<p class="ql-block">今年是加州理工學(xué)院中國同學(xué)會成立40周年。特更新2011年落筆的母校系列以志慶！</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b>2017年第一次更新序</b></p><p class="ql-block">一年一度的諾貝爾獎(jiǎng)揭曉儀式降下帷幕。母校加州理工學(xué)院大有斬獲。在九位科學(xué)獎(jiǎng)得主中，有三位校友獲獎(jiǎng)：邁克爾·莫里斯·羅斯巴什（Michael Morris Rosbash）因發(fā)現(xiàn)生物鐘基因而獲得生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)；基普·索恩（Kip Stephen Thorne）和巴里·巴里什（Barry Clark Barish）因在引力波研究方面的杰出貢獻(xiàn)而獲得物理獎(jiǎng)。此外，兩位加州理工學(xué)院的博士后也得殊榮：獲得生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的杰弗里·霍爾（Jeffrey C.Hall）和獲得化學(xué)獎(jiǎng)的約阿基姆·弗蘭克（Joachim Frank）。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">值此可喜之際，特將2011年在其它網(wǎng)站發(fā)的加州理工學(xué)院系列略作更新，重登于微信，恭賀母校。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><h1 style="text-align:center;"><b>加州理工學(xué)院之一：山不在高，有仙則靈</b></h1><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b>連鵬</b></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">加州理工學(xué)院（Caltech）是唯一在權(quán)威的英國《泰晤士高等教育》（Times Higher Education）長達(dá)8年的世界最佳大學(xué)排行榜年年榮登三甲的大學(xué)，包括5年榜首（2012-16），2年第二（2011和2017），和1年第三（2018）。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block" style="text-align:center;">圖一：加州理工學(xué)院校徽</p> <h3 style="text-align: center;"><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖二：加州理工學(xué)院的吉祥物海貍，萌萌噠</h3><h3></h3> <p class="ql-block">為什么以理工科為主、沒有諸如法學(xué)院醫(yī)學(xué)院管理學(xué)院等熱門學(xué)科、僅有大約300名教授和2,430學(xué)生（包括本科生和研究生）的加州理工學(xué)院會獨(dú)占鰲頭呢？</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><b>1．山不在高，有仙則靈</b></p><p class="ql-block">加州理工學(xué)院（California Institute of Technology or Caltech）坐落于距加利福尼亞州洛杉磯市東北11英里的帕薩蒂納（Pasadena）。創(chuàng)校126年來，Caltech 不盲目擴(kuò)大或增加學(xué)科，保持著小學(xué)院（還叫“學(xué)院”）的規(guī)模（學(xué)院共有987名本科生（亞裔占42%），1,443名研究生，300名教授和600名研究學(xué)者），保持著最高的人均學(xué)生資源（教師與本科生比例高達(dá)1:3）[注2]，保持著高度的學(xué)科對話交流碰撞融合的傳統(tǒng)，持之以恒地走著一條重質(zhì)不重量的精英路線，達(dá)到了“山不在高，有仙則靈”的境界：</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">- 加州理工學(xué)院共有47位校友48次贏得諾貝爾獎(jiǎng)[注3]，9名校友贏得克拉夫獎(jiǎng)（Crafoord Prize）[注4]，12名校友贏得卡夫里獎(jiǎng)（Kavli Prize）[注5]?？紤]Caltech的小規(guī)模，人均得大獎(jiǎng)數(shù)傲視全球。</p><p class="ql-block">- 68校友獲得美國科學(xué)最高榮譽(yù)“美國國家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?，占所有得?jiǎng)?wù)叩?3%。</p><p class="ql-block">- 15校友獲得美國技術(shù)最高榮譽(yù)“美國國家技術(shù)獎(jiǎng)?wù)隆?，占所有得?jiǎng)?wù)叩?%。