第143章 印度诺贝尔奖获得者之四苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡

苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡（subrahanyan chandrasekhar，1910年10月19日—1995年8月21日），出生于印度旁遮普地区拉合尔，印度裔美国天体物理学家，诺贝尔物理学奖得奖者，美国国家科学院院士，美国艺术与科学院院士，英国皇家学会院士，印度国家科学院外籍院士，生前是芝加哥大学莫顿·d·赫尔杰出服务荣休教授 钱德拉塞卡的研究方向包括恒星结构、白矮星、恒星动力学、辐射转移、广义相对论和黑洞，他以在恒星演化领域的工作而闻名，提出了“钱德拉塞卡极限” 一、人物经历 1910年10月19日，苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡出生于英属印度旁遮普地区拉合尔（今属巴基斯坦），于1912年随父母搬到北方邦首都勒克瑙生活，1918年，随家人搬到马德拉斯（今金奈）生活。12岁之前，他一直在家接受教育。 1922年至1925年，在马德拉斯的印度高中（hdu higher school）就读。1925年，完成高中学业并进入了马德拉斯院长学院（presidency lle, adras）就读。父亲希望他学习物理学并在将来成为一名公务员。但钱德拉塞卡在阿诺德·索末菲的影响下，立志要成为一名科学家。 1930年6月，完成本科学业，获得物理学士学位。同年7月，凭借印度政府的奖学金进入剑桥大学深造，在拉尔夫·福勒指导下学习。期间，在丹麦哥本哈根理论物理学研究所进行了一年的研究，在尼尔斯·玻尔和马克斯·玻恩的指导下工作。 1933年，获得剑桥大学理论物理博士学位，同年10月成为三一学院院士。1936年，对美国哈佛大学进行了短暂访问，并获得了该校的助理研究员职位。1937年1月，因白矮星的结构问题与亚瑟·斯坦利·爱丁顿发生争论，钱德拉塞卡离开剑桥大学前往美国芝加哥大学就职，在叶凯士天文台担任助理研究员。 1938年，担任芝加哥大学助理教授，后于1942年升为副教授，1944年升至教授。，同年被选为印度国家科学院外籍院士。1966年，时任美国总统林登·约翰逊授予他国家科学奖章。 1983年，因有关恒星结构及其演化的重要物理过程的理论研究，获得诺贝尔物理学奖。 1985年，从芝加哥大学退休，保留莫顿·d·赫尔杰出服务荣休教授头衔（orton d hull distguished service profesr erit）。 1995年8月21日，因心脏衰竭在芝加哥去世，享年85岁。 二、主要科研成就 1930年，钱德拉塞卡在前往英国的途中重复了拉尔夫·福勒对于白矮星相关性质的计算，不同的是在计算中他考虑电子遵循的是爱因斯坦的狭义相对论，而不是牛顿定律。当时，恒星的白矮星阶段被认为是一切恒星演化过程的最终阶段，但是钱德拉寒卡的计算表明，当质量大于太阳质量的144倍，它的最终归宿将不会是白矮星。这个恒星质量极限，就是钱德拉塞卡极限（chandrasekhar liit）。1931年，他将相关文章发表在了美国《天体物理学报》杂志上。 钱德拉塞卡最知名的成就是钱德拉塞卡极限，他描述白矮星的质量限制是144倍的太阳质量，如果超过这个界限，恒星将塌缩成中子星、黑洞(在成为超新星之后)。钱德拉塞卡极限是由钱德拉塞卡于1930年所计算出来的，当时他正从印度前往英国的剑桥。 经过在剑桥的学习，钱德拉逐步完善了自己的发现，他认为爱丁顿为主的科学家支持的恒星理论存在明显的缺陷，因为它完全忽略了一个事实，即坍缩恒星内部的电子是以光速运动的；需要将爱因斯坦狭义相对论的纳入其中，这个理论才能完整解释恒星的诞生和死亡。 他在1935年的英国皇家天体物理学会（royal astrophysical ciety）会议上提出这个理论，却被亚瑟·斯坦利·爱丁顿说它是一个谬论，对钱德拉塞卡提到的两种简并，认为根本不存在相对论简并，当场把钱德拉塞卡的论文撕成两半。 那个时候，爱丁顿是科学界的伟人，他首次提出恒星的能量来源于核聚变，还发现了自然密实物体发光强度的极限，被命名为“爱丁顿极限”。相对论刚提出时，爱丁顿更是，再过几年他将写一本该领域的书籍留给后人。一旦该书出版后，他便离开了这一领域去探索其他领域的难题。恒星内部结构理论、恒星动力学、大气辐射转移、磁流体力学、广义相对论应用、黑洞的数学理论等，都有他深入的研究成果。 