英杰
薩拉馬尼安·錢德拉塞卡(1910-1995),印度裔美國籍物理學(xué)家和天體物理學(xué)家,因?yàn)閷阈墙Y(jié)構(gòu)及其演化過程的理論研究,特別是對白矮星結(jié)構(gòu)和變化的精確預(yù)言,而獲得1983年的諾貝爾物理學(xué)獎.
才華出眾
1910年10月19日,錢德拉塞卡生于巴基斯坦的拉合爾市,當(dāng)時該市是英國統(tǒng)治下的印度的領(lǐng)地.他的父親是一位著名的會計師,收入豐厚.錢德拉塞卡在學(xué)校里有著神童的美譽(yù),學(xué)習(xí)成績非常好,尤其是數(shù)學(xué).雖然錢德拉塞卡非常聰明,但他學(xué)習(xí)卻非常努力,因?yàn)橹R本身對他產(chǎn)生了巨大的吸引力.由于他學(xué)習(xí)的時間太長,他的父親經(jīng)常勸他出去走走,以免累壞了身體.有時候他實(shí)在躲不了,就走出家門,到鄰居家學(xué)上幾個小時再回來.他早年的興趣在數(shù)學(xué)方面,但父親希望他去學(xué)習(xí)物理學(xué),后來他聽從了父親的建議.
錢德拉塞卡和另一個獲得1930年度諾貝爾獎的物理學(xué)家拉曼有親戚關(guān)系,但拉曼對他們家不太友好.錢德拉塞卡的母親受到了拉曼的歧視,因此她希望兒子將來不要依靠拉曼,而是自己去發(fā)展,最好能爭一口氣,超過拉曼.因此錢德拉塞卡雖然也把拉曼當(dāng)成自己的榜樣,但他卻盡量遠(yuǎn)離拉曼,不愿靠近他.
錢德拉塞卡在18歲的時候就寫了兩篇有關(guān)物理學(xué)的論文,獲得劍橋大學(xué)福勒教授的贊賞,第二篇被推薦發(fā)表在《哲學(xué)雜志》上.他的才華是如此出眾,因此獲得了政府的專門獎學(xué)金,資助他去英國深造.1930年,剛剛19歲就已經(jīng)大學(xué)畢業(yè)的錢德拉塞卡,獨(dú)自踏上了去英國的航程.
重大發(fā)現(xiàn)
錢德拉塞卡早年的興趣在天體物理學(xué)方面.在去英國的航程中,他待在船艙里獨(dú)自思考白矮星的問題.當(dāng)時,天體物理學(xué)家們認(rèn)為,白矮星是一切恒星演化過程的最終階段,但是錢德拉塞卡利用計算表明,當(dāng)恒星質(zhì)量超過某一上限時,它的最終歸宿不會是白矮星.在那10多天漫長的航程中,他初步計算出這個上限為太陽質(zhì)量的1.4倍.后來這一成果被命名為錢德拉塞卡極限,他就是憑著這方面的成就而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎.這種理論也為以后黑洞理論的出現(xiàn)打開了大門.
來到英國后,錢德拉塞卡進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院學(xué)習(xí)理論物理,成為了福勒的研究生,1933年獲得博士學(xué)位.在劍橋的三年中,錢德拉塞卡取得了一系列的研究成果,發(fā)表了很多學(xué)術(shù)論文.因?yàn)樵诤芏痰臅r間內(nèi)就取得了如此大的成就,1933年10月他被聘為劍橋大學(xué)三一學(xué)院的研究員,這個職位一般人是得不到的.
錢德拉塞卡曾經(jīng)把白矮星質(zhì)量上限的問題告訴過福勒,但福勒并不贊同.錢德拉塞卡在應(yīng)邀到蘇聯(lián)訪問時,又拿這個問題請教蘇聯(lián)同行,蘇聯(lián)人鼓勵他繼續(xù)研究下去.在劍橋,愛丁頓也鼓勵他再對這個問題進(jìn)行更嚴(yán)密的思考和論證.經(jīng)過一段長期的思考和計算以后,錢德拉塞卡逐步完善了關(guān)于白矮星的理論.1935年在皇家天文學(xué)會的會議上,他把自己的發(fā)現(xiàn)公之于眾.
成績被否定
本來,錢德拉塞卡在有了這么重大的發(fā)現(xiàn)后應(yīng)該是功成名就了,但他卻太不幸了,他的理論遭到了無情的否定.
愛丁頓把他的理論狠狠地批了一通,他指責(zé)錢德拉塞卡犯了嚴(yán)重的常識錯誤.因?yàn)榘凑斟X德拉塞卡的理論,超過太陽質(zhì)量1.4倍的恒星如果繼續(xù)坍縮下去的話,那么最終將會形成一個點(diǎn),密度無限大,這是違背自然規(guī)律的;他認(rèn)為應(yīng)該有一條自然定律阻止恒星形成這種結(jié)果.這完全是從感情上出發(fā)作出的否定,而沒有任何科學(xué)的依據(jù),但愛丁頓是當(dāng)時的權(quán)威,威望很高,他的觀點(diǎn)沒有人敢反對.
事情的發(fā)展真的太突然了,當(dāng)錢德拉塞卡滿懷信心地準(zhǔn)備接受大家的贊賞時,迎來的卻是狂風(fēng)驟雨.愛丁頓是他非常敬重的前輩,但他現(xiàn)在卻如此嚴(yán)厲地批評了他,大會主持人甚至沒有再給他一個申辯的機(jī)會.他感覺就像世界末日到來了一樣,怎么也無法接受這種結(jié)局.