</p><p class="ql-block">- 48%的教授（145人或230人次，不少教授是雙院甚至三院院士，有一位是四院院士）為美國國家院士（包括國家科學(xué)院、國家工程學(xué)院、國家醫(yī)學(xué)院以及國家藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院）。院士比例在全美高校一騎絕塵。</p><p class="ql-block">- 教授論文被引用率全球最高（此指標(biāo)在《泰晤士高等教育》排名積分里占30%）。</p><p class="ql-block">- 人均教授獲得的發(fā)明備忘錄為全美大學(xué)最高。</p><p class="ql-block">- 有38%的本科生最終獲得博士學(xué)位，為全美大學(xué)最高。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><u>加州理工學(xué)院諾貝爾獎(jiǎng)得主包括</u></p><p class="ql-block">- 被公認(rèn)為歷史上最偉大的化學(xué)家之一和二十世紀(jì)最偉大的科學(xué)家之一的萊納斯?鮑林（Linus Pauling）是二十世紀(jì)對人類貢獻(xiàn)最大的世紀(jì)偉人之一。他博學(xué)多才，以跨度不同的科學(xué)領(lǐng)域———從物理學(xué)到化學(xué)到分子生物學(xué)到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域所取得的非凡成就而著稱。他的名著《化學(xué)鍵的本質(zhì)》被歐洲人奉為《化學(xué)圣經(jīng)》，是科學(xué)史上被引述最多的著作之一</p><p class="ql-block">- 引發(fā)電子革命的晶體管（Transistor）之父威廉?肖克利（William B. Shockley）</p><p class="ql-block">- 遺傳學(xué)（Genetics）之父染色體的發(fā)現(xiàn)者之一托馬斯?亨特?摩爾根（Thomas Hunt Morgan）</p><p class="ql-block">- 激光之父查爾斯?湯斯（Charles Townes）</p><p class="ql-block">- 量子電動力學(xué)之父、歷史上最傳奇最有趣的科學(xué)家之一理查德?費(fèi)曼（Richard Feynman）</p><p class="ql-block">- 夸克[注6]之父默里?蓋爾曼（Murray Gell-Mann）</p><p class="ql-block">- 宇宙大爆炸的證實(shí)者羅伯特?威爾遜（Robert Wilson）</p><p class="ql-block">- 大腦不對稱“左右腦分工理論”的發(fā)現(xiàn)者羅杰?斯佩里（Roger Wolcott Sperry）[注7]</p><p class="ql-block">- 飛秒化學(xué)[注8]之父艾哈邁德?澤維爾（Ahmed H. Zewail）</p><p class="ql-block">- 控制細(xì)胞周期的特異基因的發(fā)現(xiàn)者勒蘭德?哈特韋爾（Leland H. Hartwell）</p><p class="ql-block">- 實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)[注9]之父弗農(nóng)?史密斯（Vernon Smith）</p><p class="ql-block">- 有機(jī)合成中的復(fù)分解（Metathesis）先驅(qū)羅伯特.格拉布（Robert H.Grubbs ）</p><p class="ql-block">- 結(jié)合量子化學(xué)和分子動力學(xué)（quantum mechanics/molecular mechanics）奠基計(jì)算生物學(xué)（Computational Biology）的馬丁·卡普拉斯（Martin Karplus）</p><p class="ql-block">- 從遺傳基因的角度揭示生物鐘如何控制身體的邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash）和</p><p class="ql-block">- 為人類首次探測到引力波從而打開了認(rèn)識宇宙的一個(gè)新窗口做出突出貢獻(xiàn)的基普·索恩（Kip Thorne）和巴里?巴里什（Barry Barish）。</p><p class="ql-block">- 弗朗西絲·阿諾德（Frances H. Arnold）的“定向進(jìn)化”方法，對蛋白質(zhì)進(jìn)行快速、高效的改造和優(yōu)化，奠定了蛋白質(zhì)工程和酶工程的基礎(chǔ)。</p><p class="ql-block">- 查爾斯·賴斯（Charles M. Rice）培養(yǎng)和研究丙型肝炎病毒，為治愈該肝炎做出了貢獻(xiàn)。</p><p class="ql-block">- 約翰·克勞澤（John F. Clauser）1972年開創(chuàng)性的量子糾纏實(shí)驗(yàn)，奠定了量子信息科學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。