萨布丽娜·帕斯特斯基

萨布丽娜·帕斯特斯基:亲手打造机翼的物理学家

十二岁时,她开始组装一架飞机模型。两年后,这架Zenith CH 601 XL制造完成——由于她进行了重大改装,该机需要获得适航认证——并在一位持证飞行教练的陪同下,萨布丽娜·帕斯特斯基 (Sabrina Pasterski) 亲自驾驶了它。不久之后,由于一系列事故,美国国家运输安全委员会停飞了该型号的所有飞机。这件事是了解她的一个绝佳切入点,因为她此后的所有成就都遵循了同样的模式:先自己动手制造,再看它能否飞行。

她制造的飞机

帕斯特斯基1993年6月3日出生于芝加哥,拥有波兰和古巴血统。她的父母马克·帕斯特斯基 (Mark Pasterski) 和玛丽亚·冈萨雷斯 (Maria Gonzalez) 都是律师,因此她对航空的热衷完全源于个人兴趣,尽管身为飞行员的父亲曾为她在加拿大安排过飞行课程。她的祖父曾在她生日时送给她一架塞斯纳 (Cessna) 150飞机。

她于2010年毕业于伊利诺伊数学与科学学院,曾入选国际物理奥林匹克竞赛半决赛,并在高中时期完成了蓝色起源 (Blue Origin) 的实习。

三年完成麻省理工学业

麻省理工学院 (MIT) 最初将她列入候补名单。后来,航空航天工程系注意到了她制造的飞机,并基于此录取了她——事后看来,这显然是该学院历史上最正确的招生决定之一。

她后来转向物理专业。她的本科成绩单记录密度高得惊人:作为首位被任命参加美国国家航空航天局 (NASA) 一月运营实习的大一新生;麻省理工学院首届新生创业奖获得者;2011年在NASA肯尼迪航天中心实习;在欧洲核子研究组织 (CERN) 紧凑μ子线圈实验中进行研究,该工作在2013年获得了欧洲物理学会颁发给MIT-CMS小组的高能与粒子物理奖。她以5.0的平均绩点,在三年内完成了物理学学士学位,是几十年来首位以麻省理工学院物理系第一名成绩毕业的女性,并获得了乔尔·马修·奥洛夫 (Joel Matthew Orloff) 奖学金。

哈佛大学、斯特罗明格与时空记忆

她凭借赫兹奖学金进入哈佛大学攻读博士学位,师从安德鲁·斯特罗明格 (Andrew Strominger),并转向物理学中最深奥的问题:调和广义相对论与量子力学。

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她与斯特罗明格及亚历山大·日博耶多夫 (Alexander Zhiboedov) 的研究生工作得出了一个真正的新成果:识别出了一种先前未知的引力记忆效应,将时空对称性与引力波中可探测的自旋记忆效应联系起来。“记忆”在这里并非隐喻。当引力波穿过一个区域时,它会留下永久的痕迹——探测器发生位移并保持位移状态,宇宙已经被静默且不可逆转地重新排列。帕斯特斯基的贡献在于证明了这类痕迹中存在着另一种更微妙的类别,且与无穷远处时空的对称结构相关。研究生能在物理效应目录中添加新条目是非常罕见的。

天体全息术

2019年至2022年,她在普林斯顿大学担任博士后研究员,开始构建天体全息术 (celestial holography)——这是一种将四维时空中的散射过程重构为生活在无穷远处二维球面上的共形场论的方法,即一种假设的宇宙全息理论。她在2016年至2021年间的发表论文勾勒了该领域的版图:天体振幅、共形对称性、渐近对称性和软定理。

2021年,她加入圆周理论物理研究所 (Perimeter Institute for Theoretical Physics),担任其天体全息计划的创始人和首席研究员。在二十多岁时,在研究所的支持下建立一个研究项目,这是她所处的领域对她重视程度的切实衡量标准——这比任何杂志榜单都要有意义得多。

爱因斯坦问题

这就引出了杂志榜单的问题。《科学美国人》将她描述为“十几岁的飞行员和有抱负的物理学家”。《福布斯》在2015年将她列入“30位30岁以下科学领袖”,并在2017年将其评为“30位30岁以下全明星”。而Ozy.com则打出了自此以后一直伴随着她的标题:“这位千禧一代可能是下一个爱因斯坦。”

这种定位更多是宣传,而非学术共识的结论,且带来的影响好坏参半。这种报道将一位工作的理论物理学家变成了一个名人,招致了人们对炒作固有的怀疑,并设定了一个没有任何在世科学家能达到的标准——爱因斯坦的标准。她真正的贡献,正如大多数严肃的贡献一样,存在于阅读其论文的专业社区之内。

为什么萨布丽娜被称为天才

“天才”一词很早就与帕斯特斯基联系在一起,原因多种多样,其中只有一部分与她的智力有关。飞机是传奇的起源,值得准确说明它证明了什么:一个十二岁的孩子所展现出的非凡毅力、机械能力和自我导向——一个耗时两年完成的组装套件,经过改装达到需要认证的标准,然后真正飞上了天。这并非智力上的天才。这是性格,加上一种不接受孩子无法完成成人项目的非凡决心。

智力上的依据是独立的,且站得住脚。以完美的平均成绩在三年内从麻省理工学院物理系以第一名毕业,这是对比世界上最强群体后的硬指标。与斯特罗明格和日博耶多夫共同得出的引力记忆结果,是在一个鲜有原创发现的领域中的原创性发现。而天体全息术——试图通过将其重定位到边界球面上来使量子引力变得可行——正是“天才”一词所指向的那种结构性重构,需要一个人在无人想到的坐标系中看待已知问题。

必须清楚地陈述反面论点,因为炒作招致了这一点。没有一位权威物理学家记录在案称她是下一个爱因斯坦;这出自Ozy.com,并被寻找素材的媒体所附和。她的主要成果是与她的博士导师和资深合作者共同完成的。天体全息术是一个有希望的研究方向,而非对自然的既定描述,它可能无法存续。她没有获得诺贝尔奖、科学突破奖或菲尔兹奖级别的荣誉;她的奖项包括欧洲物理学会小组奖、研究生奖学金和两个福布斯榜单。在现阶段,她是一位非常有成就的、运营自己项目的年轻理论物理学家——这已经是一项重大的成就,远比头条新闻所描述的更为深远。

遗产

故事尚未结束,这正是重点所在。帕斯特斯基三十出头,在世界顶尖理论物理研究所之一领导着一项研究计划,致力于解决那个一个世纪以来所有尝试者都未能攻克的问题——引力与量子力学的联姻。如果天体全息术最终能够描述世界,那么关于她的结论将由物理学来定夺。如果不能,她依然拥有那架飞机、记忆效应,以及在预定计划之前完成艰巨任务的记录。

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