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从今年诺贝尔物理奖看威斯康辛大学:寒冷冬天里的科学明珠

雅美之途 (2026-10-07 15:33:40) 评论 (0)


每当我们提到美国威斯康辛大学麦迪逊分校,很多人首先想到的可能是寒冷的冬天、冰雪覆盖的校园,以及著名的吉祥物Badgers, 为一种獾。

今年的诺贝尔物理学奖是自1992年以来首度授予单个物理学家,没有人与他分享,他便是威斯康辛大学的教授Francis Halzen。这再一次提醒我们:在这个美国中西部的美丽大学城里,隐藏着一颗非常耀眼的科学明珠。

我在第一时间是这样在朋友圈留言的:“美国不仅仅有耶鲁和斯坦福,在美国很多地方都能成功。这位比利时人在Madison,Wisconsin呆了半个世纪,他是比利时著名的鲁汶大学的博士。Madison都出现了23位诺奖得主,包括发现逆转录酶的Howard Temin, 祝贺我的选择去那里读书的学生。”

10月6日,2026年诺贝尔物理学奖授予威斯康辛大学麦迪逊分校物理学教授 Francis Halzen,表彰他对 IceCube中微子观测站的关键贡献,以及对来自宇宙的高能中微子的发现。

这个故事非常特别。

中微子是一种极其神秘的基本粒子。它们几乎不与普通物质发生相互作用,每时每刻都有大量中微子穿过我们的身体,甚至直接穿过整个地球,我们却几乎感觉不到它们的存在。

Halzen教授在上世纪80年代提出了一个当时非常大胆的想法:既然中微子很难捕捉,那为什么不利用南极巨大的冰层作为探测器?

最终,这个想法变成了IceCube。

在南极点大约二公里的冰层深处,科学家们埋入了数千个光学传感器。当一个极其罕见的中微子与冰中的原子发生作用时,会产生微弱的闪光,而这些闪光就成为科学家研究遥远宇宙的线索。IceCube如今拥有约5160个光学传感器。

2013年,IceCube首次探测到来自太阳系之外的高能中微子。这意味着人类除了利用光来观察宇宙之外,又多了一种新的“信使”。

更重要的是,中微子几乎不受宇宙中物质的阻挡,可以从黑洞附近等极端环境一路传播到地球。因此,它们帮助科学家寻找宇宙中最高能量粒子的来源,也开启了所谓的中微子天文学。

这项宏大的工程,背后有一个非常重要的关键词:Wisconsin。

Halzen自1972年起就在威斯康辛大学任教。他本人在意大利旅行和接受Zoom的诺贝尔访谈时也说,很难想象这个项目能够在其他地方完成,因为威斯康辛大学拥有独特的科研基础设施,也有能够支持非传统想法的科研环境。

这其实很值得我们思考。

可以听Halzen教授接受诺贝尔新闻秘书Adam Smith的访谈,每年10月收到Adam的电话是美国顶尖科学家的梦想之一。

这确实是一个神奇的故事,一个比利时人,开始是到Madison做短暂访问,第二年就决定留下来做教授。他是一个理论物理学家,在美国半年是冰天雪地的大学任教;他的团队说服National Science Foundation和威斯康辛大学出资,在南极冰层挖了2公里去装探测器;最后在温暖的意大利出差时收到了来自斯特哥尔摩的电话。

威斯康辛并不是美国传统意义上最“光鲜”的地方。冬天漫长而寒冷,麦迪逊也不是纽约、波士顿或者旧金山那样的国际大都市,虽然它也是威斯康辛州的首府。

但正是在这样的地方,大学可以给科学家几十年时间,让一个看起来近乎疯狂的想法慢慢变成现实。

今年的诺贝尔物理学奖,也让我们重新认识这所大学。

Francis Halzen在1944年出生于比利时蒂嫩,早年在比利时著名的鲁汶大学(KU Leuven)学习物理,1966年获得物理学硕士学位,1969年获得博士学位。博士毕业后,他曾在欧洲核子研究中心(CERN)从事研究,研究方向主要是粒子物理。

鲁汶大学非常特别,她拥有600年的历史,为欧洲最古老的大学之一。但是它以前是使用法语的,现在却是说荷兰语的大学,当然英语也是通用的。正是这些语言上的分歧,甚至导致了荷兰语与法语校园的分裂。

1971年,Halzen来到美国威斯康辛大学麦迪逊分校进行访问研究。第二年,他正式加入威斯康辛大学物理系,成为助理教授,之后升任副教授、教授,并获得多个荣誉教授职位。从1972年至今,他在威斯康辛大学已经工作了54年,几乎整个职业生涯都与这所大学联系在一起。

Halzen早期主要研究粒子物理和宇宙射线。上世纪80年代,他开始思考一个大胆的问题:能不能利用中微子来观察宇宙中最剧烈的天体活动?他提出利用南极巨大的冰层作为探测器,并长期推动这一设想,最终发展成为今天著名的IceCube冰立方中微子天文台。