</p><p class="ql-block">- 約翰·霍普菲爾德（John J. Hopfield）在1982年提出了霍普菲爾德網(wǎng)絡(luò)（Hopfield Network），這是一種聯(lián)想記憶模型，能夠存儲和重建模式，為后來的深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">此外，Caltech生物有機(jī)化學(xué)家Arie Jan Haagen-Smit教授開創(chuàng)性的研究發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)從汽車排氣管排出的無色透明的尾氣才是肆虐洛杉磯地區(qū)50多年、毒殺成千上萬生靈的煙霧的罪魁禍?zhǔn)?。他的證據(jù)確鑿、無可辯駁的結(jié)論推動了美國全國汽車排放標(biāo)準(zhǔn)和國會1970清潔空氣法案，最終有效地治理了洛杉磯及美國其它地方的嚴(yán)重霧霾問題，還民眾藍(lán)天（20世紀(jì)50年代及60年代，加州一些地區(qū)每年要承受200多天危險(xiǎn)的煙霧天）。他也實(shí)至名歸地被稱為“空氣污染控制之父”。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">加州理工學(xué)院電子工程系教授John Pierce被公認(rèn)為通訊衛(wèi)星之父，他還領(lǐng)導(dǎo)貝爾實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)研發(fā)出世界首個(gè)晶體管（transistor）。而同系的Carver Mead教授則被公認(rèn)為超大型集成電路（VLSI）的開山鼻祖。</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"><br></p><h5>注1：《泰晤士高等教育》的世界大學(xué)排行榜調(diào)查，使用教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)術(shù)影響力，含論文報(bào)告被引用情況、研究報(bào)告發(fā)表數(shù)量、引用情況及聲譽(yù)、國際師生人數(shù)、發(fā)表的論文數(shù)量，以及研究資金與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新等13個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，約有1萬多名學(xué)術(shù)界聲望高的專家受邀參加調(diào)查。這13個(gè)指標(biāo)綜合成5個(gè)方面：教學(xué)（教學(xué)環(huán)境）占總計(jì)分的30%；研究（數(shù)量、收入和聲望）占30%；論文引用率（研究影響力）占30%；產(chǎn)業(yè)收入（創(chuàng)新能力）占2.5%； 和國際視野（師資、學(xué)生和研究）占7.5%。《泰晤士高等教育》的世界大學(xué)排行特別強(qiáng)調(diào)大學(xué)的研究能力和聲譽(yù)，研究和論文引用率合計(jì)60%。相比之下，《美國新聞周刊》的美國大學(xué)排名就完全忽略研究，倒是十分強(qiáng)調(diào)Caltech不怎么樣的新生升級率和畢業(yè)率（30%權(quán)重）。</h5><h5><br></h5><h5>注2：由哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)和耶魯大學(xué)學(xué)者合作并發(fā)表在2013年的《經(jīng)濟(jì)學(xué)季刊（The Quarterly Journal of Economics）》的研究報(bào)告顯示：加州理工學(xué)院在3,000多名優(yōu)秀高中生的美國大學(xué)顯示性偏好（Revealed Preference，即有多少學(xué)生接受錄取）排名中，位居第二（僅次于哈佛大學(xué)）。</h5><h5><br></h5><h5><br></h5><h5>注3：Caltech校友所贏得的48次諾貝爾獎(jiǎng)包括20個(gè)物理獎(jiǎng)，16個(gè)生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，9個(gè)化學(xué)獎(jiǎng)，2個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)和1個(gè)和平獎(jiǎng)（1954年化學(xué)獎(jiǎng)得主萊納斯?鮑林因其反核努力而獲得1962年和平獎(jiǎng)）。48次諾貝爾獎(jiǎng)是Caltech官方嚴(yán)格認(rèn)證的算法，只包括得獎(jiǎng)時(shí)的在職教職員和因在校所學(xué)而得獎(jiǎng)的校友。校外常被引用的加州理工學(xué)院諾貝爾得獎(jiǎng)數(shù)有78人之多，排在全球大學(xué)第8。如果只算科學(xué)類的（去除經(jīng)濟(jì)、文學(xué)和和平），Caltech諾貝爾獎(jiǎng)數(shù)為72，高居第四（只在哈佛、劍橋和加州大學(xué)伯克利分校之后）。