阿兰·古斯(美国理论物理学家、宇宙学家)

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阿兰·古斯（Alan H. Guth），男，1947年2月27日出生于美国新泽西州新布朗斯维克，美国理论物理学家、宇宙学家，美国国家科学院院士、美国艺术与科学院，麻省理工学院维克托·F·魏斯科普夫物理学讲席教授。

1964年，阿兰·古斯进入麻省理工学院学习物理。1969年，他获得麻省理工学院物理学学士和硕士学位。1972年，阿兰·古斯获得麻省理工学院物理学博士学位。此后九年，阿兰·古斯先后在普林斯顿大学、哥伦比亚大学、康奈尔大学、斯坦福直线加速器中心担任博士后研究员，主要研究基本粒子理论中高度抽象的数学问题。1980年1月底，阿兰·古斯首次作关于暴胀理论的报告。同年9月，他回到麻省理工学院，担任副教授。1981年，他提出宇宙暴胀理论。1986年，阿兰·古斯晋升为麻省理工学院物理学教授。2002年，阿兰·古斯入选麻省理工学院Margaret MacVicar教师会士。

阿兰·古斯的研究方向为天体物理理论、高能与粒子理论、量子引力与场论，其成果推动了宇宙暴胀理论、早期宇宙结构形成和宇宙学观测检验相关研究的发展。此外，他曾获得本杰明·富兰克林物理学奖章、卡夫利天体物理学奖、彼得·格鲁伯基金会宇宙学奖等多项奖项。

人物生平

早年经历

1947年2月27日，阿兰·古斯出生于美国新泽西州新布朗斯维克。阿兰·古斯上小学时就对科学产生浓厚兴趣。高中时期，他对《宇宙与爱因斯坦博士》这类科普书籍感兴趣。阿兰·古斯曾在海兰帕克公立学校就读，读完高二便跳级，进入麻省理工学院深造。

1964年，阿兰·古斯进入麻省理工学院学习物理。1969年，他获得麻省理工学院物理学学士和硕士学位。1972年，阿兰·古斯获得麻省理工学院物理学博士学位，博士论文由弗朗西斯·洛指导。

科研经历

毕业后九年，阿兰·古斯先后在普林斯顿大学、哥伦比亚大学、康奈尔大学、斯坦福直线加速器中心（SLAC）担任博士后研究员，主要研究基本粒子理论中高度抽象的数学问题。在康奈尔做博士后期间，同为博士后的戴自海找到阿兰·古斯，邀请其一同研究早期宇宙中磁单极的生成机制，这次合作彻底改变了阿兰·古斯的研究方向。次年，阿兰·古斯前往斯坦福直线加速器中心后，他继续与戴自海开展磁单极相关研究。二人推导得出：若沿用当时粒子物理与宇宙学的标准假设，宇宙会生成数量极多的磁单极。随后阿兰·古斯与戴自海开始寻找能够规避磁单极过量生成问题的理论方案，正是在这项研究的基础上，阿兰·古斯提出了修正大爆炸理论的暴胀宇宙模型。

1980年1月底，阿兰·古斯首次作关于暴胀理论的报告。同年9月，他回到麻省理工学院，担任副教授。1981年，他提出宇宙暴胀理论，用以解释宇宙均匀性、临界密度附近初始状态等问题。1986年，阿兰·古斯晋升为麻省理工学院物理学教授。1989年—1991年，他任麻省理工学院首任Jerrold Zacharias物理学教授。1992年起，阿兰·古斯担任麻省理工学院维克托·F·魏斯科普夫物理学讲席教授。2002年，阿兰·古斯入选麻省理工学院Margaret MacVicar教师会士。2014年，他与安德烈·林德、阿列克谢·斯塔罗宾斯基共同获得卡夫利天体物理学奖。

研究方向

天体物理理论、高能与粒子理论、量子引力与场论。

科研成就

科研成果

阿兰·古斯长期围绕理论粒子物理在早期宇宙中的应用开展研究，关注粒子物理如何说明宇宙历史、宇宙学如何反向揭示自然基本定律。1981年，他提出宇宙暴胀模型，对传统大爆炸理论作出修正，认为宇宙极早期的膨胀由一种奇异物质产生的斥引力推动；该模型用于解释宇宙为何高度均匀、为何初始状态接近临界密度等问题。其初始模型存在“优雅退出”问题，后由安德烈·林德、安德烈亚斯·阿尔布雷希特和保罗·斯坦哈特等人的“新暴胀”工作继续发展。

暴胀理论的一个重要结果是，早期宇宙中的量子涨落可被拉伸到天文尺度，并成为宇宙大尺度结构的种子。阿兰·古斯等人于1982年计算了相关涨落谱；后来COBE卫星探测到背景辐射的微弱起伏，WMAP、普朗克卫星及其他实验又作出更高精度测量，观测性质与最简单暴胀模型的预言相符。阿兰·古斯还围绕实验室中触发暴胀并产生新宇宙的理论可能性、永恒暴胀及暴胀时空过去边界等问题开展研究。

科研项目

DE-SC0012567项目“Research in High Energy Physics: Task C: Theoretical High Energy Physics”由麻省理工学院理论物理中心、核科学实验室承担，研究范围包括暗能量、宇宙学、量子引力、弦论及粒子物理唯象等方向，项目支持的主要研究者包括阿兰·古斯。