約翰·克倫威爾·馬瑟（John Cromwell Mather，1945年8月7日－）是美國(guó)天體物理學(xué)家、宇宙學(xué)家，美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德航天中心的高級(jí)天體物理學(xué)家。他因在宇宙背景探測(cè)衛(wèi)星（COBE）項(xiàng)目中與喬治·斯穆特共同發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性而共同獲得2006年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這項(xiàng)工作幫助鞏固了宇宙大爆炸理論，并被視為宇宙學(xué)作為精密科學(xué)的起點(diǎn)。馬瑟也是馬里蘭大學(xué)計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)和自然科學(xué)學(xué)院的兼職物理教授，并曾在2007年和2012年被《時(shí)代》雜志列為全球最具影響力的人物之一。
人物經(jīng)歷
早期經(jīng)歷
約翰·馬瑟生于1945年，深受曾經(jīng)參與青霉素研發(fā)的細(xì)菌學(xué)家外祖父的影響，他8歲時(shí)，在參觀了美國(guó)自然歷史博物館和天文館后，便對(duì)天文、火山、恐龍和進(jìn)化產(chǎn)生了興趣。馬瑟于1964年畢業(yè)于新澤西州牛頓高中，1968年在斯沃斯莫爾學(xué)院獲得物理學(xué)學(xué)士（最高榮譽(yù)），1974年在加利福尼亞大學(xué)伯克利分校獲得物理學(xué)博士學(xué)位。1974年至1976年，他在哥倫比亞大學(xué)戈達(dá)德太空研究所擔(dān)任NRC博士后研究員。
工作經(jīng)歷
約翰·馬瑟（John C. Mather）（1945年— ）是馬里蘭州美國(guó)航空航天局（NASA）戈達(dá)德航天中心（Goddard Space Flight Center）的高級(jí)天體物理學(xué)家。2006年10月3日，瑞典皇家科學(xué)院宣布將諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)科學(xué)家約翰·馬瑟和喬治·斯穆特，頒獎(jiǎng)?wù)哒J(rèn)為他們的研究有助于人類(lèi)了解宇宙的開(kāi)始及星系、恒星的起源，并使得宇宙形成的大爆炸理論得到進(jìn)一步支持。
主要成就
研究領(lǐng)域
在紐約戈達(dá)德學(xué)院就讀博士后期間，馬瑟提出了關(guān)于探測(cè)宇宙背景輻射的建議。1976年，馬瑟在美國(guó)宇航局所屬的戈達(dá)德航天中心得到了研究科學(xué)家的職位，隨后成為項(xiàng)目科學(xué)家。在那里，他完成了在微波輻射領(lǐng)域的突破性工作。從1995年起，他成為韋伯紅外望遠(yuǎn)鏡的資深項(xiàng)目科學(xué)家，直到2023年由簡(jiǎn)·里格比（Jane Rigby）接任。馬瑟還曾在2014年在加那利群島第二屆斯塔姆斯音樂(lè)節(jié)上發(fā)表了關(guān)于詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的演講。
突出貢獻(xiàn)
宇宙是在什么時(shí)候以什么方式誕生的，它又是如何變得浩瀚無(wú)邊的。目前被科學(xué)界普遍接受的宇宙起源理論認(rèn)為，宇宙誕生于距今約100億到150億年前的一次大爆炸。微波背景輻射是宇宙大爆炸之后的遺留能量，它均勻分布在整個(gè)宇宙空間中。大爆炸后的宇宙逐漸冷卻，現(xiàn)在溫度為開(kāi)爾文2.7度(約攝氏度零下270度)。但大爆炸留下了“余溫”，因而發(fā)出的輻射帶有很明顯的溫度信號(hào)。1965年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的兩位天文學(xué)家阿農(nóng)·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發(fā)現(xiàn)了宇宙背景輻射，兩人因此獲得1978年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。但是對(duì)微波背景輻射的測(cè)量工作一開(kāi)始都是在地面上進(jìn)行，很難做到精確測(cè)量。
馬瑟和喬治·斯穆特的合作來(lái)自于那個(gè)永恒的課題。1974年，馬瑟等建議美國(guó)航空航天局實(shí)施COBE衛(wèi)星項(xiàng)目，并領(lǐng)導(dǎo)形成了1000多人的龐大研究團(tuán)隊(duì)。在這個(gè)項(xiàng)目中，馬瑟是衛(wèi)星遠(yuǎn)紅外線絕對(duì)光度計(jì)的負(fù)責(zé)人，他在揭示宇宙微波背景輻射的黑體形式的實(shí)驗(yàn)中承擔(dān)主要工作；斯穆特是另一決定性設(shè)備的負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)探尋微波背景輻射在不同方向的微小溫差。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力之后，1989年11月18日，COBE衛(wèi)星終于被送入太空。1990年1月，馬瑟在一個(gè)會(huì)議中展示了COBE探測(cè)到的黑體輻射光譜曲線，這條曲線最終被證明完全符合黑體輻射特征，它的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于開(kāi)爾文2.7度(零下270.46攝氏度）的光譜。
在分析了COBE的數(shù)據(jù)之后，喬治·斯穆特發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的各向異性。1992年，他向世界宣布，他發(fā)現(xiàn)了“漣波輻射”：宇宙微波背景輻射溫差為十萬(wàn)分之幾，這表明宇宙早期存在微波的不均勻性，大爆炸之后的各向異性作用于星系的發(fā)展，使人們因此而有可能明白地了解像星系、星體這樣的結(jié)構(gòu)是如何從各向均勻的大爆炸中產(chǎn)生的。這是迄今為止大爆炸最強(qiáng)有力的證據(jù)。
目前科學(xué)界普遍接受的宇宙起源理論認(rèn)為，宇宙誕生于距今約137億年前的一次大爆炸。微波背景輻射作為大爆炸的“余燼”，均勻地分布于宇宙空間。測(cè)量宇宙中的微波背景輻射，可以“回望”宇宙的“嬰兒時(shí)代”場(chǎng)景，并了解宇宙中恒星和星系的形成過(guò)程。
