| 查看: 195 | 回复: 0 | |||
| 当前主题已经存档。 | |||
xirainbow木虫 (正式写手)
|
[交流]
【趣闻】黑洞的故事3zz
|
||
|
31 第十章 那是在1937 年的时候,作为苏联理论物理的领袖,朗道觉得斯大 林的清洗正一步步逼近,公众的注意,或许能够让他得到保护。朗道亟 需一个能在东西方科学界都掀起波澜的想法，他最后的选择，就是中 子星（朗道称之为中子核，是在恒星内部的中子星，为恒星提供能源） 朗道把稿件直接寄给玻尔，希望能够得到他的推荐让自己的文章 在《nature》（当时已经是最权威的了）上发表。因为当时严格的审查， 朗道只能用点春秋之笔，玻尔也是个聪明人，当天就回了信。当时苏 联党报之一《消息报》的编辑们良知未泯，他们连同玻尔的意见一起， 盛赞了朗道的成果，“。。。。。。尼尔斯.玻尔对这位苏联科学家的工作 给以极高的补充评价，说‘朗道的新思想是很杰出而大有希望的。’” 可惜政治从来都不拒绝疯狂，1938 年4 月28 日，一辆黑色的小 轿车停在朗道的楼下，未婚妻无助的看着克格勃的身边，爱人那憔悴 的身影，和漆黑监狱里未知的命运。 不过朗道比大多数苏联科学家要幸运，他一年后就被释放了，原 32 因是苏联最著名的实验物理学家皮卡查发现了超流，他直接告诉斯大 林，除了朗道，没人能解释。皮卡查是对的，苏联也因此得到了一个 莫大的荣誉——诺贝尔奖。 朗道的文章是大多数物理学家必读的，奥本海默也不例外。在他 看来，茨危基是在科幻，而朗道的提议则需要认真对待。对了，顺便 说说奥本海默吧。 奥本海默刚到Caltech 的时候是个糟糕的老师，你差不多可以把 一切有此含义的形容词放在他身上，据说他的头一节课很有特点，论 证有力，言简意赅，见解高妙。课讲完了，人也都走了，托尔曼（我 在前面提到过）对他说：“好的，罗伯特，讲的太好了，但我一个该 死的词都没听懂。” 不过奥本海默终究是个天生的领导者，他的课很快就成为最受欢 迎的，甚至不得不劝学生别来听第四遍，也正是因为他，一些原本要 去哥本哈根，去卡文迪许的博士后们，最终选择了加州理工。他的这 份天才，在日后研究原子弹时举足轻重，甚至费曼也乐于接受他的领 导（虽然恶作剧是免不了的）。 33 奥本海默是个嗅觉极其灵敏的理论家，他很快就注意到中子星极 大质量的问题。然后历史在这里重演：奥本海默的博士后沃尔克夫像 钱德拉塞卡一样，把大部分时间花在计算器的键盘上，他也用数值计 算的方法得到中子星的质量上限，大概是1.5 到3 个太阳质量，不同 的是，奥本海默的指导让他事半功倍，而爱丁顿则讳莫如深；并且他 用的计算器，名字叫马尔琴特。 这个结果又一次让人失望，看来我们还是没有找出恒星所有可能 的归宿。白矮星，中子星都不够用，我们很难相信那些几十个太阳质 量的恒星会乖乖的脱去外衣，剩下一个和太阳差不多重的核等待死 亡。人们仍然期待着另一个新的思想，尽管答案早就在1915 年提出。 战争，耗尽了全世界理论物理学家的精力，直到50 年代，两个 人从各自国家的氢弹研究中功成名就，重新找到奥本海默的脚印，真 理才继续向我们接近。这两个人是天体物理的波尔式人物：惠勒，还 有泽尔多维奇。 34 第十一章 惠勒1933 年的时候博士毕业，那时候大多数人都会选择去跟随 奥本海默作PD，但是惠勒觉得两个人个性不同，所以找了一个没多 大名气纽约大学的老板。显然这个牛人是不可能在那里安分的，他跑 来跑去，最后到了普林斯顿。在那里，和来访的玻尔一起发展了核裂 变的理论，只是他们未曾想到，天真的物理学家们天真的好奇心，最 后成为屠杀人类的工具 。 