諾貝爾年份:物理學家布萊恩·施密特談釀酒

昨晚,2015年突破獎的獲獎者揭曉,其中包括300萬美元的基礎物理學獎——這可能是科學界最豐厚的獎項。

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昨晚,2015年突破獎的獲獎者揭曉,其中包括300萬美元的基礎物理學獎——這可能是科學界最豐厚的獎項。雖然之前的獲獎者大多傾向於弦理論和理論宇宙學,但今年的獲獎者是負責測量1998年宇宙加速膨脹的諾貝爾獎獲獎團隊,分別由索爾·珀爾馬特領導,以及布萊恩·施密特和亞當·里斯領導。這一成就也為他們贏得了100萬美元的邵逸夫獎,這使得暗能量研究非常有利可圖,儘管這些團隊將在大約50名物理學家之間分配這300萬美元的獎金(珀爾馬特、施密特和里斯將獲得更大的份額,因為,嗯,他們領導了這些團隊)。

值得注意其他獲獎者,特別是七位年輕的物理學家,他們因其特別有前途的研究而獲得了三個10萬美元的新視野獎。位於安大略省滑鐵盧的周界理論物理研究所的菲利普·C·舒斯特和娜塔莉亞·託羅因開發在粒子對撞機資料中尋找暗物質特徵的新方法而獲獎。

另外兩個新視野獎與所謂的全息原理有關:“這個想法是由弦理論和黑洞提出的,即世界是一個全息圖,就像信用卡上的圖片一樣,三維的幻覺被編碼在二維表面上,”據《紐約時報》報道。斯坦福大學的肖恩·哈特諾爾因“應用全息方法來獲得對強相互作用量子物質的卓越新見解”而獲獎。還有一項四人共同獲獎,獲獎者是阿根廷庫約國立大學巴爾塞羅研究所的奧拉西奧·卡西尼和瑪麗娜·韋爾塔;伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的申西·柳;以及京都大學的武田隆志,“他們因量子場論和量子引力中關於熵的基本思想而獲獎。”


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所以,衷心祝賀所有獲獎者,但這篇文章完全是關於施密特的。我上次寫關於宇宙加速膨脹的工作時,是在他們2011年首次獲得諾貝爾獎的時候,當時我以一個故事開頭,講述了在宣佈之前幾年,布萊恩來洛杉磯拜訪我們的經歷。(他和時間領主從他們讀研究生/博士後期間就是朋友了,儘管布萊恩現在在堪培拉的澳大利亞國立大學)

“我們帶他去附近一家小吃店吃小吃和皮斯科酸酒。我記得那天晚上他們正在拍攝一部威爾·史密斯電影的場景,所以附近的店面佈滿了假的彈孔,奇怪的假槍聲和爆炸聲打斷了我們的談話。布萊恩絲毫沒有感到不安,他向我們講述了他在澳大利亞的生活,他在那裡一邊做研究,一邊經營著自己的酒莊——因此他的推特賬號是@CosmicPinot。”

沒錯,布萊恩·施密特是世界上唯一一位獲得諾貝爾物理學獎的釀酒師,他專門釀造黑皮諾,因為那裡的氣候和土壤(或風土)特別適合這種品種。他和他的妻子在堪培拉附近的新南威爾士州薩頓擁有一家名為Maipenrai的四星級酒莊(泰語意為“一切都好”)。

令人驚訝的是,他並不是唯一釀酒的當地物理學家:還有拉赫山酒莊的大衛·卡彭特,他擁有物理學學位。“我們在堪培拉是一個非常學術化的群體,這裡的很多釀酒師都擁有博士學位,”他早在2011年就告訴葡萄酒博主尼古拉·錢德勒。(甚至在安大略省有一位名叫布萊恩·施密特的加拿大釀酒師,這可能會引起一些混亂。)

儘管布萊恩在科學和商業方面都很精明,但他有一個和時間領主打賭輸的壞習慣。在20世紀90年代打賭的一個賭局是,物理學家是否能夠在20年內測量出整個宇宙的總物質密度。肖恩說是,布萊恩說不,肖恩贏了——部分原因是布萊恩自己的實驗研究。

在我們洛杉磯的晚餐上,布萊恩又和肖恩打賭,大型強子對撞機不會發現希格斯玻色子。他發誓如果他輸了,他會用他大量的飛行里程把我們倆都帶到澳大利亞——而肖恩反過來會在堪培拉做一個公開演講。

好吧,撇開偶爾出現的異議論文不談,希格斯粒子的發現已經基本得到證實。布萊恩也信守諾言。2013年3月,我們飛往堪培拉,途中在悉尼短暫停留。其中有很多亮點,但其中之一:參觀布萊恩的葡萄園和釀酒廠的個人旅行,到處都是袋鼠的糞便(以及偶爾出現的袋鼠身影)。

