吉阳
中国科学院半导体研究所
路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷斯（Luis ，1911年6月13日—1988年9月1日）是著名的实验高能物理学家，1968年获得诺贝尔物理学奖：“因为他对基本粒子物理学做出了决定性的贡献物理学家 翻译，特别是发展了氢气泡室的数据分析技术，使得发现大量共振粒子成为可能。”2007年《美国物理学杂志》的一篇文章认为他是“20世纪最有才华和创造力的实验物理学家之一”。这并不夸张，因为就连费曼也认为他是一位“伟大的物理学家”，是自己的榜样。费曼在调查挑战者号航天飞机事故时，为了更好地向公众解释低温导致密封失效，想到了他：“如果阿尔瓦雷斯在这里物理学家 翻译，他一定会做同样的事情。既然如此，我又何必犹豫呢？”（图1）
图1 费曼眼中的阿尔瓦雷斯
阿尔瓦雷斯1911年6月13日出生于美国加州旧金山。他先在芝加哥大学学习化学，后来转学物理，师从康普顿（康普顿效应的发现者，1927年诺贝尔物理学奖获得者），1936年获得博士学位。二战期间，他参与了雷达和原子弹的研制，还作为科学观察员飞赴日本广岛观察原子弹爆炸的影响。20世纪50年代，他改进了格拉泽（1960年诺贝尔物理学奖获得者）发明的气泡室，建造了越来越大的氢气泡室，设计和制作了用计算机分析处理数据的测量仪器，可以观察寿命极短的粒子（他们称之为“共振态”）。1968年，他获得诺贝尔物理学奖。
阿尔瓦雷斯在国内知名度不高，主要在专业圈内，只有几篇文章介绍他的生平事迹。他成名的原因，是个谜，没有人知道。比如费曼，是理论物理学家，他做的事情，常人是无法理解的。人们认识他，主要是因为他获得诺贝尔奖，参与航天飞机事故调查，还有他的自传《别傻了，费曼先生》。但阿尔瓦雷斯也获得过诺贝尔奖，也亲眼目睹过原子弹的威力，调查过金字塔的内部结构，还写了一本很有意思的自传《一个物理学家的冒险记》（图2）。也许这就是缘分吧。
图 2 Luis 和他的自传《物理学家的冒险》（：）
当然你也可以说，没人把他的自传译成中文是他的运气不好。这本书其实很有意思，从他在广岛事件中的经历讲起（他当时并不在投下原子弹的那架飞机上，而是在另一架陪同飞机上，这架飞机是专门用来观察原子弹破坏效果的），然后讲到他的成长经历，如何成为一名物理学家，如何开始他的研究生涯，如何在二战期间参与雷达和原子弹的研究，以及二战结束后如何恢复科学研究。他讲到他在一次会议上如何遇到格拉泽，如何在几分钟内意识到气泡室的优点，以及如何进一步完善它（还有很多事情要做）。 他谈到自己如何带领团队建造出越来越大的氢气泡室，如何用计算机分析粒子的运动轨迹，如何发现越来越多的共振态，以及他在1960年（格拉瑟获奖）和1968年（他自己获奖）的感受。
他的经历远不止这些，精彩的事情（我们普通人能理解的）还在后面：他提出用宇宙射线探测埃及金字塔内部结构（利用μ介子断层扫描技术发现金字塔内的暗室），最后发现卡夫拉金字塔完全是实心的——根本没有密室。在这个过程中，他展现了科学家作为“侦探”的严肃精神：最初的数据分析似乎表明金字塔内应该有一个很大的空洞，“大到足以导致金字塔倒塌”。经过不断的追问，他和团队终于发现了分析中的错误。后来，作为科学家侦探，他还排除了一项重大科学发现（磁单极子），粉碎了肯尼迪谋杀案的一个阴谋论：有传言说，美国总统因为向后摔倒，然后向前冲，两颗子弹击中了他的头部。阿尔瓦雷斯通过物理分析和实验论证（用西瓜代替人的头），表明这只是物理学中“动量守恒定律”的结果。 更令人惊奇的是，他还发现了恐龙灭绝的奥秘。
很遗憾，我们无法读到这些有趣的故事，因为阿尔瓦雷斯的自传《一个物理学家的冒险记》并没有中译本。不过还好，有一本书可以帮助我们了解他，那就是《霸王龙与陨石坑：天体撞击如何导致物种灭绝》（图3）。这本书的作者沃尔特·阿尔瓦雷斯是美国科学院院士、加州大学伯克利分校地质学与地球物理学教授，也是诺贝尔物理学奖得主阿尔瓦雷斯的儿子（别问为什么他的名字和他爸爸那么相似，别问，答案是文化传统；他的爷爷也是这个名字，也就是说，诺贝尔物理学奖得主阿尔瓦雷斯父子都叫沃尔特·阿尔瓦雷斯——外国人的取名就是这么传统）。
图3 阿尔瓦雷斯父子密切合作，寻找天体撞击地球导致恐龙灭绝的证据
地球上发生过多次大规模的灭绝事件，其中最著名的可能就是6500万年前的恐龙灭绝事件。这次灭绝事件是由于彗星或小行星撞击地球，导致环境突变，最终导致大量生物彻底失去生存条件——其中最著名的倒霉蛋就是恐龙。《霸王龙与陨石坑》这本书很薄（只有一百页左右），但很有意思，详细记录了阿尔瓦雷斯父子如何紧密合作（当然还有许多其他合作者）发现天体撞击地球导致恐龙灭绝的证据。更重要的是，这本书揭示了整个发现过程的科学思想和方法，读者可以了解到科学家思考问题、设计解决方案、发现线索并最终揭示真相的整个过程。
《霸王龙与陨石坑》一书中的“一窥豹全貌”不仅告诉我们恐龙灭绝的原因，还展示了伟大的物理学家阿尔瓦雷斯如何分析问题、制造仪器、设计实验并找到证据。“从爪子来看，这是一只狮子”，数学家伯努利对牛顿的赞美之词，读者一定可以把它用在阿尔瓦雷斯身上。我们希望有一天，《物理学家历险记》能被翻译成中文，让更多的人领略这位伟大物理学家的迷人风采。