這個(gè)算法除了嚴(yán)格算法的得獎(jiǎng)人，還包括在Caltech任教足夠長但離開后得獎(jiǎng)的教授、因不是Caltech受教的專業(yè)得獎(jiǎng)的校友、短期任職和訪問學(xué)者、非教職員隸屬機(jī)構(gòu)（如JPL（Jet Propulsion Laboratory 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室）、訪問學(xué)者等）。</h5><h5><br></h5><h5><br></h5><h5>注4：克拉夫獎(jiǎng)（Crafoord Prize）由克拉夫夫婦捐資瑞典皇家科學(xué)院于1980年設(shè)立；1982年開始授獎(jiǎng)，授獎(jiǎng)范圍是不為諾貝爾獎(jiǎng)所涵蓋的三大學(xué)科：數(shù)學(xué)與天文學(xué)、地球科學(xué)、和生物科學(xué)（著重于生態(tài)學(xué)）。逐年輪流授獎(jiǎng)，即每一學(xué)科隔3年有一次獲獎(jiǎng)。每項(xiàng)獲獎(jiǎng)不超過3人，獲獎(jiǎng)?wù)弑仨毷侨匀唤≡诘目茖W(xué)家，由瑞典國王每年頒獎(jiǎng)（獎(jiǎng)金60萬美元）。以上這些規(guī)定都是和諾貝爾獎(jiǎng)一致的。迄今得獎(jiǎng)的81人中，有9名是加州理工學(xué)院的校友，占11.1%。</h5><h5><br></h5><h5><br></h5><h5>注5：卡夫里獎(jiǎng)（Kavli Prize）由挪威科學(xué)與文學(xué)學(xué)院、挪威教育科研部和Kavli基金會聯(lián)合成立的國際性獎(jiǎng)項(xiàng),2008年開始授獎(jiǎng)，獎(jiǎng)勵(lì)天體物理學(xué)、納米科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)方面有突出科研成就的學(xué)者。該獎(jiǎng)每兩年頒發(fā)一次，由委員會分別從世界各地的科學(xué)家中評選出該領(lǐng)域的獲獎(jiǎng)?wù)?，?jiǎng)金為100萬美元。迄今得獎(jiǎng)的73人中，有12名是加州理工學(xué)院的校友，占16.4%。</h5><h5> </h5><h5>注6：夸克（Quark），基本粒子理論中的組成粒子。中子、質(zhì)子這一類強(qiáng)子是由更基本的單元——夸克組成的。一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)反質(zhì)子在高能下碰撞，就會產(chǎn)生一對幾乎自由的夸克。它們具有分?jǐn)?shù)電荷，是基本電量的2/3或-1/3倍，自旋為1/2。它是1964年美國物理學(xué)家默里?蓋爾曼和G?茨威格各自獨(dú)立提出的理論。</h5><p class="ql-block"><br></p><h5>注7：斯佩里經(jīng)過多年的研究發(fā)現(xiàn)，人的左右腦有嚴(yán)格的工作區(qū)分，左腦負(fù)責(zé)邏輯、工作、學(xué)習(xí)，右腦負(fù)責(zé)睡眠、潛意識、感知音樂。</h5><p class="ql-block"><br></p><h5>注8：飛秒化學(xué)（Femtochemistry）是物理化學(xué)的一支，研究在極小的時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的過程和機(jī)理。這一領(lǐng)域涉及的時(shí)間間隔短至約千萬億分之一秒，即1飛秒，這也就是名稱的來源。澤維爾的實(shí)驗(yàn)使用了超短激光技術(shù)，即飛秒光學(xué)技術(shù)。猶如電視節(jié)目通過慢動作來觀看足球賽精彩鏡頭那樣，他的研究成果可以讓人們通過“慢動作”觀察處于化學(xué)反應(yīng)過程中的原子與分子的轉(zhuǎn)變狀態(tài)，從根本上改變了我們對化學(xué)反應(yīng)過程的認(rèn)識。澤維爾通過“對基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)的先驅(qū)性研究”，使人類得以研究和預(yù)測重要的化學(xué)反應(yīng)，澤維爾因而給化學(xué)以及相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域帶來了一場革命。</h5><p class="ql-block"><br></p><h5>注9：實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)（Experimental Economics）是經(jīng)濟(jì)學(xué)的一個(gè)分支，它在可控的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下針對某一經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，通過控制某些條件、觀察決策者行為和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以檢驗(yàn)、比較和完善經(jīng)濟(jì)行為理論，并提供政策決策的依據(jù)。