1967年,还是研究生的乔瑟琳·贝尔·伯奈尔探测到了来自脉冲星的信号。几年后,她的导师因为这一发现荣获诺贝尔物理学奖,而属于她的荣誉足足迟到了半个世纪。
2018年9月6日,科学突破奖(Breakthrough Prizes)基础物理学奖评选委员会宣布,将基础物理学奖特别奖授予英国天体物理学家乔瑟琳·贝尔·伯奈尔(Jocelyn Bell Burnell),表彰她在1967年对发现脉冲星作出的关键贡献,和她在科学界所发挥的积极领导作用,奖金为300万美元。得知获奖的消息,贝尔·伯奈尔十分激动。
她已经决定将奖金捐给英国物理学会(Institute of Physics),为那些被忽视的年轻学者提供支持。脉冲星是宇宙中的奇迹。它的直径只有20千米左右,质量却与太阳相当;它富含中子,转速极快,转动时从磁场的两极喷射出强大的电磁辐射流,包含可见光、X射线和伽马射线。脉冲星就像宇宙中的灯塔,只有当这些“灯光”扫过地球的时候,我们才能观测到它。
贝尔·博纳尔正是第一个观测到脉冲星信号的人,而且她一举发现了四颗。1967年,24岁的贝尔·伯奈尔还是剑桥大学的一名研究生。她和导师安东尼·休伊什(Antony Hewish)建造了一台新的射电望远镜。贝尔·伯奈尔的博士论文研究的是类星体,但是在收集数据的时候,她发现了一个奇特的信号,大约每1.3秒出现一次的脉冲信号。经过讨论,他们决定更加密切地观测那片区域。
一个月之后,贝尔·伯奈尔再次收到了这个神秘信号。她计算了信号经过观测地点的时间,在凌晨三点赶到天文台。贝尔·伯奈尔再次检查了先前的大量数据,又找出两个这类信号。也就是说,她一共发现了四颗脉冲星。脉冲星的发现马上在学界引起了轰动。1974年,贝尔·伯奈尔的导师休伊什因为对脉冲星研究的贡献,与马丁·莱尔(Martin Ryle)分享了诺贝尔物理学奖,而她却一无所获。
这一决策令许多人感到不满,英国天体物理学家弗雷德·霍伊德(Fred Hoyle)带头提出抗议,那年的诺奖也被嘲讽为“No-Bell Prize”。贝尔·伯奈尔倒不特别惊讶。作为一个学术圈新人,一名女性,她对这样的对待已经司空见惯。在《卫报》(The Guardian)的一篇文章里,她自述:“详细介绍这项发现的论文发表后,媒体突然造访。很显然,他们还不知道该怎么和一个年轻的女科学家打交道。
摄影师会说,‘你能把外套上的扣子解开几个吗?’而记者会问我有多少个男朋友。”在另一篇报道中,提到脉冲星信号的发现,她说:“那是个非常、非常微弱的信号。我手头上有三英里长的数据,它只不过是其中的十万分之一。我之所以会注意到它,因为我极其小心、极其仔细,因为冒充者综合征。”脉冲星的发现让科幻小说中的幻想成为了现实。
第一颗被发现的脉冲星被命名为CP 1919,它的信号图案被著名摇滚乐队Joy Division印在专辑封面上,又成为流行文化中的一个经典元素。围绕脉冲星的研究一直在继续。脉冲星发出的信号极其规律,而当引力波经过的时候,这些信号就会受到干扰;因此,通过长时间、精确观测多颗脉冲星组成的脉冲星测时阵列(Pulsar Timing Array),我们就能间接观测引力波。“脉冲星之母”本人也没有闲下来。
在过去五十多年中,贝尔·伯奈尔在多家研究机构任教,并领导了多个天文观测项目,例如夏威夷的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜(James Clerk Maxwell Telescope)。她曾担任英国皇家天文学会(Royal Astronomical Society)主席,并且是英国物理学会和爱丁堡皇家学会(Royal Society of Edinburgh)的首位女性主席。
与此同时,贝尔·伯奈尔积极参与STEM教育(科学、技术、工程、数学),并协助创办“雅典娜天鹅项目”(Athena Swan programme),为女性在学术界的发展提供支持。这个项目源自“天鹅”(SWAN),意为女科学家学术网络(Scientific Women's Academic Network),致力于促进科学界的性别平等,后来覆盖人文和艺术学科。
目前,贝尔·伯奈尔是牛津大学的天体物理学访问教授、邓迪大学名誉校长。2018年11月4日,贝尔·伯奈尔将参加科学突破奖颁奖仪式。科学突破奖的其他奖项每年颁发一次,但是基础物理特别奖可以在任何时候颁发,今年是第四次开奖。前三个获得科学突破奖基础物理特别奖的个人和团队是史蒂芬·霍金、领导发现了希格斯玻色子的CERN的七名科学家,以及探测引力波的LIGO团队。
科学突破奖创办于2012年,由谢尔盖·布林(Sergey Brin), 普莉希拉·陈(Priscilla Chan)和马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)、马化腾、尤里和茱莉亚·米尔纳(Yuri and Julia Milner)以及安妮·沃西基(Anne Wojcicki)出资设立。而评委会由往年的科学突破奖获奖者组成,分别评选各自领域中的获奖者。
科学突破奖分为生命科学奖(每年最多4人)、基础物理学奖(每年1人)和数学奖(每年1人),每个奖项的奖金为300万美元。此外还设有物理学新视线奖(New Horizons in Physics Prize)和数学新视线奖(New Horizons in Mathematics Prize),奖励这些领域的年轻科学家。