1939 年9 月1 日，惠勒和玻尔的文章发表在Phy.Rev 上，相隔几 页的地方，是奥本海默和他的学生斯尼德的文章。也就在这一天，希 特勒的军队开进波兰，大战爆发。 物理学家们在战争中成为政客手中的棋子，这些我不愿多说 。 但还是忍不住提起些旧事，你可以看到，我们两位主角间不寻常的纠 葛。 奥本海默市曼哈顿计划的负责人，看到几十万人在原子弹下丧 生，他痛苦的说道：“如果原子弹一定要添加进战争国家或准备战争 35 国家的军火库，那么人类总会有诅咒洛斯阿拉莫斯（奥本海默的总部） 的一天。粗俗也罢，幽默也罢，夸张也罢，总之，物理学家已经认识 到犯罪了；而这时他们不能失去的良知。” 惠勒是当时反应堆工程的首席科学家，他的反应却不一样：“回 头来看（1939 年我和玻尔的研究），我感到很难过。我首先是以物理 学家的眼光来看核裂变的，其次才是以一个公民的眼光来看它，怎么 会这样呢？为什么我就没想到自己首先是一个公民，其次才是物理学 家呢？。。。。。。假如那转折的一天不是1945 年8 月6 日，而是1943 年8 月6 日，该会有多大不同啊！” 所以你可以理解奥本海默非常激烈地反对氢弹计划，不惜触怒权 贵。政客们举行了一次听证会，决定他对国家的忠诚。所有的物理学 家都支持奥本海默，除了泰勒——如果没有战争，和那些无事生非的 议员，他其实是一个不可多得的理论天才。 那天泰勒的证词可以在解密的原子能委员会纪录上看到：我相信 ——当然，这只是信仰问题，没有什么专业问题和背景——奥本海默 博士，凭他的性格，是不会故意也不会愿意做危害国家安全的事情的。 36 所以，如果你们的问题说的是一种倾向的话，我可以说，我找不到什 么理由说他不忠；如果问题是要凭他在1945 年以来的行为来作出明 智的判决，那么我可以说最好也不要肯定他的忠诚。 泰勒的话让几乎所有在场作证的物理学家惊呆，他在其后立即被 整个物理学界唾弃，郁郁终生。我所知道公开站出来为泰勒说话的有 两位，一个是惠勒，另一位是杨振宁。 跑题了，不好意思。 刚才提到在同一期Phy.Rev 上有奥本海默的文章，在那篇文章里 他和学生一起考察星体塌缩的过程。这实际上是需要90 年代的计算 机才能勉强做到的，但是奥本海默具有优秀理论家的素养，直觉告诉 他什么重要，什么不重要，他排除了旋转，形状，内部压力。。。。。。 结果令人吃惊，在远处的观察者看来，星体塌缩越来越慢，最后在临 界半径（史瓦西半径）处静止。而在星球表面的人看来，恒星加速的 通过史瓦西半径，直到被挤碎，最后变成零体积。其实，这就是我们 今天认识到的黑洞。 37 黑洞的研究在十几年后才重新开始，惠勒坚决不同意奥本海默的 看法，他的思想和爱丁顿差不多，不过更为无赖。他把爱丁顿所说的 那个自然律归结为量子引力，这是一个你可以做任何猜测都不会过分 的题目。 理论物理学家是这样一群人，他们在星期一三五研究引力，星期 二四六研究量子物理，然后星期天祈祷某个人，最好是他自己，把两 者统一起来，结束自己精神分裂的生活。 ——忘了是谁说的了 不过奥本海默的文章一发表就被放在朗道的“黄金名单”里， 能过入选这份名单，说明论文作者得到了20 世纪十大理论家之一的 首肯。朗道说：奥本海默一定是正确的，虽然人类理解起来还有些困 难。”（这还不是朗道最嚣张的一句话，他一直坚持爱因斯坦的智力是 2，其他物理学家智力是1，他自己是1.5） 因为朗道，苏联人很早就接受黑洞的存在，比西方早20 年。 38 第十二章 朗道之后，泽尔多维奇就成了苏联的惠勒。