實(shí)驗(yàn)方法為經(jīng)濟(jì)學(xué)家提供了前所未有的復(fù)制性（Replicability）和可控程度，也提供了一種經(jīng)濟(jì)理論和證據(jù)之間的共生關(guān)系的可能性，使經(jīng)濟(jì)學(xué)更加科學(xué)和完善。參見連鵬“從非實(shí)驗(yàn)走向?qū)嶒?yàn)的經(jīng)濟(jì)學(xué)———實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)簡介（Economics: From Non-Experimental to Experimental -- A Brief Introduction of Experimental Economics）”1999年5月，湯敏，茅于軾主編《現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)前沿專題》第三集，商務(wù)印書館。</h5><h5><br></h5><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">加州理工學(xué)院校園不大但美輪美奐。其校園總體規(guī)劃在2010年獲得相當(dāng)于景觀設(shè)計(jì)奧斯卡獎(jiǎng)的美國景觀設(shè)計(jì)學(xué)會大獎(jiǎng)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block" style="text-align:center;">圖3：貝克曼大禮堂（Beckman Auditorium）</p> <h3></h3><h3 style="text-align: center;"><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖4：貝克曼學(xué)院（Beckman Institute）（化學(xué)和生物方面的跨學(xué)科研究中心）</h3><h3></h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;"><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖5：陳神經(jīng)科學(xué)大樓規(guī)劃圖（將于2020年竣工）</h3><h3></h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;"><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖6：陳天橋夫婦</h3><h3></h3><h3 style="text-align: left;">2016年12月，中國互聯(lián)網(wǎng)游戲先驅(qū)、盛大創(chuàng)始人陳天橋和太太雒芊芊向加州理工學(xué)院捐贈1.15億美元用于跨學(xué)科腦科學(xué)研究。 </h3> <h3><b>2．三才“天地人”</b></h3><h3></h3><h3>加州理工學(xué)院在中國古人所說的三才“天地人”研究上都傲視同儕：</h3><h3>“人”。從Caltech的10個(gè)諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主在遺傳學(xué)、染色體、大腦分工、細(xì)胞周期復(fù)分解和生物鐘等方面的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，就可看出其在生物人類科學(xué)的領(lǐng)先地位。</h3><h3></h3><h3></h3><h3>“地”（物理地球科學(xué)）。Caltech在粒子物理方面人才輩出。譬如在1950至1970年代，就以兩名很可能稱得上當(dāng)時(shí)最偉大的理論粒子物理學(xué)家所在的學(xué)校而聞名：蓋爾曼和費(fèi)曼。那里地震研究的權(quán)威性首屈一指。只要看到校園里?？恐罅侩娕_新聞車，就知道在全球的某個(gè)角落剛剛發(fā)生了不小的地震。</h3><h3></h3><h3></h3><h3>“天”（天體宇航航空）。</h3><h3><u></u></h3><h3><u><br></u></h3><h3><u>引力波與雙黑洞</u></h3><h3>美東時(shí)間2016年2月11日上午10點(diǎn)30分、北京時(shí)間2月11日23點(diǎn)30分，來自加州理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院、LIGO科學(xué)聯(lián)盟以及美國國家自然科學(xué)基金會的科學(xué)家攜手向全世界宣布，由加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院共同管理操作的激光干涉引力波天文臺（The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，簡稱LIGO），在2015年9月14日首次直接探測到了引力波。