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他的决赛入围年份: 1965
他的决赛项目:研究潜在的晶体结构
项目起源:在20世纪50年代和60年代,J·理查德·戈特在肯塔基州路易斯维尔长大,他喜欢研究几何学。在那些早期的后苏联时代,学校里对数学和科学有“巨大的活力和巨大的兴奋”,他的老师们鼓励了他的兴趣。
因此,为了一个独立的研究项目,他决定研究金属晶体结构。在像钠这样的金属中,每个原子都在晶体中占据一定的空间。这些原子以可以用某些多面体图案表示的方式排列——具有平面和直边的几何形状。戈特试图找出能够完全填充空间的多面体排列。例如,最简单的一种就是像积木一样堆叠的一组立方体,尽管还有其他远不那么直观的排列。
他获得了足够有趣的成果,他的工作为他赢得了1965年西屋科学人才搜索决赛的入围名额。
对他的职业生涯的影响:戈特进入哈佛大学学习物理学,然后进入普林斯顿大学获得天体物理学博士学位,于1972年毕业。在加州理工学院和剑桥大学短暂工作后,他于1976年返回普林斯顿大学加入天体物理学系。他的西屋经历对他早期的一项主要研究产生了相当大的影响,该研究名为“宇宙中大规模结构的类似海绵的拓扑结构”,该研究观察了太空中的星系团。
当时,关于它们的密度和排列存在一些争议。星系团是像肉丸一样,被广阔的低密度区域隔开的小的高密度区域吗?还是它们更像瑞士奶酪,在较稠密的区域中有空隙?戈特调查了这些思想流派,认为“它们都不可能是正确的”,并提出了更像海绵的结构,其中结合了他从排列多面体以完全填充空间中学到的一些经验。(今天的更高功率的望远镜表明他的观点接近事实。)
他现在在做什么:如今,戈特偶尔会因一个更热门的天体物理学话题而成为头条新闻:时间旅行。(他在2008年SciAm.com的科学谈话节目中讨论了这个问题。)作为2001年出版的《爱因斯坦宇宙中的时间旅行:穿越时间旅行的物理可能性》一书的作者,戈特认为物理学中没有任何东西可以阻止时间旅行。虽然你不能建造一艘速度比光快的宇宙飞船,但利用弯曲的时空,你可能可以通过走捷径来击败光束,要么绕过一对移动的宇宙弦,要么跳过虫洞;这些潜在的解决方案可能允许时间旅行者回到过去访问自己过去的事件。那么为什么没有来自未来的访客乘坐时间机器出现在白宫草坪上呢?:时间旅行者不可能访问这种机器存在之前的时间——而且它们尚未被发明出来。
虽然这听起来像科幻小说,但“戈特是一位严肃且受人尊敬的科学家,他在时间旅行方面的工作绝对是主流,并且符合广义相对论,”流行的物理学作家兼《寻找薛定谔的猫:量子物理学与现实》的作者约翰·格里宾说。
除了他的天体物理学工作之外,戈特还在 20 世纪 80 年代和 90 年代的大部分时间里担任西屋科学人才搜索的评委——这一经历给了他许多机会反思美国的科学教育。“人们有时会想,最好的科学学生的素质是在提高还是下降,”他说。“答案是,它仍然保持在同一高水平。”
他发现特别令人着迷的是,不同地点不时出现的半决赛选手和决赛选手的“集群”。首先,一所以前从未有过决赛选手或半决赛选手的学校会产生一名。然后,第二年,将会有来自同一所学校的两到三名半决赛选手。这种突然出现的活动通常是一位顶尖教师启动研究项目的证据。不幸的是,这也表明那里有“相当多未被发现的科学人才”,他说。在缺乏此类项目和教师的情况下,许多高潜力的孩子永远不会进入雷达屏幕。
但他希望,随着时间的推移,大型奖学金和关注将刺激更多的此类项目。毕竟,在奥运会金牌得主迈克尔·菲尔普斯之后,“有更多的人跳入泳池,”他说——而科学也需要同样的事情。