钱德拉塞卡撰写的8本书籍记录了他所研究的领域：《恒星结构研究导论》（1939年）总结了他对于白矮星以及其他类型恒星内部结构的研究工作；《恒星动力学原理》（1942年）描述了他对于星系以及星系团中恒星运动统计理论的高度原创性工作；《辐射转移》（1950年）给出了恒星大气中辐射转移的第一个准确理论；《流体力学和磁流体力学稳定性》（1961年）提供了包括恒星、吸积盘以及星系在内的各种天体随着不同辐射而变得不稳定的理论基础；《平衡椭球体》（1969年）解决了一个老问题，即在不可压缩、旋转的有质量液体中找到了引力场的平衡体。 此后，他详细研究了黑洞的准确数学描述以及它们同周围物质的相互作用，于1983年出版了《黑洞的数学理论》。该书也是他告别科学研究之作。该书出版后，钱德拉塞卡演讲并撰写了一本非技术主体的书籍，内容是关于莎士比亚、贝多芬以及雪莱作品的，同时还包含了艺术同科学之间的关系。这些针对公众的演讲被收集了起来，并以《真与美》为题于1987年出版。 他一生中写了约四百篇论文和诸多书籍。他兴趣广泛，年轻时曾学习德语，读遍自莎士比亚到托马斯·哈代的文学作品。 钱德拉塞卡退休后，他花了大量时间研读牛顿的《自然哲学的数学原理》，并在重复牛顿的每一个命题以及证明后，将牛顿的几何语言翻译成更为现代科学家所接受的代数语言。这也是钱德拉塞卡辞世前出版的最后一部书籍――《为普通读者所着的牛顿“原理”》。 三、人才培养 1、教授课程 钱德拉塞卡讲授的课程包括量子力学、电动力学和光学、相对论、稳定性问题和等离子体物理学。钱德拉塞卡在其教学生涯中，共指导了至少46名博士生。 2、开设研讨班 1947年，钱德拉塞卡着眼于后继人才的培养和储备，计划招收一批具有物理学天赋的青年学子，组建一个天体物理学高级研讨班，由他自己亲自授课、指导。招生工作结束后，前来登记的学生人数远远低于预期，只有两名20来岁的年轻人报名参加这个研讨班。他们就是杨振宁和李政道。 钱德拉塞卡是一位杰出的导师，钱德拉塞卡每周驱车250公里，从叶凯士天文台到芝加哥大学给只有两位学生的班级上课。1957年，诺贝尔物理学奖授予了这个班的两位学生杨振宁和李政道；1983年，钱德拉塞卡因对“有关恒星结构及其演化的重要物理过程的理论研究”也获得了诺贝尔物理学奖。这个班的老师和两位学生都获得了诺贝尔物理学奖。 四、个人生活 苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡的的父亲（chandrasekhara subrahanya ayyar）是印度会计暨审计部门的官员，曾任拉合尔西北铁路的副审计长。母亲（sita bakrishnan）是一位知识分子，并曾将亨利克·易卜生的剧作《玩偶之家》翻译成泰米尔语。钱德拉塞卡在家中七个孩子排行第三，是四个儿子中的长子。钱德拉塞卡的叔叔是钱德拉塞卡拉·文卡塔·拉曼也是诺贝尔物理学奖得奖者。 苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡于1936年9月在印度与比他小一岁拉丽莎（litha doraisway）结婚。他们在马德拉斯院长学院时就建立了联系。 苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡是一个素食主义者。他总是无瑕疵地穿着做工考究的西装，其颜色在秋冬季变化于深黑和深灰之间，而在春夏季则变化于浅灰和棕黄色之间。他爱好文学和音乐，是世界上唯一在方程式中使用哥特体字符的科学家。 五、人物影响 1、小行星命名 1970年9月24日，绕太阳运转的小行星1958被发现，为了纪念苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡，这颗小行星被命名为“1958 chandra”。 2、钱德拉x射线天文台 钱德拉x射线天文台（chandra x-ray observatory，缩写为cxo）是美国宇航局于1999年发射的一颗x射线天文卫星。原名为先进x射线天文设备（axaf），1998年为纪念苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡而更名。1999年7月23日，钱德拉x射线天文台由哥伦比亚号航天飞机搭载升空。 3、奖项命名 2014年，亚太物理学会为纪念苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡而设立了钱德拉塞卡奖，该奖项是该组织在等离子体物理领域的最高奖，颁发给在等离子体物理领域做出开创性的重大成果的科学家。 最后，苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡告诉我们，成功，总会带来傲慢的态度。这些成功过的人，总会以为科学给自己开了后门，并认为这绝对正确，不可置疑。但真理总会来临，并且永远会比权威科学家更强而有力。

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