其波源來自13億光年之外的遙遠(yuǎn)宇宙空間，由兩個(gè)初始質(zhì)量分別29顆和36顆太陽的黑洞碰撞并合所引發(fā)的，也首次證實(shí)了雙黑洞的存在。</h3><h3><br></h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖7：雙黑洞</h3><h3><br></h3> <h3>這一劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了愛因斯坦（他在1931-1933連續(xù)三個(gè)冬季學(xué)期以訪問教授的身份到加州理工學(xué)院做研究 -- 諾貝爾獎(jiǎng)父子得主尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）和奧格·玻爾（Aage Bohr）都訪問過加州理工學(xué)院）100年前在廣義相對論中提出的一個(gè)重要預(yù)言：宇宙超暴力事件，例如兩顆中子星（由超新星爆炸后形成的、物質(zhì)密度高達(dá)每立方厘米10億噸重、自轉(zhuǎn)速度每秒成百上千轉(zhuǎn)）或兩個(gè)極重的黑洞對撞，將產(chǎn)生宇宙最強(qiáng)的力量“引力波”。這種“時(shí)空漣漪”，會像波一樣，以光速傳遞到整個(gè)宇宙，并為人們所觀測。百年來，科學(xué)家們前赴后繼、孜孜不倦地尋找著引力波 -- 這“暴力后的溫柔”。</h3><h3><br></h3><h3></h3><h3></h3><h3>功夫不負(fù)有心人。引力波的發(fā)現(xiàn)，直接驗(yàn)證了廣義相對論，也為人類打開了認(rèn)識宇宙的全新窗口。譬如，通過引力波，人們可以看到吞噬除引力波之外的一切（包括光）、原本無法看到的黑洞 ，可以了解宇宙大爆炸瞬間及其混沌的初始38萬光年（那時(shí)因?yàn)楦邷睾透呙芏龋鉄o法自由旅行），甚至可以揭開占據(jù)宇宙所有質(zhì)量的95%以上的暗能量和暗物質(zhì)的神秘面紗（傳統(tǒng)的電磁波、微波、紅外線、紫外線、X射線和伽馬射線只能看到不到5%的宇宙）。2017年諾貝爾物理獎(jiǎng)得主、LIGO創(chuàng)始人之一、加州理工學(xué)院天體物理學(xué)家、廣義相對論大咖、科幻巨片《星際穿越（Interstella（2014））》的科學(xué)顧問基普·索恩（Kip Stephen Thorne）有感而發(fā)道：“這個(gè)發(fā)現(xiàn)顯示，我們?nèi)祟愓ど弦淮纹婷疃鴯湫碌倪h(yuǎn)征：去探索宇宙扭曲面的遠(yuǎn)征 – 扭曲時(shí)空里產(chǎn)生的物質(zhì)和現(xiàn)象。碰撞的黑洞與引力波是我們第一個(gè)美麗的范例?！?lt;/h3><h3> </h3><h3><br></h3><h3><b>太陽系第九大行星“X 行星” </b></h3><h3><br></h3><h3>公布引力波發(fā)現(xiàn)的三周前（即2016年1月20日），美國加州理工學(xué)院天文學(xué)家邁克爾·布朗（Mike Brown）和康斯坦丁·巴特金（Konstantin Batygin）在美國《天文學(xué)雜志》上發(fā)表論文稱，他們已通過數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)模擬找到了太陽系存在第九大行星“X 行星”的“鐵證”，太陽系將再現(xiàn)九大行星。這是人類近170年來首次發(fā)現(xiàn)太陽系新行星。盡管目前這顆行星的具體位置還比較模糊，但科學(xué)家認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)將激發(fā)起科學(xué)家的追星熱潮，有可能找到這顆行星的確切位置。</h3><h3> </h3><h3>有趣的是，正是這個(gè)布朗10年前轟轟烈烈的動議，冥王星被踹出太陽系九大行星行列，而布朗也贏得了“冥王星殺手”的鐵血封號。第九行星戲劇性的失而復(fù)得，可謂“失也布朗，得也布朗”。</h3><h3> </h3><h3></h3><h3>眾所周知，Caltech諾貝爾獎(jiǎng)的羅伯特?威爾遜證實(shí)了宇宙大爆炸。那里的黑洞研究在全球也是名利前茅。著名理論物理學(xué)家、宇宙學(xué)家、劍橋大學(xué)教授和創(chuàng)下了237周最暢銷書紀(jì)錄的《時(shí)間簡史：從宇宙大爆炸到黑洞》（Brief History of Time：From the Big Bang to Black Holes）作者史蒂芬?霍金（Stephen Hawking）對黑洞的開創(chuàng)性研究，主要就是在1974-75訪問加州理工學(xué)院一年時(shí)進(jìn)行的?；艚鹣群笈c不同學(xué)者，提出多項(xiàng)學(xué)說，改變?nèi)祟悓τ钪嬲Q生的看法。其中由他與另一名學(xué)者彭羅斯（Roger Penrose）合著的奇點(diǎn)定理（Singularity Theorem），提出時(shí)間及宇宙是有起點(diǎn)和終點(diǎn)，肯定了同時(shí)代其他人開創(chuàng)的宇宙大爆炸學(xué)說，推翻古典物理學(xué)有關(guān)時(shí)空是永恒存在的學(xué)說。