不過，因為他真的很喜歡用電話」。
1965 年 1 月，Penzias 博士致電了另一位無線電天文學家 Bernard Burke，并提到了那個令人費解的嘶嘶聲。
Burke 博士建議 Penzias 聯(lián)系普林斯頓的一位物理學家 —— 他一直在嘗試證明大爆炸留下了宇宙輻射的證據(jù)。
普林斯頓的科學家們對于 Penzias 和 Wilson 的發(fā)現(xiàn)表示出濃厚的興趣，他們隨后拜訪了二人，共同將這個發(fā)現(xiàn)與大爆炸理論聯(lián)系起來。
1965 年，他們將理論和觀測結合，發(fā)表了一系列論文。
物理學家們曾預言，從大爆炸遺留下來的輻射可能充斥于四面八方，而 Penzias 發(fā)現(xiàn)的背景噪音正是宇宙的回聲，它證明了宇宙并非是永恒不變的，而是從一個熾熱的原始大火球開始，留下了遍布整個宇宙的背景輻射。
Penzias 博士表示，這一發(fā)現(xiàn)極大地激發(fā)了他對天文學的熱情。他和 Wilson 博士后來還發(fā)現(xiàn)了星際云中數(shù)十種分子（星際云是新恒星形成的地方）。
費城圣約瑟夫大學（ St. Joseph's University in Philadelphia）的物理學家 Paul Halpern 在一次電話采訪中評價道，「他們的發(fā)現(xiàn)是一個轉折點，標志著宇宙學從一個以哲學為主、觀測數(shù)據(jù)稀少的時期，進入了一個觀測宇宙學的黃金時代?！?/p>
這一發(fā)現(xiàn)為我們探索現(xiàn)實本質打開了一扇窗，這一切都緣起于 60 年前兩位年輕物理學家偶然捕捉到的那陣令人不解的電波噪聲。
傳奇的一生
Arno Allan Penzias 于 1933 年 4 月 26 日在慕尼黑出生，他的猶太父母是 Karl 和 Justine (Eisenreich) Penzias。他出生的那天，正是德國秘密警察蓋世太保成立的日子。
他的父親是一名皮革批發(fā)商，他的母親在 1932 年從羅馬天主教改宗為猶太教，負責家庭事務。
1938 年秋天，Penzias 一家被捕，并被送上了開往波蘭的驅逐列車。幸運的是，在列車抵達邊境之前，波蘭已經停止接收猶太人，列車只得返回慕尼黑。
1939 年春末，6 歲的 Arno Penzias 和他 5 歲的弟弟 Gunter 被送上了一列前往英格蘭的列車，作為英國救援行動 Kindertransport 的一部分，約 1 萬名兒童被帶到了英格蘭。母親囑咐 Arno 要照看好他的弟弟?！钢钡胶芏嗄旰笪也乓庾R到，她不確定是否還能再見到我們。」
Gunter Penzias 回憶說：「我們每人都收到了一大盒巧克力。我在火車上睡著了，我的巧克力被偷了。因此 Arno 就和我分享了他的巧克力?！?/p>
1940 年全家移居到了紐約市，在布朗克斯，父母找到了公寓樓管理員的工作。
Penzias 畢業(yè)于布魯克林技術高中，他在 1984 年接受《紐約客》采訪時表示，自己當時似乎是無意中走進了化學領域。
1951 年，他入學紐約市立學院，原打算主修化學，但很快發(fā)現(xiàn)課程中沒有多少新東西。此時，一位教授向他保證物理學家也能有穩(wěn)定收入，他于是轉而攻讀物理學，并于 1954 年順利畢業(yè)。
同年，他與亨特學院的學生 Anne Barras 結為連理。
Penzias 曾在軍隊信號隊服役兩年，并擔任雷達軍官，之后，他進入哥倫比亞大學深造，先后獲得了物理學碩士和博士學位。
1961 年，Penzias 加入了貝爾實驗室，在霍爾姆德爾的無線電研究組工作，他在貝爾實驗室效力了近 40 年，其中 14 年作為研究副總裁。
Penzias 的興趣不僅僅局限于科學，還廣泛涉獵商業(yè)、藝術、技術和政治領域。
1992 年，霍爾姆德爾號角天線的接收器和校準設備被捐贈給慕尼黑的德國博物館（Deutsches Museum），成為永久展覽。
2024 年 1 月 22 日，Penzias 博士因阿爾茨海默病的并發(fā)癥去世，享年 90 歲。
參考資料：
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