2022年的诺贝尔物理学奖得主约翰∙克劳泽（John F. Clauser），在其学生阶段中，两次量子力学考试都只得了C。但在其职业生涯中，先是研究天体物理获得了物理学博士学位，后又着迷量子力学基本问题，并因实验检测贝尔不等式和量子纠缠领域的贡献而获得诺贝尔奖。这或许对我们的职业生涯规划和方向选择有所启迪？本期赛先生天文，咱们一起回溯一下这位量子大牛的天文缘。
近些年来，诺贝尔物理学奖被接二连三地授予了天文相关领域的研究，例如：2017年的引力波探测，2019年的物理宇宙学研究和太阳系外行星探测，还有2020年的黑洞理论研究和银河系中心大质量致密天体（黑洞）观测，就连天文同行们都感觉应接不暇了。幸好，2022年的诺贝尔物理学奖花落量子力学领域，而非天文领域。
不过且慢，要让天文学彻底消失谈何容易，今年天文还就偏要凑个热闹、擦个边儿：2022年诺贝尔奖得主之一约翰∙克劳泽（John Clauser，图1）因实验检测贝尔不等式和量子纠缠等领域的先驱性工作而获奖，但鲜有媒体提及的是，克劳泽博士期间的工作并非是量子纠缠，而是天体物理方向——关于宇宙微波背景辐射的测量[1]。对于这个鲜为人知的趣闻，我们在此权作花絮一聊吧。
1964年，在加州理工学院结束本科学业后，克劳泽赴哥伦比亚大学物理系攻读研究生，其博士论文导师是帕特里克∙撒迪厄斯（Patrick Thaddeus[2][3]，图2）。在哥伦比亚大学，克劳泽曾询问撒迪厄斯有什么研究课题，撒迪厄斯说其正准备在U2高空侦察机上放架射电望远镜进行观测。克劳泽立刻就被这么酷的想法吸引了，决定师从撒迪厄斯。
不过，这个项目并没有真正实施，而克劳泽最后跟随撒迪厄斯所做的课题，是通过观测背景恒星光学光谱上的星际分子吸收线来测量宇宙微波背景辐射[1]。宇宙早期曾处于一个极高温度、极高密度的辐射占主导的状态，光子辐射场本身达到热平衡，其光谱接近完美的黑体谱。随着宇宙的膨胀，光子发生红移，能量降低，相应的光子辐射场温度随之降低，但依然保持黑体谱。
时至今日，这一源自宇宙早期的光子辐射场温度已经降低到2.73K（对应零下270.42摄氏度），其峰值波长已经红移到毫米波段，被称之为宇宙微波背景辐射。1965年，贝尔实验室的彭齐亚斯（Arno Penzias）和威尔逊（Robert Wilson）意外地从射电观测上发现了微波背景辐射[4]，为大爆炸宇宙学提供了坚实有力的观测证据，两人也因此荣获1978年的诺贝尔物理学奖。
克劳泽跟随撒迪厄斯做研究的时候，人们对微波背景辐射的观测刚刚起步。他们的课题实际上要追溯到1941年加拿大天文学家麦凯勒（Andrew McKellar）对星际CN（氰基自由基）分子吸收线的研究[5]。
麦凯勒观测到两条CN分子转动能级吸收线（波长3870.0埃和3870.6埃，1埃=0.1纳米），两者的相对强度对应CN分子在两个能级的相对分布，他通过计算发现产生该相对分布所需的激发温度大约在2.3K左右，而他在当时并不知其所以然。博士毕业后，克劳泽去了加州伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室，到师爷查尔斯∙汤斯（Charles Townes[10]，图4）那里进行博士后研究。
这里要插几句有关汤斯的介绍，他1950年代任职哥伦比亚大学，曾是物理系系主任，期间发明了微波波段的激光（Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation，maser，中文译为脉泽），从而获得了1964年的诺贝尔物理学奖。
后来汤斯的研究兴趣发生转移，觉得天体物理领域大有可为，便开始鼓动他的学生们做天文研究，这其中包括撒迪厄斯，还有后来和威尔逊共同发现微波背景辐射的彭齐亚斯。
克劳泽在伯克利做了一个相关的报告，汤斯对也在场的康明斯说他觉得还挺有意思，支持克劳泽独立开展研究，还介绍了康明斯的一位研究生弗里曼（Stuart Freeman）协助他。汤斯想了些点子，从非天文的经费里给克劳泽提供资助，加上克劳泽自己时不时在伯克利分校讲课挣点钱，基本没有了后顾之忧。
就这样，克劳泽到伯克利后压根儿就没做汤斯所预想的天文研究，而是租借了康明斯研究组的相关设备[15]就开始和弗里曼一门心思地扑在他设想的量子力学实验上[1]。相比汤斯的开明，撒迪厄斯则持坚决反对的态度。即使弗里曼和克劳泽检测贝尔（CHSH）不等式的实验做出来以后，撒迪厄斯仍旧没有改变看法，直接称其工作为垃圾（junk）。
虽然克劳泽研究的是量子力学的基本问题，但是他当初学习量子力学可并非一帆风顺[1]。在哥伦比亚大学物理系，有几门主课，研究生至少拿到B才能通过，其中一门就是高等量子力学。克劳泽先是跟范伯格（Gerry Feinberg）学了一学期的量子力学，结果得了个C。第二次，换了授课老师后，克劳泽依旧得了个C。无奈之下，他只好再学了第三遍才通过。
后来克劳泽听说自己的师爷汤斯当年学习量子力学也重修了两遍，立马就释然了。
在克劳泽心目中[1]，对他影响最大的人是他的父亲（冯∙卡门的学生，钱学森的师兄）、撒迪厄斯，还有汤斯。他与后两者的结缘归根到底源自天文。与此同时，他还和一众牛人有各式交集，真是始料未及。好了，花絮和八卦就此打住，对于天文领域未来的诺贝尔奖，咱们翘首以待。