按照該項(xiàng)定理，他進(jìn)一步提出具有革命意義的「宇宙無邊論」（No Boundary Proposal），該論說指出，在擴(kuò)張中的宇宙外，并沒有任何人類認(rèn)知的「空間」存在。在黑洞研究上，他亦提出多重創(chuàng)見，認(rèn)為黑洞并非完全漆黑一片，相反，黑洞會發(fā)出一種輻射（后來被稱為霍金輻射 Hawking Radiation），這種輻射（能量）以極緩慢的速度離開黑洞后，亦即意味黑洞能量會耗盡，造成黑洞蒸發(fā)現(xiàn)象?；艚鹨惨虼藢⒓又堇砉W(xué)院作為英國劍橋之外的家，每年到加州理工學(xué)院一個(gè)月左右，從事研究并與那里的教授、博士后及研究生交流。</h3><h3><br></h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖8：史蒂芬?霍金《時(shí)間簡史：從宇宙大爆炸到黑洞》</h3><h3> </h3><h3><br></h3> <h3>歷史上關(guān)于黑洞最有名的打賭</h3><h3></h3><h3>說起霍金、黑洞和加州理工學(xué)院，不得不提到那個(gè)歷史上關(guān)于黑洞最有名的（甚至是關(guān)于科學(xué)探索最有名的）打賭。窮一生精力研究黑洞的霍金，曾擔(dān)心黑洞可能只是理論上的概念，而現(xiàn)實(shí)中根本不存在。他為免到時(shí)自己變得一無所有，1975年在訪問加州理工學(xué)院時(shí)，與Caltech好友、2017年諾貝爾物理獎(jiǎng)得主、LIGO創(chuàng)始人之一索恩（Kip Stephen Thorne）開賭：究竟黑洞是否存在，具體的賭約是指當(dāng)時(shí)一個(gè)最有可能疑似為黑洞的天體天鵝座X-1。為了進(jìn)行「對沖」，霍金很有趣地押注黑洞不存在。如果他「不幸」地贏了，霍金雖然一生心血被毀，但索恩要向他贈上專門踼爆英國皇室丑聞的《私家偵探》（Private Eye）雜志4年訂閱，如果霍金「幸運(yùn)」地輸了，他就要贈送索恩色情雜志《閣樓》（Penthouse）一年贈閱。1990年霍金在加州理工學(xué)院演講時(shí)，很“傷心”地愿賭服輸。當(dāng)時(shí)索恩人在莫斯科，于是霍金大張旗鼓闖入索恩的辦公室拿出當(dāng)年的賭據(jù)來按手指認(rèn)輸。這件事情還有一個(gè)有趣的結(jié)局，霍金給索恩訂閱了1年的《閣樓》，這讓索恩的妻子很惱火，原因倒不是因?yàn)閷﹂w樓的內(nèi)容反感，因?yàn)樗钠拮诱J(rèn)為霍金應(yīng)該訂閱一份對男女都適合的刊物。</h3><h3></h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖9：史蒂芬?霍金和索恩（右2）<br></h3><h3><br></h3> <h3>歷史上關(guān)于黑洞有四次著名的打賭，都與加州理工學(xué)院有關(guān)：</h3><h3></h3><h5>第一次是已故的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者錢德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）和加州理工學(xué)院著名物理學(xué)家索恩（Kip Stephen Thorne）關(guān)于旋轉(zhuǎn)黑洞的穩(wěn)定性問題打的賭。結(jié)果是索恩贏得一年的雜志《花花公子》。但是由于索恩的妻子認(rèn)為應(yīng)該訂閱一份對男女都適合的刊物，錢德拉塞卡換成為索恩訂購了《聽眾》雜志。</h5><h5><br>第二次是以上霍金和索恩的1975年之賭。</h5><h5><br>第三次打賭是在1991年，霍金又要求開賭，這次索恩與他站在同一陣線，對賭一方是加州理工學(xué)院著名量子力學(xué)教授普雷斯基爾（John Preskill）。當(dāng)時(shí)的命題是，奇點(diǎn)應(yīng)該被黑洞圍繞，但沒有被黑洞包圍的「裸奇點(diǎn)」（Naked Singularities）是否存在?；艚鹪俅屋斄?。</h5><h5><br>第四次打賭是在1997年，霍金同美國物理學(xué)家約翰?普雷斯基爾打賭，黑洞是否會摧毀它們吞噬的一切信息？霍金于2004年7月21日當(dāng)眾表示輸?shù)袅诉@場科學(xué)史上著名的賭賽，并送給普雷斯基爾一套板球百科全書。</h5><h3> </h3><h3><br></h3><h3>3．噴氣與推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（Jet Propulsion Laboratory）</h3><h3>加州理工學(xué)院在“天”（天體宇航航空）的領(lǐng)先地位也得益于“噴氣與推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”（Jet Propulsion Laboratory，簡稱JPL）。有5000名全職雇員的JPL是美國國家航空航天局（The National Aeronautics and Space Administration，簡稱NASA）的一個(gè)下屬機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)開發(fā)和管理無人太空探測任務(wù)，行政上受NASA的委托由加州理工學(xué)院管理。