布萊恩在釀酒方面基本上是自學成才,透過反覆試驗的傳統過程,在當地釀酒師(如卡彭特)的幫助下,他學會了釀造優質黑皮諾的精髓。“在天體物理學中,我試圖把一切都做得完美。我不喜歡犯錯誤。釀酒就是關於犯錯誤的,”他在2011年告訴博主卡什·法魯克。“我在天文學方面總是力求完美,而在釀酒方面,我知道我永遠不會完美。”

不過,他的科學訓練派上了用場:他開發了一個關於邁本萊多年來天氣情況的綜合資料庫,他利用它在收穫藤蔓上的葡萄時獲得最佳風味。毫不奇怪,他很擔心持續的氣候變化的影響,並已開始嘗試其他葡萄品種,以應對當地氣候可能不再那麼適合黑皮諾的那一天。

與此同時,“我正試圖釀造出有點內涵的黑皮諾,而不僅僅是初級水果,在口感方面有一些趣味,複雜的野味,而不僅僅是草莓和濃郁的水果味,”他告訴法魯克該品牌受到了好評,布萊恩告訴我,當他宣佈獲得諾貝爾獎時,2011年剩下的少量年份葡萄酒(大約四個板條箱)在60秒內就售罄了。

這是一個小型酒莊——每年可能生產250瓶——所以他和他的家人承擔了大部分工作,除了僱用修剪工來修剪葡萄藤。一旦葡萄被收穫,它們就會被除梗(不壓榨),儘管像大多數釀酒師一樣,布萊恩會新增一些帶梗的完整團塊,以增加一些風味。好的黑皮諾講究的是複雜性。

然後,他將葡萄在巨大的金屬桶中發酵三到四個星期,這要歸功於天然酵母的新增。接下來,葡萄酒被壓榨,並在法國橡木桶中儲存14到22個月不等。布萊恩偶爾會使用特殊的虹吸管來檢查狀態,以品嚐正在釀造中的葡萄酒,而不會干擾發酵過程。

一旦它陳釀到布萊恩滿意的程度,就會對各種混合酒進行大量的品嚐,以確定邁本萊品牌中質量最高的葡萄酒。(顯然,由於嚴重的乾旱,2007年對澳大利亞黑皮諾來說是非常糟糕的一年,以至於該酒莊那一年沒有為該品牌裝瓶任何東西。)最後,葡萄酒用玻璃瓶塞裝瓶(以避免諸如軟木塞汙染、氧化等問題),並設計出優雅的標籤。

一位物理學家可能會愛上釀酒,這並不奇怪。首先,這裡有大量的流體動力學,尤其是由毛細作用和馬朗戈尼效應結合產生的一種稱為“葡萄酒的眼淚”(或酒腿)的現象。

根據珍-盧最喜歡的Tumblr,第一種“幫助葡萄酒流到玻璃杯的壁上。與此同時,這種酒膜中的酒精比水蒸發得更快,從而提高了酒膜的表面張力,相對於下面主要的酒池。由於表面張力的這種梯度,葡萄酒會傾向於從較低表面張力的區域向上流到玻璃壁上。這也幫助將葡萄酒向上拉。當酒膜的重量對於毛細作用和表面張力來說太大而無法保持其位置時,酒滴——腿本身——會向下流。”

或許物理學和葡萄酒之間最明顯的聯絡來自已故的物理學家(也是另一位諾貝爾獎得主)理查德·費曼,他曾就在簡單的一杯葡萄酒中可以找到整個宇宙這一概念發表過著名的即興演講——布萊恩·施密特無疑也有這種感覺。

一位詩人曾說過,“整個宇宙都在一杯酒中。” 我們可能永遠不會知道他這麼說的含義,因為詩人的寫作不是為了被理解。但如果我們在酒杯中仔細觀察,確實能看到整個宇宙。這裡有物理學的元素:隨著風和天氣變化而蒸發的扭曲液體,玻璃中的反射,還有我們想象中的原子。玻璃是地球岩石的提煉,在其組成中,我們看到了宇宙年齡的秘密和恆星的演化。酒中包含了哪些奇怪的化學物質?它們是如何產生的?這裡有發酵物、酶、底物和產物。

在酒中可以發現一個偉大的概括:一切生命都是發酵。沒有人能在不發現許多疾病的病因的情況下發現葡萄酒的化學成分。紅葡萄酒是如此鮮豔,將它的存在壓入觀察者的意識之中!如果我們為了方便,在我們狹小的頭腦中,將這杯酒,這個宇宙,劃分為不同的部分——物理學、生物學、地質學、天文學、心理學等等——請記住,大自然並不知道這些劃分!所以讓我們把它們重新組合在一起,不要忘記它最終的用途。讓我們再享受最後一次樂趣:喝掉它,然後忘掉一切。

 

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