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蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡
來源:互聯(lián)網(wǎng)

蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar,1910年10月19日——1995年8月21日),男,印度裔美國籍物理學(xué)家和天體物理學(xué)家。1933年至1937年,蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡任劍橋大學(xué)三一學(xué)院院士。錢德拉塞卡在1983年因在星體結(jié)構(gòu)和進(jìn)化的研究而與另一位美國天體物理學(xué)家威廉·福勒共同獲諾貝爾物理學(xué)獎。他也是另一個獲諾貝爾獎的物理學(xué)家拉曼的親戚。錢德拉塞卡從1937年開始在芝加哥大學(xué)任職,直到1995年去世為止。錢德拉塞卡在1944年被選為倫敦皇家自然知識促進(jìn)學(xué)會院士;1946年當(dāng)選美國藝術(shù)與科學(xué)院。他在1953年成為美國的公民。1966年他獲得國家科學(xué)獎?wù)?/a>。錢德拉塞卡興趣廣泛,年輕時曾學(xué)習(xí)過德語,并讀遍自莎士比亞托馬斯·哈代時代的各種文學(xué)作品。

人物生平

錢德拉塞卡于1910年出生在英屬印度旁遮普地區(qū)拉合爾(現(xiàn)在的巴基斯坦),在家中排名第3,父親為印度會計暨審計部門的高階官員。

錢德拉塞卡的父親也是一位技術(shù)嫻熟的卡納蒂克音樂(Carnatic 音樂)演奏者與一些音樂學(xué)著作的作者。他的母親則是一位知識份子,并曾將亨利克·易卜生的劇作《玩偶之家》翻譯成泰米爾語

錢德拉塞卡起初在家中學(xué)習(xí),后來則進(jìn)入金奈高中就讀(1922年至1925年間)。他在1925年至1930年進(jìn)入了清奈的院長學(xué)院(Presidency College),并獲得學(xué)士。錢德拉塞卡在1930年7月獲得印度政府的獎學(xué)金,于是前往英國劍橋大學(xué)深造。他后來進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院就讀,并成為勞夫·哈沃德·福勒(Ralph Howard Fowler)的學(xué)生。在保羅·狄拉克的建議下,錢德拉塞卡花費(fèi)一年的時間在哥本哈根進(jìn)行研究,并且認(rèn)識了尼爾斯·玻爾

錢德拉塞卡在1933年夏天獲得劍橋大學(xué)的博士學(xué)位,并且在當(dāng)年十月成為三一學(xué)院的研究員(1933年-1937年),他在這段時期認(rèn)識了天文學(xué)家亞瑟·埃丁頓愛德華·米爾恩(Edward Arthur Milne)。

錢德拉塞卡在1936年與Lalitha Doraiswamy結(jié)婚。

蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡,1930年畢業(yè)于印度馬德拉斯大學(xué),1933年獲得英國劍橋大學(xué)三一學(xué)院博士學(xué)位。

1930~1934年在英國劍橋大學(xué)三一學(xué)院學(xué)習(xí)理論物理。

1933~1937年在該校任教。

1937年1月返回芝加哥大學(xué),成為天文學(xué)家鄂圖·斯特魯維(Otto Struve)博士與羅伯特·哈欽斯的助理教授。他后來都沒有離開過芝加哥大學(xué),并在1952年成為天體物理學(xué)教授,并且在1985年退休。

他曾經(jīng)在威斯康辛洲威斯康辛灣的葉凱士天文臺進(jìn)行過一些研究,它隸屬于芝加哥大學(xué)。

第二次世界大戰(zhàn)期間,錢德拉塞卡在馬里蘭州亞伯丁試驗場(Aberdeen Proving Ground)的彈道學(xué)研究實驗室工作,進(jìn)行彈道學(xué)的研究,并完成一些報告,例如《On the decay of plane shock waves》與《The normal reflection of a blast wave》。

在1929年-1939年,錢德拉塞卡將研究目標(biāo)集中在恒星結(jié)構(gòu),其中也包括伴星的理論。后來在1939年-1943年間,他則繼續(xù)研究恒星動力學(xué)(Stellar dynamics)。1943年-1950年間,錢德拉塞卡集中研究輻射傳輸。他后來在1950年開始研究磁流體穩(wěn)定性與流體動力學(xué),直到1961年才告一段落。從1971年開始,他對于黑洞的數(shù)學(xué)理論進(jìn)行研究。在1980年代后期,他則以引力波碰撞為研究題材。

錢德拉塞卡在1952~1971年任美國《天體物理學(xué)雜志》主編。他在恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論、恒星和行星大氣的輻射轉(zhuǎn)移理論、星系動力學(xué)、等離子體天體物理學(xué)、宇宙磁流體力學(xué)和相對論天體物理學(xué)等方面都有重要貢獻(xiàn)。從1990年至1995年之間,他曾研讀艾薩克·牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,并在1995年出版了Newton's Principia for the Common Reader。