JPL所進(jìn)行的科研項(xiàng)目中包括了伽利略木星探測任務(wù)和火星漫步任務(wù)（包括1997年的火星探路者任務(wù)和2003年的火星表面探測任務(wù)）。JPL已經(jīng)向太陽系中的每個(gè)行星都發(fā)射了無人探測器，還進(jìn)行了對地球準(zhǔn)確測量的任務(wù)。它控制著全球的深空探測網(wǎng)絡(luò)，這些設(shè)施分別坐落在加利福尼亞的Mojave沙漠，西班牙的馬德里附近和澳大利亞的堪培拉附近。</h3><h3> </h3><h3></h3><h3 style="text-align: center;">圖10：加州理工學(xué)院的“噴氣與推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”</h3> <h3></h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖11：坐落在圣格布瑞爾山谷（San Gabriel Valley）的“噴氣與推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”</h3> <h3><u>以下是按時(shí)間順序列出的具有重大意義的JPL探測任務(wù)：</u></h3><h3></h3><h5>1 探索者計(jì)劃 (Explorer Program) <br>2 水手計(jì)劃 (Mariner Program) <br>3 先鋒計(jì)劃 3和4 (Pioneer 3 and 4) <br>4 海盜者計(jì)劃 (Viking Program) <br>5 旅行者計(jì)劃 (Voyager Program) <br>6 麥哲倫計(jì)劃 (Magellan Program) <br>7 伽利略計(jì)劃 (Galileo Probe) <br>8 火星全球探測者 (Mars Global Surveyor) <br>9 深太空1和2 (Deep Space 1 and 2) <br>10 探測火星大氣的軌道衛(wèi)星 (Mars Climate Orbiter) <br>11 卡西尼惠更斯衛(wèi)星 (Cassini Huygens) <br>12 星塵計(jì)劃 (Stardust) <br>13 火星奧德賽計(jì)劃 (Mars Odyssey) <br>14 火星探路者計(jì)劃 (Mars Pathfinder) <br>15 火星漫步者計(jì)劃 (Mars Exploration Rover Mission) <br>16 斯皮策深空望遠(yuǎn)鏡 (Spitzer Space Telescope) <br>17 火星探測軌道衛(wèi)星 (Mars Reconnaissance Orbiter)<br>18 火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室 (Mars Science Laboratory)<br>19 廣域紅外線巡天探測衛(wèi)星 （Wide-Field Infrared Explorer, WISE）<br>20 航天飛機(jī)雷達(dá)測圖計(jì)劃（Shutter Radar Topography Mission）</h5><h3> </h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖12：由最近剛圓滿走完20年太空征程的“卡西尼”(Cassini)號探測器拍攝的土星</h3><h3><br></h3> <h3></h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖13：噴氣與推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的“精神號”火星探測車</h3> <h3></h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: center;">圖14：與地球及金星大小類似的（大小從右到左排列）、太陽系外行星可能存在生命</h3><h3 style="text-align: center;"><br></h3><h3></h3><h3 style="text-align: center;"><br></h3> <p class="ql-block">這是由加州理工學(xué)院、加州大學(xué)和美國國家航空航天局共同擁有的、坐落于夏威夷島（the Big Island of Hawaii）的、世界最大的天文望遠(yuǎn)鏡（the W.M.Keck Observatory）發(fā)現(xiàn)的。其中Kepler-20f很可能有大氣層。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">后注：本文2011年首次發(fā)表于其他網(wǎng)站，現(xiàn)加于更新。圖片皆來自網(wǎng)上，在此多謝攝影者。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><h1 style="text-align:center;"><b>獻(xiàn)給母校</b></h1>