使用社交账号登陆

当前位置: 主页 > 前沿 > 心理 • 人文

论文二作的趣事——英文字母表

时间: 2018年09月10日 | 作者: 戚译引 | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
乔治·伽莫夫擅长玩牌,酷爱喝酒,性格古怪,想法天马行空。这样的特质让他成为了优秀的科普作家和周围人的灵感来源,但是作为学生,摊上这样的老板可能不会很开心。


1948 年的愚人节,《物理评论》(The Physical Review)上的读者来信栏目出现了一篇文章,题为“化学元素的起源”(The Origin of Chemical Elements),署名阿尔弗、贝特和伽莫夫,谐音 α、β、γ。

这个发表时间,这样的署名方式,怎么看都像个恶作剧。但这篇文章的内容可是认真的,它首次指出宇宙大爆炸以一定比例产生了氢、氦等元素,至今已经被引用上千次。

1536560313377680.jpeg

图片来源:https://thecuriousastronomer.wordpress.com

大爆炸的前夜

在二十世纪四十年代,物理学家已经发现在恒星的中心发生着核聚变,使氢转变成氦。但是,这一过程过于缓慢,不足以解释为什么宇宙中存在大量的氦元素,也无法解释其他更重的元素是怎样产生的。

年轻的物理学家乔治·伽莫夫(George Gamow)试图解答这些问题,揭开早期宇宙的奥秘。他在乔治·华盛顿大学任教,同时也许还在忙着写一本名叫《从一到无穷大》的书。此时,美国的核物理学家大多被招募参加了曼哈顿计划,因此伽莫夫基本是孤军奋战。

1536560356245333.jpeg

1952 年,伽莫夫的讲课吸引了未来的科学家们。| 图片来源:THE GEORGE WASHINGTON UNIVERSITY

伽莫夫计算了宇宙中物质的密度,又将宇宙膨胀的过程进行倒推。随后,他尝试计算早期宇宙中核反应发生的概率,然而随着宇宙的膨胀,相关条件不断发生变化,计算过程非常复杂。伽莫夫并不擅长数学,于是招了个博士生拉尔夫·阿尔弗(Ralph Alpher)来帮忙。

640 (6).jpeg

拉尔夫·阿尔弗 | 图片来自 AIP

伽莫夫和阿尔弗假设早期宇宙是一团高温、致密的由中子构成的气体,伽莫夫称之为“ylem”,这个词来自中古英语,意为“物质”。随着宇宙的膨胀,这些中子会衰变成质子、电子和中微子,随后质子会捕获一些剩余的中子,形成氘。这个过程不断进行下去,就能产生更重的原子核。在宇宙膨胀的过程中,这一反应不断进行;直到宇宙冷却到一定程度,无法继续发生反应。

借助最早的电子计算机,和二战后刚刚公开的一些核反应数据,阿尔弗对反应过程进行了计算,计算结果与宇宙中氦的实际丰度相吻合。

字母表就是要齐齐整整

阿尔弗和伽莫夫迅速将这一发现写成短讯,投稿到《物理评论》。两人还开了一瓶酒表示庆贺,酒瓶上的标签写着“ylem”,那是伽莫夫贴上去的。

伽莫夫知道这篇文章将于 4 月 1 日发表,他便开了个玩笑,把自己的好友汉斯·贝特(Hans Bethe)的名字也加上去,这样三人的姓氏正好组成 α、β、γ 的谐音。

汉斯·贝特是什么人?曼哈顿计划那段时间,贝特担任洛斯阿莫斯实验室的主任,顶头上司是奥本海默,手下还有个名叫理查德·费曼的年轻人。在此之前,他研究太阳发光的机制,多年后那篇论文为他赢得了诺贝尔奖。

640 (7).jpeg

汉斯·贝特在洛斯阿莫斯实验室的工作证 | 图片来自 Wiki Commons

阿尔弗对老板的决定很不高兴。他担心,论文署名里突然多出一个自带光环的大牛,谁还会注意到他?但是伽莫夫坚持要这么做,他后来在一篇文章里谈到:

“如果这篇文章的署名只有阿尔弗和伽莫夫,这似乎对希腊字母表不太公平,所以在准备手稿的时候,汉斯·A·贝特博士(缺席,in absentia)的名字就被加进去了。”

贝特“碰巧”是《物理评论》的审稿人,他删掉了“缺席”二字。于是,这篇署名“α、β、γ”的文章,在愚人节当天发表了。

据说,伽莫夫还试图说服另一位物理学家罗伯特·赫尔曼(Robert Herman)改名“δ”——罗伯特·德尔塔(Robert Delter),放在作者名单的第四位。显然赫尔曼没有同意。

α、β、γ,然后呢

《物理评论》的文章发表后马上在学界引起轰动。不久后,阿尔弗进行博士毕业答辩,三百多人前来观看。这可能是他前半生最光荣的时刻。

博士毕业后,阿尔弗和赫尔曼继续研究宇宙的起源,他们预言了宇宙微波背景辐射的存在,但是并没有引起学界的注意。心灰意冷的阿尔弗跳槽到通用电气,而赫尔曼去了通用汽车。到 1978 年,贝尔实验室的两位科学家阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)由于测量宇宙微波背景辐射,获得了诺贝尔物理学奖,阿尔弗仍然一无所获。直到多年以后,他才收获一个个迟来的荣誉。

640 (8).jpeg

阿尔弗于 2005 年获得美国国家科学奖(National Medal of Science),此时他已经行动不便,由儿子维克多·阿尔弗(Victor Alpher)代为领奖。| 图片来源:nationalmedals.org

贝特度过了硕果累累的一生,用他命名的公式和理论就有八个。由于对恒星核合成理论的贡献,他获得了 1967 年的诺贝尔奖。他直到九十多岁还在发表论文,讨论双星系统的问题,最后于 98 岁高龄去世。

而伽莫夫当上了“斜杠中年”。他热心编写教材,并出版了《从一到无穷大》、《物理世界奇遇记》等经典科普作品,获得了联合国教科文组织颁发的卡林加奖(Kalinga Prize)。尽管对生物化学不甚了解,他却尝试从密码学的角度理解 DNA,为沃森和克里克的工作带来了启发。

由于酗酒,伽莫夫患上了肝脏疾病,于 64 岁去世。在最后的时光里,他常常和阿尔弗通信,继续探讨学术问题。


参考来源:

https://blogs.scientificamerican.com/basic-space/httpblogsscientificamericancombasic-space20110802on-the-origin-of-chemical-elements/

https://en.wikipedia.org/wiki/Alpher%E2%80%93Bethe%E2%80%93Gamow_paper

https://www.sciencenews.org/blog/context/george-gamow-physicist-science-popularizer

https://www.aps.org/publications/apsnews/200804/physicshistory.cfm

https://www.telegraph.co.uk/technology/3334045/The-forgotten-father-of-the-Big-Bang.html