雖然人們?cè)谏鲜兰o(jì)60年代就已知道微波背景輻射的存在，但針對(duì)這種大爆炸“余燼”的測(cè)量工作一開(kāi)始都是在地面上展開(kāi)，進(jìn)展十分緩慢。大爆炸理論曾預(yù)測(cè)，微波背景輻射應(yīng)該具有黑體輻射特性，但一直未能得到地面觀測(cè)結(jié)果的確認(rèn)。
借助1989年發(fā)射的COBE衛(wèi)星，馬瑟和喬治·斯穆特領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)首次完成了對(duì)宇宙微波背景輻射的太空觀測(cè)研究。他們對(duì)COBE衛(wèi)星測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，宇宙微波背景輻射與黑體輻射非常吻合，從而為大爆炸理論提供了進(jìn)一步支持。
另外，他們發(fā)現(xiàn)，宇宙微波背景輻射在不同方向上溫度有著極其微小的差異，也就是說(shuō)存在所謂的各向異性。這種微小差異揭示了宇宙中的物質(zhì)如何積聚成恒星和星系。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)提供的材料介紹說(shuō)，如果沒(méi)有這樣一種機(jī)制，那么今天的宇宙很可能完全不是現(xiàn)在這個(gè)樣子，其中的物質(zhì)也許像淤泥一樣均勻分布。
馬瑟和喬治·斯穆特等人實(shí)現(xiàn)了對(duì)微波背景輻射的精確測(cè)量，標(biāo)志著宇宙學(xué)進(jìn)入了“精確研究”時(shí)代。著名科學(xué)家斯蒂芬·霍金評(píng)論說(shuō)，COBE項(xiàng)目的研究成果堪稱(chēng)20世紀(jì)最重要的科學(xué)成就。
榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)
獲獎(jiǎng)記錄
約翰·馬瑟教授在其學(xué)術(shù)生涯中獲得了眾多榮譽(yù)和獎(jiǎng)項(xiàng)。他曾獲得斯沃斯莫爾學(xué)院開(kāi)放獎(jiǎng)學(xué)金（榮譽(yù)），全國(guó)希拉里·普特南數(shù)學(xué)競(jìng)賽排名第30，物理學(xué)研究生記錄最高分（990分），國(guó)家科學(xué)基金會(huì)獎(jiǎng)學(xué)金和榮譽(yù)托馬斯·伍德羅·威爾遜獎(jiǎng)學(xué)金，赫茲基金會(huì)研究員，NASA戈達(dá)德太空飛行中心約翰·C·林賽紀(jì)念獎(jiǎng)，羅塔利國(guó)家太空成就獎(jiǎng)，國(guó)家航空和航天博物館獎(jiǎng)，航空周刊和航天技術(shù)獎(jiǎng)，美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)和美國(guó)物理學(xué)會(huì)天體物理學(xué)丹尼·海因曼獎(jiǎng)，斯沃斯莫爾學(xué)院榮譽(yù)理學(xué)博士學(xué)位，費(fèi)城約翰·斯科特獎(jiǎng)，美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)會(huì)朗福德獎(jiǎng)，美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)員，航空周刊和航天技術(shù)名人堂，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士，馬克·阿倫森紀(jì)念獎(jiǎng)，美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，本杰明·富蘭克林研究所物理學(xué)本杰明·富蘭克林獎(jiǎng)，光學(xué)儀器工程師學(xué)會(huì)喬治·W·戈達(dá)德獎(jiǎng)，彼得和帕特里夏·格魯伯基金會(huì)宇宙學(xué)獎(jiǎng)，國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)會(huì)員，美國(guó)成就學(xué)會(huì)金盤(pán)獎(jiǎng)，羅賓遜獎(jiǎng)，馬里蘭大學(xué)榮譽(yù)理學(xué)博士學(xué)位，印度總統(tǒng)金牌獎(jiǎng)，美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，圣母大學(xué)榮譽(yù)理學(xué)博士學(xué)位，美國(guó)天文學(xué)會(huì)終身會(huì)員。此外，他還曾三次受邀在國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)做學(xué)術(shù)報(bào)告，1978年被美國(guó)國(guó)家科學(xué)院授予凱蒂獎(jiǎng)?wù)拢ㄔ摢?jiǎng)面向所有自然科學(xué)），1983年當(dāng)選美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士，2003年獲得美國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)貝克豪佛數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)。
獲獎(jiǎng)原因和感言
借助美國(guó)1989年發(fā)射的COBE衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性，為有關(guān)宇宙起源的大爆炸理論提供了支持，將有助于研究早期宇宙，幫助人們更多地了解恒星和星系的起源。公報(bào)說(shuō)他們的工作使宇宙學(xué)進(jìn)入了“精確研究”時(shí)代。馬瑟在接到諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)電話時(shí)表示感到“激動(dòng)和吃驚，但也不是完全意外，因?yàn)槿藗円恢痹谡務(wù)撐覀儯ǖ难芯浚薄Ｋf(shuō)，“一開(kāi)始，我們并沒(méi)有意識(shí)到我們的工作是多么重要。”喬治·斯穆特則是在半夜接到了諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)的電話。“我很驚訝，他們居然知道我的電話號(hào)碼。”他說(shuō)，“這一發(fā)現(xiàn)在某種程度上令人難以置信，現(xiàn)在它廣獲承認(rèn)，太棒了。”
參考資料 >