2月27日—提出宇宙暴脹的人
1979年12月7日清晨，32歲的博士後研究員古斯（Alan Guth）一起床就趕緊穿好衣服，小心不要吵醒隔壁房間還在熟睡的妻子與兩歲兒子，打開房門跨上自行車，奮力直奔他在史丹佛大學的研究室。抵達後他習慣性地看了手錶，只花了9分32秒，哇，遠超乎之前的記錄。 古斯坐到桌前，翻開筆記本，興奮地寫下 「驚人頓悟： 這種過冷現象可以解釋為什麼今天的宇宙會平坦到如此驚人的程度，也因此可以解答迪克（Bob Dicke）在愛因斯坦紀念日演講時指出的精細弔詭。」 接著他繼續寫出計算公式。讓古斯如此興奮的原因，除了他很可能破解了宇宙之謎，也因為他終於看到自己的學術生涯終於出現曙光。 古斯的研究之路並不順遂。他在普林斯頓大學的博士論文題目是關於束縛夸克的作用力，但就在1972年論文完成之際，另一種全新觀點的量子色動力學已經用「色荷」提出完整的解釋，讓他的四年努力形同白費。他取得博士學位後找不到教職，便留在普林斯頓做博士後，繼續研究基本粒子的理論。 在普林斯頓兩年期滿後，古斯到哥倫比亞大學做博士後研究，重新學習最新的「規範場論」。他偏偏選了磁單極粒子（目前所有磁鐵都同時有南北兩個磁極，磁單極粒子則是只有一個磁極）做為研究題目，這種粒子在理論上雖然是可能的，但現實中是否真的存在，卻有極大的爭議。古斯在哥倫比亞大學三年沒有具體成果，又到康乃爾大學待了兩年，1979年他來史丹佛已是第八年的博士後，史丹佛只給他一年的時間，如果再無成績，他的學術生涯就岌岌可危了。 古斯在康乃爾大學時認識也來做博士後的戴自海，來自香港的戴自海是研究弦論的，他向古斯建議：既然四大作用力在宇宙誕生之初是統一的，磁單極肯定存在，何不轉而研究為何現今看不到磁單極粒子？於是古斯又再次跨入他不熟悉的領域，讀起宇宙學，沒想到他當初研讀規範場論時掌握的對稱性破缺、希格斯場此時都派上用場。當他到了史丹佛大學，繼續思考宇宙大爆炸怎樣才會讓磁單極粒子減少，忽然之間一切就都水到渠成了。 宇宙大爆炸最初是1920年代時，幾位物理學家分別根據廣義相對論的解，以及哈伯觀測到的宇宙膨脹，而提出來的可能性。這個主張一直未被認真看待，直到1964年發現的宇宙微波背景符合大爆炸理論所預測的餘燼，學界才接受宇宙誕生於一場大爆炸。 不過大爆炸理論卻無法解釋一些現象。為什麼宇宙各處的背景輻射溫度幾乎相同？為什麼整體而言，宇宙的物質分布如此均勻，以致於空間曲率超乎尋常的平坦？這意謂著太初之始的物質密度與膨脹速率都必需恰好在一個臨界值，小數點後 15 位的細微差異，就會造成粒子分離四散，所有天體都無法形成；或使得宇宙在生命出現之前就已塌縮崩陷。這就是古斯在筆記本上所寫天文學家迪克指出的精細弔詭，而包括迪克在內的許多人還因此認為這是上帝微調的結果。 古斯就是在12月6日夜裏思索這些問題時，驀然出現「Eureka!」時刻，想到如何予以解釋。他提出宇宙暴脹的理論，主張大爆炸之前的宇宙不但比大家以為的還要小（遠比原子還小），而且一開始先歷經指數性倍增的暴脹，在10的32次方之一秒內就暴增到10的26次方倍，之後膨脹速度才放緩。由於瞬間暴脹，我們這個宇宙才會如此均勻、如此平坦。而原本存在的磁單極粒子被稀釋到超出我們視界的其它宇宙後，在我們這個宇宙中就寥寥無幾了。 1980年1月底古斯發表宇宙暴脹的演說後，立即引起熱烈討論，當年春天他就脫離博士後研究員的身分，獲得麻省理工學院的副教授職位。他也因此獲得許多獎項，包括1996年獲頒愛丁頓獎章（Eddington Medal）、2009年獲頒「艾薩克·牛頓獎章」（Issac Newton Medal），以及2012年獲得當年創立的突破獎（Breakthrough Prize）。不過由於目前尚無證據可證實暴脹理論，至今他仍未獲得諾貝爾獎；今天（2月27日）是他77歲生日，且祝他能像希格斯那樣，在有生之年見到暴脹理論的證據，並獲得諾貝爾獎。 參考資料：