他也是个犹太人，没 上过大学，20 岁的时候自学到了博士学位。苏联研究原子弹计划的 时候，泽尔多维奇已经是颇有权威的物理学家，领导一个小组，而朗 道是他的手下。据说朗道对此人非常不屑，经常在背后骂老板：母狗， 泽尔多维奇。不过后者倒是一直把朗道当成尊敬的老师，虽然泽尔多 维奇从没听过朗道的课（想听朗道的课实在很难，要经过两三轮考试， 不过听过他课的学生基本上组成了苏联的理论物理学界） 泽尔多维奇在50 年代后期对原子弹失去了兴趣，开始转向天体 物理。他是个非常棒的领导者，知人善用，提拔了很多日后成为物理 大家的年轻人，像挪维科夫等。金兹堡（大家还记得金兹堡——朗道 方程吧）的评价是“泽尔多维奇点火，队员们加油”。在1961 年建立 的泽尔多维奇小组，到了1964 年，就已经是全世界最优秀的了。 像惠勒一样，泽尔多维奇很快就发现，研究氢弹的那一套东西可 以毫不费力的搬到他的新课题上。他们很快就利用计算机模拟了星体 塌缩的细节，考虑了在氢弹中一样重要的压力，核反应，激波，辐射 等效应。结果验证了他们的导师朗道的判断——奥本海默和斯尼德是 39 对的，塌缩产生黑洞，而且细节就像奥本海默二十年前猜测的那样离 奇。 而在不久前的某一天，惠勒急匆匆地赶到普里斯顿的一个相对论 讨论班，他在黑板上激动得画了一个又一个圈，“当恒星超过2 个太 阳质量的最大中子星质量时,塌缩会产生黑洞。”，惠勒在洛斯阿拉莫 斯（就是奥本海默预言中会被诅咒的地方）的朋友用计算机模拟验证 了这一点。 于是惠勒立刻成为了最坚定的黑洞拥护者。关于他承认错误之 快，有史为证。 惠勒有个学生，就是近代物理学上唯一一个美国本土的可以让美 国自豪的理论物理学家费因曼。有一阵两人从事一个关于量子电动力 学里的推迟势问题。做了几个月以后，觉得差不多可以交账。恰好这 时有个国际会议，两人就商定把这个工作拿上去宣读，并且分配费因 曼讲上半部分，惠勒讲下半部分。等到会议进行中间大家休息吃茶点 时，泡利走过来和费因曼打了个招呼，费因曼那么大咧咧的人也紧张 的够呛。泡利就问费因曼最近在做什么工作，会议准备讲什么报告。 40 费因曼据实回答了他和惠勒要讲的课题以及怎么分配要宣讲的内容。 泡利思索了片刻，神秘一笑，冲费因曼耳朵小声说了句：“你放心， 惠勒教授不会做他那部分报告的。”果然，惠勒最终也没有做那个部 分报告，因为那是错的。 鉴于泡利没有对黑洞发表过很重要的看法，不再讲这位传奇人物 了，但是泡利绝对是物理学独一无二的法官，现在的理论家没有这样 一位试金石式的同僚，实在是件很不幸的事，还是忍不住提两件事， 泡利还在当学生的时侯有一次参加会议，爱因斯坦刚演讲完，泡利举 手，然后站起来说：我认为爱因斯坦不完全是愚蠢的。这是他的第一 个名言。泡利在哥本哈根也是唯一一个敢打断玻尔讲话的，并且毫不 客气的指出其错误的人，对于其他人的尖刻就更不用说了。他也有被 人打击的时候，据说（不太确定）说有一次泡利和狄拉克聊天，泡利 说牛顿是500 年出一位的人物，爱因斯坦是100 年出一次，然后问迪 拉克,那我们应该是多久出一次？迪拉克诚惶诚恐地回答，老弟，我 们说的可是牛顿和爱因斯坦。 1963 年，类星体被发现（就是很象星星，其实是很大很远的星 系，星云），为此举行了一次国际会议。惠勒在会上发表了关于星体 塌缩的长篇演讲，他非常热情的讲了一遍奥本海默和斯尼德1939 年 41 的文章，然而此时的奥本海默，已经在政治的风浪中疲惫不堪，不再 关心物理学了。林欲静而风不止，什么时候物理学家们才能无忧无虑 的只为了人类心智的荣耀而活着呢？ 