錢德拉塞卡也是國際科學(xué)學(xué)會(International Academy of Sciences)的榮譽(yù)會員。錢德拉塞卡在1995年因心力衰竭去世于芝加哥,他一生中寫了約四百篇論文。

1983年因在星體結(jié)構(gòu)和進(jìn)化的研究而獲諾貝爾物理學(xué)獎。他是另一個獲諾貝爾獎的物理學(xué)家拉曼的親戚。

他興趣廣泛,年青時曾學(xué)習(xí)德語,讀遍自莎士比亞托馬斯·哈代的文學(xué)作品。

1937年起錢德拉塞卡在芝加哥大學(xué)工作,1953年取得美國國籍。晚年他曾研讀艾薩克·牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,并寫了《Newton's Principia for the Common Reader》。此書出版后不久他便逝世了。

個人生活

蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡的的父親(Chandrasekhara Subrahmanya Ayyar)是印度會計暨審計部門的官員,曾任拉合爾芝加哥和西北運(yùn)輸公司的副審計長。母親(Sita Balakrishnan)一位知識分子,并曾將亨利克·易卜生的劇作《玩偶之家》翻譯成泰米爾語。錢德拉塞卡在家中七個孩子排行第三,是四個兒子中的長子。錢德拉塞卡的叔叔是錢德拉塞卡拉·拉曼諾貝爾物理學(xué)獎得獎?wù)?。

蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡于1936年9月在印度與比他小一歲拉麗莎(Lalitha Doraiswamy)結(jié)婚。他們在馬德拉斯大學(xué)院長學(xué)院時就建立了聯(lián)系。

蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡是一個素食主義者。他總是無瑕地穿著做工考究的西裝,其顏色在秋冬季變化于深黑和深灰之間,而在春夏季則變化于淺灰和棕黃色之間。他愛好文學(xué)和音樂,是世界上唯一在方程式中使用哥特體字符的科學(xué)家。

研究成果

錢德拉塞卡早期從事恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論的研究。他利用完全簡并的電子氣體的物態(tài)方程建立伴星模型,導(dǎo)出白矮星的質(zhì)量上限是太陽質(zhì)量的1.44倍。這就是著名的錢德拉塞卡極限。1939年,他出版《恒星結(jié)構(gòu)研究引論》一書,系統(tǒng)論述恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論。1950年出版《輻射轉(zhuǎn)移》一書,總結(jié)了他在恒星和行星大氣輻射轉(zhuǎn)移方面的主要工作。他處理了有偏振的輻射轉(zhuǎn)移問題,并用量子力學(xué)方法計算了作為中介光譜型恒星大氣不透明度源泉的負(fù)氫離子吸收系數(shù)(見負(fù)氫離子吸收)。1943年,他出版《恒星動力學(xué)原理》一書,運(yùn)用經(jīng)典力學(xué)討論星團(tuán)星系天體系統(tǒng)的動力學(xué)問題。六十年代,他出版《等離子體物理》和《流體動力學(xué)和磁流體力學(xué)的穩(wěn)定性》等專著,并從事相對論天體物理的研究。

主要成就

科研成就

1930年,錢德拉塞卡在前往英國的途中重復(fù)了拉爾夫·福勒對于伴星相關(guān)性質(zhì)的計算,不同的是在計算中他考慮電子遵循的是阿爾伯特·愛因斯坦狹義相對論而不是牛頓定律。當(dāng)時,恒星的白矮星階段被認(rèn)為是一切恒星演化過程的最終階段,但是錢德拉寒卡的計算表明,當(dāng)質(zhì)量大于太陽質(zhì)量的1.44倍,它的最終歸宿將不會是白矮星。這個恒星質(zhì)量極限,就是錢德拉塞卡極限(Chandrasekhar 極限)。1931年,他將相關(guān)文章發(fā)表在了美國天體物理學(xué)報》雜志上。

經(jīng)過在劍橋大學(xué)的學(xué)習(xí),錢德拉逐步完善了自己的發(fā)現(xiàn),他認(rèn)為亞瑟·埃丁頓為主的科學(xué)家支持的恒星理論存在明顯的缺陷,因為它完全忽略了一個事實,即縮恒星內(nèi)部的電子是以光速運(yùn)動的;需要將阿爾伯特·愛因斯坦狹義相對論的納入其中,這個理論才能完整解釋恒星的誕生和死亡。他在1935年的英國皇家天體物理學(xué)會(Royal Astrophysical Society)會議上提出這個理論,卻被亞瑟·斯坦利·愛丁頓說它是一個謬論,對錢德拉塞卡提到的兩種簡并,認(rèn)為根本不存在相對論簡并,當(dāng)場把錢德拉塞卡的論文撕成兩半。與亞瑟·埃丁頓的爭論持續(xù)了幾年后,沒有一個權(quán)威科學(xué)家愿意站出來支持錢德拉·謝卡爾。錢德拉塞卡從爭論中抽身,將在英國伴星研究和錢德拉塞卡極限總結(jié)成《恒星結(jié)構(gòu)研究導(dǎo)論》,1939年出版,之后就轉(zhuǎn)向了其他研究。