IceCube在南极约二公里的冰层深处部署了5000多个光学传感器。2013年,科学家首次探测到来自太阳系之外的高能中微子,开启了中微子天文学的新领域。

截至今年,Halzen成为与UW–Madison有关的第六位诺贝尔物理学奖得主,也是这所大学历史上的第23位诺贝尔奖得主。

所以,如果说美国东北部的常春藤名校代表着一种传统的精英教育,斯坦福代表现代前沿的科学繁荣,那么威斯康辛大学所展示的,则是另外一种美国大学的力量:不一定在最繁华的地方,却可以做最前沿的科学;不一定追逐最短期的回报,却愿意支持一个科学家坚持几十年的梦想。这是一个非常重要的美国特征,美国非常的diverse。

窗外是威斯康辛漫长而寒冷的冬天,而在校园里的实验室中,科学家们仰望的,却是整个宇宙。

这也许就是威斯康辛大学最迷人的地方,为一颗藏在寒冷中西部的科学明珠。

University of Wisconsin, Madison是威斯康辛大学系统里的旗舰,为包含医学院的综合性大学。我们地处美国中西部,所以好多朋友的孩子选择去那里读书。

我可以举些自己的选择去那里学习的两位学生:十几年前我的从杭州来的学生从那里的心理专业毕业,现在发展不错;去年的学生从新加坡来,也是选的那里。至于被Madison录取的学生就更多了,它基本上是与UIUC或Case Western这类中西部的大学竞争。

今年的诺奖得主Halzen教授在Madison工作了54年,我们熟悉的著名生物学家Howard Temin在Madison, Wisconsin的34年科学人生中发现了逆转录酶,从此改写了分子生物学的中心法则,也使Wisconsin在病毒与肿瘤学领域相当强大。

Howard Temin于1960年加入威斯康辛大学麦迪逊分校,在McArdle癌症研究实验室开始了他的科研生涯,此后一直留在这里工作。34年间,他从年轻的助理教授逐步成长为世界知名的癌症研究科学家,长期研究肿瘤病毒与逆转录机制。

1975年,Temin因发现肿瘤病毒与细胞遗传物质之间的重要关系,并提出逆转录机制和发现逆转录酶,与David Baltimore、Renato Dulbecco共同获得诺贝尔生理学或医学奖。直到1994年去世,他始终在威斯康辛大学工作。从1960年到1994年,34年的坚守,也成为威斯康辛大学“长期支持科学家、最终产生诺贝尔奖成果”这一传统的代表。

如果只看综合排名,威斯康辛大学麦迪逊分校似乎并不是一所特别“耀眼”的大学。比如在QS 2027世界大学排名中,麦迪逊只排到第131位,比三年前的第83位明显下降。《美国新闻和世界周刊》的综合排名将它列在第34位,但是它的工程学院全美排名第15,化学工程更是第10。

中国学生仍然维持着Madison的国际学生第一位的记录,这里学费加生活费只有4.6万美元,对于国际生来说比读东西海岸的名牌大学要划算得多。因为Madison兼具大学城和州府,还拥有一个漂亮的湖,学生们的生活也会相当丰富多彩。以前我们实验室的MD/PhD学生就来自那里,他对本科母校充满了赞扬。

这种实力最终会体现在毕业生和产业界。麦迪逊本科毕业生中,约九成会选择就业或者继续深造,其中最常见的职业之一就是软件工程师。更有意思的是,很多科技企业和互联网公司的重要人物,都与这所学校有联系。

拼多多创始人黄峥曾在麦迪逊获得计算机硕士学位;拼多多另一位重要领导者、清华大学毕业的陈磊,则在Madison获得博士学位。计算机和芯片产业的历史上,两项具有划时代意义的技术晶体管和集成电路, 它们的重要发明者也都曾在这里学习。Databricks和Perplexity的联合创始人Andy Konwinski,同样是麦迪逊计算机专业的本科毕业生。

我们不能仅看排名的,中国以前曾经硬性规定,QS排名百名以外的毕业生不能进著名国企。这把我们华大和麦迪逊都在排除在外,那只能说是他们的损失。我以前长期说过,中国的清华赶不上美国大多数旗舰类州立大学,这个评论仍然有效,当然希望清华在未来证伪。

如果只用一个全球综合排名来衡量威斯康辛大学麦迪逊分校,很容易低估它。它真正令人印象深刻的地方,是深厚的科研传统、强大的工程和计算机实力,以及与美国科技产业长期而紧密的联系。Howard Temin、Francis Halzen这样的诺贝尔奖得主,以及一批走向科技产业的毕业生,共同构成了这所“寒冷冬天里的科学明珠”。

斯坦福诺奖得主与孩子们分享喜讯,学生却没与导师同时获奖



斯坦福大学教授 Karl Deisseroth 深夜得知自己获得诺贝尔奖后,第二天早上把这个消息告诉几个孩子。我们可以想像孩子们的反应,美国孩子都是非常自然而真实,迅速以拥抱的方式向父亲祝贺。真是很可爱,相当令人高兴,向这家斯坦福家庭道贺。Deisseroth的太太也是斯坦福著名的儿科教授, 他们的大儿子是斯坦福的本科生。

注明更多内容在视频里,没有写出文字。