一位真正偉大的科學家不僅做出重要的技術貢獻,還透過其高瞻遠矚的深度和廣度重塑學科的概念格局。理論物理學家約翰·D·巴羅就是這樣一位人物,他於 9 月 26 日去世,享年 67 歲。巴羅的職業生涯跨越了宇宙學的黃金時代,在這個時代,宇宙學從一個科學邊緣學科轉變為主流的精密科學。他是這些激動人心的時代的參與者和評論員,發表了數百篇研究論文和學術文章,以及一系列通俗易懂的書籍,每一本都是智慧和清晰的典範,使他成為全球知名的公共知識分子。
巴羅出生於倫敦,1977 年在丹尼斯·西亞瑪的指導下獲得牛津大學博士學位,加入了由馬丁·里斯和斯蒂芬·霍金等傑出導師組成的行列。當時正值宇宙學危機時期。雖然宇宙起源的大爆炸假說已經確立,但起源事件本身仍然是一個謎;特別是,人們對初始條件感到困惑。對宇宙微波背景輻射(20 世紀 60 年代後期發現的大爆炸的餘輝)的分析表明,宇宙在一個驚人均勻的狀態下爆發出來。宇宙的膨脹率也與其引力功率精確匹配到令人難以置信的程度。這看起來像是一個人為的設定。巴羅在一系列關於應用於混沌宇宙膨脹的平滑機制的論文中解決了這些基礎性問題,隨後幾年又對愛因斯坦廣義相對論的擴充套件和各種替代引力理論進行了分析。目前流行的暴脹宇宙理論將這種“人為設定”解釋為宇宙存在最初一瞬間突然加速膨脹的結果,為巴羅的理論探索提供了額外的沃土。
在加州大學伯克利分校工作一段時間後,他前往當時相對較新的英格蘭南部蘇塞克斯大學任職,在那裡他發表了大量期刊論文,很快使他成為一位科學名人。他的研究涉及的問題非常廣泛,包括宇宙中物質和反物質之間的不對稱性、黑洞理論、暗物質的性質和星系的起源。他對宇宙初始條件的早期關注使巴羅在物理科學中恢復了古老的哲學概念目的論,它(以其各種形式)考慮了最終狀態以及初始狀態。這種方法的核心是一本 1986 年出版的傑作,由他與物理學家弗蘭克·蒂普勒合著,名為《人擇宇宙學原理》。它建立在這樣的認識之上:如果宇宙的初始狀態或物理學的基本常數與我們觀察到的值發生偏差(在某些情況下,僅僅是微小的偏差),宇宙將不適合生命存在。這本書詳細而廣泛地彙編了這些幸運的生物友好型“巧合”,併成為一代物理學家的權威參考文字。它也引發了一些強烈反對,因為它帶有宇宙目的的概念,並且在某些人看來過於接近神學。儘管如此,它的“人擇”推理風格隨後成為理論家們常用的工具,儘管仍然存在爭議。
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最近,巴羅對精細結構常數(一個描述電磁力強度的未解釋的數字)的可能性感興趣,即它可能根本不是常數,而是隨宇宙尺度變化。他為將這種現象納入物理定律提供了理論基礎,同時也對觀測證據保持開放態度。他對研究問題的冒險選擇體現了巴羅的學術風格,即挑戰支撐著受人珍視的主流理論的隱藏假設。他認為,物理學和宇宙學中的基本問題可能看起來難以解決,是因為我們思考它們的方式不對。這種思維模式與許多同事產生了共鳴,包括筆者在內,他們被吸引去反思存在的最深刻的問題。
1999 年,巴羅調任劍橋大學應用數學和理論物理系教授,併成為克萊爾學院的院士。與此同時,他還在倫敦格雷沙姆學院完成了兩個獨立的教授任期,該學院成立於 1597 年,旨在組織免費的公共講座。巴羅在劍橋的任命包括擔任千禧年數學專案的主任。這是一個以富有想象力的方式滿足中小學生需求的教育專案。但這些繁重的教學職責並沒有阻止巴羅取得驚人的研究成果。
巴羅在理論物理學和數學領域之外還有許多天賦。年輕時,他是一位奧運會標準的中距離跑運動員。巴羅一生都對體育運動,尤其是跑步保持著不減的熱情。他是一位非常時尚的著裝者,經常去義大利購買服裝。他也是一位美食鑑賞家,這使他成為理想的旅行夥伴。巴羅是一位引人入勝的健談者,擁有大量關於政治、學術界和人文學科的幽默故事。幾乎觸及任何主題,他都會對它發表一些有趣的事情。巴羅的學術和寫作擴充套件到藝術理論、音樂學、歷史、哲學和宗教——他對人類文化的掌握得到了恰當的認可,他受邀在 1989 年格拉斯哥大學發表著名的百年吉福德講座,並於 2006 年獲得坦普爾頓獎。這些榮譽是對他眾多著名的科學和學術榮譽的補充,其中包括當選為皇家學會院士。
巴羅一家人都熱愛義大利,幾十年來,他們在那裡保持著許多職業和社會聯絡。在米蘭,巴羅的另一個傑出專案達到了頂峰:他創作的舞臺劇《無限》的首演。它如願以償地獲得了義大利烏布戲劇獎。因此,具有一些辛酸意味的是,約翰和他的妻子伊麗莎白能夠在幾周前最後一次前往那裡,儘管面臨著與冠狀病毒相關的繁瑣旅行限制以及結腸癌治療帶來的身體虛弱的影響。約翰·巴羅在家中去世,他的妻子和三個孩子倖存下來。