錢德拉塞卡在每個領(lǐng)域都會花上5年至10年時間進(jìn)行深入研究。他會用一年時間來掌握一個課題,再花費(fèi)幾年發(fā)表一些解決相關(guān)問題的文章,再過幾年他將寫一本該領(lǐng)域的書籍留給后人。一旦該書出版后,他便離開了這一領(lǐng)域去探索其他領(lǐng)域的難題。

錢德拉塞卡撰寫的8本書籍記錄了他所研究的領(lǐng)域:《恒星結(jié)構(gòu)研究導(dǎo)論》(1939年)總結(jié)了他對于伴星以及其他類型恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究工作;《恒星動力學(xué)原理》(1942年)描述了他對于星系以及星系團(tuán)中恒星運(yùn)動統(tǒng)計理論的高度原創(chuàng)性工作;《輻射轉(zhuǎn)移》(1950年)給出了恒星大氣中輻射轉(zhuǎn)移的第一個準(zhǔn)確理論;《流體力學(xué)和磁流體力學(xué)穩(wěn)定性》(1961年)提供了包括恒星、吸積盤以及星系在內(nèi)的各種天體隨著不同輻射而變得不穩(wěn)定的理論基礎(chǔ);《平衡橢球體》(1969年)解決了一個老問題,即在不可壓縮、旋轉(zhuǎn)的有質(zhì)量液體中找到了引力場的平衡體。

此后,他詳細(xì)研究了黑洞的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)描述以及它們同周圍物質(zhì)的相互作用,于1983年出版了《黑洞的數(shù)學(xué)理論》。該書也是他告別科學(xué)研究之作。該書出版后,錢德拉塞卡演講并撰寫了一本非技術(shù)主體的書籍,內(nèi)容是關(guān)于莎士比亞路德維希·范·貝多芬以及珀西·雪萊作品的,同時還包含了藝術(shù)同科學(xué)之間的關(guān)系。這些針對公眾的演講被收集了起來,并以《真與美》為題于1987年出版。

錢德拉塞卡退休后,他花了大量時間研讀艾薩克·牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,并在重復(fù)牛頓的每一個命題以及證明后,將牛頓的幾何語言翻譯成更為現(xiàn)代科學(xué)家所接受的代數(shù)語言。這也是錢德拉塞卡辭世前出版的最后一部書籍――《為普通讀者所著的牛頓“原理”》。

人才培養(yǎng)

錢德拉塞卡講授的課程包括量子力學(xué)、電動力學(xué)和光學(xué)、相對論、穩(wěn)定性問題和等離子體物理學(xué) 。

1947年,錢德拉塞卡著眼于后繼人才的培養(yǎng)和儲備,計劃招收一批具有物理學(xué)天賦的青年學(xué)子,組建一個天體物理學(xué)高級研討班,由他自己親自授課、指導(dǎo)。招生工作結(jié)束后,前來登記的學(xué)生人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期,只有兩名20來歲的年輕人報名參加這個研討班。他們就是楊振寧李政道。錢德拉塞卡每天都會開車數(shù)百公里到芝加哥大學(xué)他們授課。

錢德拉塞卡在其教學(xué)生涯中指導(dǎo)了至少46名博士生。數(shù)學(xué)譜系項目網(wǎng)站2023年12月數(shù)據(jù)提供了錢德拉塞卡培養(yǎng)的17名學(xué)生的信息,具體信息如下:

相關(guān)事件

錢德拉塞卡是個有點(diǎn)羞澀的印度青年。19歲那年,他因成績優(yōu)異獲得政府獎學(xué)金,只身乘船前往英國劍橋求學(xué)。在長達(dá)十幾天的漫長航行中,他奇跡般地初步計算出一個結(jié)果———在當(dāng)時,恒星伴星階段被認(rèn)為是一切恒星演化過程的最終階段。但是錢德拉塞卡的計算表明,當(dāng)恒星質(zhì)量超過某一上限時,它的最終歸宿將不會是白矮星。

經(jīng)過在劍橋大學(xué)的學(xué)習(xí),錢德拉塞卡逐步完善了自己的發(fā)現(xiàn)。在1935年皇家天文學(xué)會的會議上,這個24歲的青年終于得到宣讀自己論文的機(jī)會。

