人民网>>科技>>滚动

钱德拉塞卡:游走在完美与不完美之间

2013年09月28日01:13    来源:科技日报    手机看新闻
原标题:钱德拉塞卡:游走在完美与不完美之间

钱德拉塞卡是著名的印度裔美籍物理学家,一生兴趣广泛。

  文·张煌

  人物纪事〉〉〉

  1930年,在印度开往英格兰的客轮上,一位19岁的印度青年仰望星空,凝思不语,他正在思考一道天体物理学的命题,藉此打发漫长而枯燥的海上旅程。这位青年就是萨婆罗门扬·钱德拉塞卡。在这一年的7月,他刚刚获得了印度政府的奖学金,前往英国剑桥大学深造。也正是在这一年,他的叔叔喇曼,因为光散射方面的研究工作和喇曼效应的发现,成为印度第一位诺贝尔物理学奖得主。

  钱德拉塞卡在旅途中思考的问题,正是恒星的结构和演化问题。当时,英国理论物理学家福勒借助费米-狄拉克量子统计法,以电子简并态来解释白矮星内部的物理机制。福勒的解释得到了当时天体物理学界的公认,爱丁顿等天文学家甚至认为,与白矮星相关的问题已经全部解决了。作为晚辈后学,钱德拉塞卡最初并未对福勒的解释提出质疑,只是从理论简单性和完备性的审美角度,试图将因相对论所引起的变化加入到福勒理论中。钱德拉塞卡努力完成了计算,期望求出福勒理论的一个简洁的、相对论性推广。然而,令他大为惊奇的是,他碰到了截然不同的情况。钱德拉塞卡经过缜密的推衍和计算后发现,所有能够演化成白矮星的恒星,其质量存在一个极限( 即钱德拉塞卡极限),假若一颗恒星的质量超过这一极限值,按照福勒的理论导出这颗恒星具有物理上无意义的负半径,也就不可能最终演化成白矮星。经过几年的艰苦工作,钱德拉塞卡颠覆了原有的恒星演化理论,提出只有质量小于1.45个太阳质量的白矮星,才可能与挤压它的引力相抗衡,否则不相容原理造成的电子简并力就不能抗衡引力。这意味着没有哪颗白矮星的质量可以超过1.45个太阳的极限质量。钱德拉塞卡对于科学美的追求,是促成他对白矮星内部结构进行深入探索的直接动因。钱德拉塞卡在以美启真的科学探索中,不自觉地完成了二十世纪天体物理学领域最为重要的一项发现。

  当然,这一段以美启真的科学旅程,并不意味着钱德拉塞卡的科研生涯将是一片坦途。1935年1月11日,钱德拉塞卡受皇家天文学会之邀,在例行会议上介绍了他对恒星演化理论的相对论性简并研究的成果。对于这个演化理论的突破性结论,作为天体物理学领域权威的爱丁顿并未给予对年轻人应有的支持,相反,他以嘲弄的口吻质疑钱德拉塞卡的逻辑和计算,并以不相关的理由轻率地否定了他的结论。学术权威的无端指责和粗暴反对,迫使他不得不离开探索了近七年的恒星演化领域,转向新的研究领域,也冲淡了他对获取科学名誉和头衔的功利之心。他显现出一种受审美理念所支配的独特风格。不屈不挠地去攻占一个个确定的领域。一旦攻占了,又有能力完全离开它而到另一个领域,这也成为钱德拉塞卡科学追求的特点。

  在钱德拉塞卡看来,美存在于科学研究的每个领域,追求科学美是探索自然界基本原理的最优方法。他始终以审美者的姿态,将探寻美作为发现科学真理的不二法门。他赞同英国诗人济慈对真与美关系的阐释:想象力认为是美的东西必定是真的,无论它原先是否存在。他从美与艺术的角度,分析人类探求真理的方式,认为科学在艺术上不足的地方,正是科学上不完善的地方,并通过以美启真的研究路径,在多个研究领域做出了极具创新价值的工作。

  1983年,因为在恒星结构和演化领域的研究,钱德拉塞卡与另一位美国体物理学家威廉·艾尔弗雷德·福勒共同获诺贝尔物理学奖,面对这份迟到了半个世纪的奖励与承认,钱德拉塞卡在诺贝尔奖颁奖仪式上,细心描述了英国女作家伍尔芙所著《海浪》中的一个场景:“有一个正方形,有一个长方形。演员们拿起正方形并把它放在长方形之上。他们非常准确地把它放好;他们建造了一个完美的住处。留在外面的很少。现在建筑物可以看到了;未完成的部分在此已说明;我们不是那么多才多艺,也不是那么平庸无能;我们制作了长方形且把它们竖立在正方形之上。这是我们的胜利;这是我们的安慰。”在追寻真理光辉的道路上,钱德拉塞卡将自己看作伍尔芙笔下的演员们,以简约而有秩序的形式,在科学的庙堂中建造了一座完美的居所。尽管未完成的部分依然存在,人类以近乎完美的方式所获取的依然是对自然和宇宙并不完美的解读。但正如巴斯德所说:“直至我们很荣幸地想起已经为人类谋了些幸福和进步的时刻,就可以勇敢地说,我已经尽力而为。”

  钱德拉塞卡曾将探索真理的过程比作攀登一座很高但不是高不可攀的山峰。他并不奢望在一个天气晴朗无风的日子里去攀登珠穆朗玛峰并登上它的顶点,在宁静的空中,纵览那在雪中白得耀眼的一望无涯的喜马拉雅山脉。因为他深知,任何人都不可能看到自然界和宇宙的全部图景。但是,仅仅站在峡谷的底端等待着太阳越过干城章嘉峰,也未免太俗不可耐了。尽管科学探索的道路永无止境,他并不会因此而裹足不前。恰恰相反,由于他把探索的历程等同于在自然界和宇宙中追寻美的过程,沿着崎岖的山路前行,在不断变化的景致中追寻美的足迹,享受探索带给他的平静和内心的安宁,故而能够毕生保持旺盛的创造热情,成为科学崖壁上与美偕行的攀登者。

(来源:科技日报)


社区登录
用户名: 立即注册
密  码: 找回密码
  
  • 最新评论
  • 热门评论
查看全部留言

24小时排行 | 新闻频道留言热帖