惠勒演讲的时候，不断地寻找着昔日导师的身影，他本想借此机 会向奥本海默致歉，但在他上台的那一刻，阿本海默起身离开。当他 在台上盛赞老师的卓识远见时，奥本海默正坐在走廊的长椅上和朋友 聊别的事情。惠勒三十年后回忆起那一幕，说起来还很难过，两眼满 是悲伤。 42 第十三章 物理学需要大众的眼球，需要宣传，这是个无可奈何的事实。大 公司不会资助一个听起来似乎没有任何意义的题目，例如：低能有效 拉氏量（对不起了qq)。没人关心，就没有钱，但物理学家是需要钱 和尊敬的。因此我们首先需要一个好名字，超弦是个好例子，听起来 就很拉风，比如由普林斯顿的弦乐四重奏啦，还有俺这个pp 的id 和 昵称啦等等；然后我们需要形象代言人，比如霍金，再比如Witten， 美国新闻周刊评出美国在世的50 位最有影响的人物，Witten 紧随麦 当娜。（不过Hawking,Witten 是很不一样的，Hawking 是个公关高手， 而Witten 其实是个很腼腆内向的人，只不过他实在是太牛了，几乎 和牛顿一样牛。关于他的介绍，偶老板写过一片三言两语说Witten 的文章，好像科学版有，忘了） 60 年代初，我们的主角有两个名字，苏联人叫它冷冻星，西方 人称为塌缩星，一静一动，倒是挺贴切。不过这种名字太学究气，完 全不利于科学研究与文明宣传的结合，惠勒是很早认识到这一点的 人。 据说惠勒如果躺在浴缸里很长时间那就是在酝酿给什么东西改 43 改名字，他对于自己的新命名极端的自信，根本不在乎别人是否接受， 想到了就用，就好像从来都没有别的名字。 1967 年，他先是在一个脉冲星会议上，然后在一个题为“我们 的宇宙，已知与未知”的演讲中坚持不懈地强调了他的新发明： “由于下落的越来越快，塌缩恒星的表面将越来越快地离开远 处的观察者。光向红端移动，一毫秒一毫秒的变暗，在不足一秒的时 间内，就暗得看不见了。。。。。。恒星像柴郡猫一样的消失，猫只留下 它的微笑，而恒星只留下它的引力。引力，是的，只有引力，没有光， 同样也没有出现任何粒子。而且，从外面看，光和粒子时一样的。。。。。 落下黑洞只是为它补充了质量，增强了引力。” 这个世界上第一次出现了黑洞这个词，不是平地惊雷，而是像 一片黄叶落地般自然。这就是惠勒的本事。 几个月内，新名字就被东西方的物理学家所接受，而且意料之 中的也被大众所接受，虽然他们并不知道这个简单的名字里，有多少 44 让人震惊的秘密！ 法语里黑洞是trou noir，比较lewd，所以被抵制了好多年。 说到法语，好像我们一直都没提到过欧洲，其实也就是在这个 时候，剑桥里有位名师希埃玛（这是位甘为人梯的老先生，自己并没 有成为教授），他的学生们陆陆续续的学成下山，在奔向烛光的蝴蝶 群中遥遥领先，让古老的三一学院再次成为圣地。 |
回复此楼» 猜你喜欢
三甲基碘化亚砜的氧化反应
已经有4人回复
-
请问下大家为什么这个铃木偶联几乎不反应呢
已经有5人回复
-
请问有评职称，把科研教学业绩算分排序的高校吗
已经有5人回复
-
孩子确诊有中度注意力缺陷
已经有12人回复
-
2025冷门绝学什么时候出结果
已经有3人回复
-
天津工业大学郑柳春团队欢迎化学化工、高分子化学或有机合成方向的博士生和硕士生加入
已经有4人回复
-
康复大学泰山学者周祺惠团队招收博士研究生
已经有6人回复
-
AI论文写作工具：是科研加速器还是学术作弊器？
已经有3人回复
-
论文投稿，期刊推荐
已经有4人回复
-
硕士和导师闹得不愉快
已经有13人回复