雖然很多著名的科學(xué)家都認(rèn)為錢德拉塞卡的研究結(jié)果是有道理的,但卻沒有人站出來替他說句話.當(dāng)時錢德拉塞卡的觀念確實(shí)是太超前了,后來愛因斯坦也認(rèn)為恒星的體積不能收縮為零.
錢德拉塞卡與愛丁頓的爭論持續(xù)了好多年,雙方始終無法達(dá)成一致.愛丁頓十分頑固,他再也沒有去仔細(xì)審視這種觀點(diǎn)的合理性,而是一直堅(jiān)決反對.因?yàn)檫@種爭論,錢德拉塞卡已無法在劍橋再待下去,只好去了美國.
逆流前行
1936年來到美國芝加哥大學(xué)后,錢德拉塞卡把自己的這種理論寫進(jìn)《恒星結(jié)構(gòu)研究導(dǎo)論》中,然后就不再管它了.幾年后他在給父親的信中這樣寫道:“我發(fā)覺自己同天文學(xué)的領(lǐng)袖人物處于一場爭論之中,我的研究工作完全受到天文學(xué)界的懷疑……我真的認(rèn)為反復(fù)講已做過的某些事是無效果的……如果我是對的話,那么它終究會被人知道是對的.”
這件事對錢德拉塞卡的影響是如此巨大,剛剛出道就遭到了無情的否定,科學(xué)聲譽(yù)一落千丈,他確實(shí)很難接受.但他默默地接受了這一切,不再去抗?fàn)?,而是繼續(xù)從事自己的研究.后來這也成了他的一種風(fēng)格,他在某一領(lǐng)域作出成果后,就轉(zhuǎn)向另一個新領(lǐng)域.在以后的研究生涯中,他先后參與的領(lǐng)域包括:恒星動力學(xué)、恒星大氣、廣義相對論的應(yīng)用以及黑洞的數(shù)學(xué)理論.他在每一個領(lǐng)域都作出了成績,但都不作停留,又轉(zhuǎn)向下一個課題.研究對他來說成為了愛好,他把榮譽(yù)和成就全拋到腦后了.
錢德拉塞卡在美國芝加哥大學(xué),除教學(xué)工作之外還負(fù)責(zé)編輯芝加哥天文物理雜志.憑著他的努力,他把這份刊物從校刊辦成了重量級的刊物,眾多天文物理學(xué)家都把能在這份刊物上發(fā)表文章作為證明自己價值的標(biāo)志.而他為這份刊物花費(fèi)了19年的心血,才有了今天的局面.同時他在教學(xué)上也勤勤懇懇,培養(yǎng)出了50多名博士生,李政道和楊振寧也曾是他的學(xué)生.
不計前嫌
大約30年后,他在白矮星方面的成果在長期的觀察中得到了驗(yàn)證,這種理論終于得到了天體物理學(xué)家們的公認(rèn).但他似乎也沒有感到過多的欣喜,他知道自己是對的,不需要別人來承認(rèn).又過了20年后,他憑這項(xiàng)成果獲得了諾貝爾物理學(xué)獎.1983年,當(dāng)他接過諾貝爾獎杯時,已經(jīng)70多歲了,已經(jīng)是兩鬢斑白的垂暮老者.如果沒有愛丁頓的堅(jiān)決反對,也許他早就應(yīng)該獲得今天的榮耀了.
白矮星是一種亮度低、密度高、溫度高的恒星.因?yàn)樗尸F(xiàn)出白色.而且體積較小,所以被命名為白矮星.白矮星是恒星演化到末期的產(chǎn)物.晚期的恒星由于能量耗盡無法再對抗中心強(qiáng)大的引力,因此所有物質(zhì)都向內(nèi)收縮.星體的密度就會變得非常大,直到達(dá)到一種平衡,從而形成白矮星.
錢德拉塞卡極限指白矮星的最高質(zhì)量,是太陽質(zhì)量的1.44倍.因?yàn)檫@個極限是由錢德拉塞卡計算出來的,所以稱為錢德拉塞卡極限.恒星在演化的晚期,質(zhì)量低于這個極限時就可以形成穩(wěn)定存在的白矮星;如果大于這個極限就會一直坍縮成密度更高的天體:中子星或黑洞.
從前他對愛丁頓肯定是心存不滿的,但現(xiàn)在他卻不這樣認(rèn)為了.他認(rèn)為,如果愛丁頓沒有反對,那么他確實(shí)是功成名就了,但自己當(dāng)時是如此年輕,也許就會在成績面前止步不前了,至少不會再像以前那么努力了.愛丁頓的反對是對他的考驗(yàn),他經(jīng)受住了考驗(yàn),繼續(xù)前行,才有了以后的發(fā)現(xiàn).他也同樣認(rèn)為,那些獲得巨大成功的人產(chǎn)生了一種傲慢的態(tài)度,認(rèn)為自己看問題的態(tài)度肯定是正確的,因此才會犯那么嚴(yán)重的錯誤,而他永遠(yuǎn)都不會這樣.
1944年愛丁頓逝世的時候,錢德拉塞卡在發(fā)表的訃告演說中,依然給予他很高的評價,把愛丁頓譽(yù)為那個時代僅次于施瓦西的最偉大的天文學(xué)家.在那個時候,錢德拉塞卡已經(jīng)不再怨恨愛丁頓了.
錢德拉塞卡來到美國后就長期在美國定居,隨著研究成果的出現(xiàn)獲得了一系列榮譽(yù).1995年8月21日,錢德拉塞卡在美國芝加哥去世,全世界的天文物理學(xué)家們都對他的逝世表示哀悼.