當(dāng)錢德拉塞卡在會上宣讀完自己的論文后,當(dāng)時天體物理學(xué)界的權(quán)威亞瑟·埃丁頓走上講臺。他當(dāng)眾把錢德拉塞卡的講稿撕成兩半,宣稱其理論全盤皆錯,原因是它得出了一個“非常古怪的結(jié)論”。聽眾頓時爆發(fā)出笑聲。會議主席甚至沒有給這位年輕人答辯的機(jī)會。

會議結(jié)束后,幾乎所有人都走到錢德拉塞卡跟前,說:“這太糟糕了,太糟糕了……”

與愛丁頓的爭論持續(xù)了幾年,沒有一個權(quán)威科學(xué)家愿意站出來支持錢德拉塞卡。最后,他終于明白應(yīng)該完全放棄這個研究課題。在1937年到了芝加哥大學(xué)以后不久,他把自己的理論寫進(jìn)了一本書里,然后不再去理會它。

后來錢德拉塞卡移居芝加哥成為艾默瑞特斯教授。有一次他往返200英里去為他的學(xué)生上課,可是由于暴風(fēng)雪,當(dāng)他趕到教室的時候發(fā)現(xiàn)只有2名學(xué)生在等待他的出現(xiàn)。這兩人正是于1957年獲得諾貝爾物理學(xué)獎李政道楊振寧

差不多30年后,這個后來被稱為“錢德拉塞卡極限”的發(fā)現(xiàn)得到了天體物理學(xué)界的公認(rèn)。然后又過了20年,錢德拉塞卡獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。1983年,當(dāng)他從瑞典國王手中接過諾貝爾獎?wù)?/a>時,已是兩鬢斑白的垂垂老者。

此時,回顧年輕時的挫折,錢德拉塞卡卻已有了不同的看法。“假定當(dāng)時亞瑟·埃丁頓同意自然界有黑洞……這種結(jié)局對天文學(xué)是有益處的。”他說,“但我不認(rèn)為對我個人有益。愛丁頓的贊美之詞將使我那時在科學(xué)界的地位有根本的改變……但我的確不知道,在那種誘惑的魔力面前我會怎么樣。”

的確,有多少年輕人在功成名就之后,還能長久保持青春活力呢?為何即使是詹姆斯·麥克斯韋阿爾伯特·愛因斯坦,也同樣未能始終如一。

錢德拉塞卡的結(jié)論是,這些成功的人“對大自然逐漸產(chǎn)生了一種傲慢的態(tài)度”。這些人以為自己有一種看待科學(xué)的特殊方法,并且這種方法一定是正確的。但實際上,“作為大自然基礎(chǔ)的各種真理,比最聰明的科學(xué)家更加強(qiáng)大和有力”。

代表作品

獲得榮譽(yù)

后世紀(jì)念

錢德拉X射線天文臺(Chandra X-ray Observatory,縮寫為嬰兒黑洞)是美國航空航天局于1999年發(fā)射的一顆X射線天文衛(wèi)星。原名為先進(jìn)X射線天文設(shè)備(AXAF),1998年為紀(jì)念蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡而更名。1999年7月23日,錢德拉X射線天文臺由哥倫比亞號航天飛機(jī)搭載升空 。

2014年,亞太物理學(xué)會為紀(jì)念蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡而設(shè)立了錢德拉塞卡獎,該獎項是該組織在等離子體物理領(lǐng)域的最高獎,頒發(fā)給在等離子體物理領(lǐng)域做出開創(chuàng)性的重大成果的科學(xué)家 。

人物評價

蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡是20世紀(jì)最重要的天體物理學(xué)家之一。他是最早將物理學(xué)研究與天文學(xué)研究結(jié)合起來的科學(xué)家之一。(Subrahmanyan Chandrasekhar was one of the foremost astrophysicists of the twentieth century. He was one of the first scientists to couple the study of physics with the study of astronomy.) (美國航空航天局評)

錢德拉是一流的天體物理學(xué)家,也是一個美麗而溫暖的人。(Chandra was a first-rate astrophysicist and a beautiful and warm human being.)(諾貝爾物理學(xué)獎得獎?wù)?a href="/hebeideji/5614782166919073417.html">貝特評)

阿爾伯特·愛因斯坦以來,錢德拉對宇宙的思考可能比我們?nèi)魏稳硕几钸h(yuǎn)。(Chandra probably thought longer and deeper about our universe than anyone since Einstein) (前倫敦皇家自然知識促進(jìn)學(xué)會主席馬丁·里斯評)

外部鏈接

參考資料 >

S. CHANDRASEKHAR.https://history.aip.org.2024-08-13

蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡.catalogues.2024-08-13

蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡.amacad.2024-08-13

錢德拉塞卡,S..《中國大百科全書》第三版網(wǎng)絡(luò)版.2024-08-13

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