第143章 印度諾貝爾獎獲得者之四蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡

蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡（SubrahmanyanChandrasekhar，1910年10月19日—1995年8月21日），出生於印度旁遮普地區拉合爾，印度裔美國天體物理學家，諾貝爾物理學獎得獎者，美國國家科學院院士，美國藝術與科學院院士，英國皇家學會院士，印度國家科學院外籍院士，生前是芝加哥大學莫頓·D·赫爾傑出服務榮休教授

錢德拉塞卡的研究方向包括恆星結構、白矮星、恆星動力學、輻射轉移、廣義相對論和黑洞，他以在恆星演化領域的工作而聞名，提出了“錢德拉塞卡極限”

一、人物經歷

1910年10月19日，蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡出生於英屬印度旁遮普地區拉合爾（今屬巴基斯坦），於1912年隨父母搬到北方邦首都勒克瑙生活，1918年，隨家人搬到馬德拉斯（今金奈）生活。12歲之前，他一直在家接受教育。

1922年至1925年，在馬德拉斯的印度高中（HinduHigherSchool）就讀。1925年，完成高中學業並進入了馬德拉斯院長學院（PresidencyCollege,Madras）就讀。父親希望他學習物理學並在將來成為一名公務員。但錢德拉塞卡在阿諾德·索末菲的影響下，立志要成為一名科學家。

1930年6月，完成本科學業，獲得物理學士學位。同年7月，憑藉印度政府的獎學金進入劍橋大學深造，在拉爾夫·福勒指導下學習。期間，在丹麥哥本哈根理論物理學研究所進行了一年的研究，在尼爾斯·玻爾和馬克斯·玻恩的指導下工作。

1933年，獲得劍橋大學理論物理博士學位，同年10月成為三一學院院士。1936年，對美國哈佛大學進行了短暫訪問，並獲得了該校的助理研究員職位。1937年1月，因白矮星的結構問題與亞瑟·斯坦利·愛丁頓發生爭論，錢德拉塞卡離開劍橋大學前往美國芝加哥大學就職，在葉凱士天文台擔任助理研究員。

1938年，擔任芝加哥大學助理教授，後於1942年升為副教授，1944年升至教授。第二次世界大戰期間，在馬利蘭州阿伯丁試驗場的彈道研究實驗室（BallisticResearchLaboratory）工作，同時他拒絕了“曼哈頓計劃”的邀請。

1944年，被選為英國皇家學會院士。1946年，當選美國藝術與科學院院士。1947年，被任命芝加哥大學理論天體物理學傑出服務教授，於1952年擔任任莫頓·D·赫爾理論天體物理學傑出服務教授（MortonD.HullDistinguishedServiceProfessorofTheoreticalAstrophysics）直至退休。

1953年，加入美國國籍。1955年，當選美國國家科學院院士。1962年，英國女王伊麗莎白女王授予他英國皇家學會皇家獎章，同年被選為印度國家科學院外籍院士。1966年，時任美國總統林登·約翰遜授予他國家科學獎章。

1983年，因有關恆星結構及其演化的重要物理過程的理論研究，獲得諾貝爾物理學獎。

1985年，從芝加哥大學退休，保留莫頓·D·赫爾傑出服務榮休教授頭銜（MortonD.HullDistinguishedServiceProfessorEmeritus）。

1995年8月21日，因心臟衰竭在芝加哥去世，享年85歲。

二、主要科研成就

1930年，錢德拉塞卡在前往英國的途中重複了拉爾夫·福勒對於白矮星相關性質的計算，不同的是在計算中他考慮電子遵循的是愛因斯坦的狹義相對論，而不是牛頓定律。當時，恆星的白矮星階段被認為是一切恆星演化過程的最終階段，但是錢德拉寒卡的計算表明，當質量大於太陽質量的1.44倍，它的最終歸宿將不會是白矮星。這個恆星質量極限，就是錢德拉塞卡極限（ChandrasekharLimit）。1931年，他將相關文章發表在了美國《天體物理學報》雜誌上。

錢德拉塞卡最知名的成就是錢德拉塞卡極限，他描述白矮星的質量限制是1.44倍的太陽質量，如果超過這個界限，恆星將塌縮成中子星、黑洞(在成為超新星之後)。錢德拉塞卡極限是由錢德拉塞卡於1930年所計算出來的，當時他正從印度前往英國的劍橋。

經過在劍橋的學習，錢德拉逐步完善了自己的發現，他認為愛丁頓為主的科學家支持的恆星理論存在明顯的缺陷，因為它完全忽略了一個事實，即坍縮恆星內部的電子是以光速運動的；需要將愛因斯坦狹義相對論的納入其中，這個理論才能完整解釋恆星的誕生和死亡。

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他在1935年的英國皇家天體物理學會（RoyalAstrophysicalSociety）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併，認為根本不存在相對論簡併，當場把錢德拉塞卡的論文撕成兩半。

那個時候，愛丁頓是科學界的偉人，他首次提出恆星的能量來源於核聚變，還發現了自然密實物體發光強度的極限，被命名為“愛丁頓極限”。相對論剛提出時，愛丁頓更是第一位理解愛因斯坦的物理學家。此外，他還帶領觀測隊，通過觀察日全食時太陽周圍星體的位置，證實了愛因斯坦的預言，是相對論最有力的推廣者。愛丁頓是錢德拉塞卡的老師，關於錢德拉塞卡的研究他可以說是知根知底。為了幫助他，愛丁頓還把自己的手搖計算機借給錢德拉塞卡，時不時前來探訪，看他白矮星的計算進行到什麼程度。愛丁頓剛開始還很平和地說著白矮星的研究歷史，但說到道錢德拉塞卡的推論時卻把它批得一文不值。

錢德拉塞卡雖然沮喪，但他事後還是向大人物愛丁頓發起持續多年的挑戰。與愛丁頓的爭論持續了幾年後，沒有一個權威科學家願意站出來支持錢德拉。被愛丁頓公開抨擊多次，他幾乎無法在英國覓得一職，最後只好來到美國芝加哥大學另尋出路。

錢德拉塞卡從爭論中抽身，將在英國的白矮星研究和錢德拉塞卡極限總結成《恆星結構研究導論》，1939年出版，之後就轉向了其他研究。

錢德拉塞卡在每個領域都會花上5年至10年時間進行深入研究。他會用一年時間來掌握一個課題，再花費幾年發表一些解決相關問題的文章，再過幾年他將寫一本該領域的書籍留給後人。一旦該書出版后，他便離開了這一領域去探索其他領域的難題。恆星內部結構理論、恆星動力學、大氣輻射轉移、磁流體力學、廣義相對論應用、黑洞的數學理論等，都有他深入的研究成果。

錢德拉塞卡撰寫的8本書籍記錄了他所研究的領域：《恆星結構研究導論》（1939年）總結了他對於白矮星以及其他類型恆星內部結構的研究工作；《恆星動力學原理》（1942年）描述了他對於星系以及星系團中恆星運動統計理論的高度原創性工作；《輻射轉移》（1950年）給出了恆星大氣中輻射轉移的第一個準確理論；《流體力學和磁流體力學穩定性》（1961年）提供了包括恆星、吸積盤以及星系在內的各種天體隨着不同輻射而變得不穩定的理論基礎；《平衡橢球體》（1969年）解決了一個老問題，即在不可壓縮、旋轉的有質量液體中找到了引力場的平衡體。

此後，他詳細研究了黑洞的準確數學描述以及它們同周圍物質的相互作用，於1983年出版了《黑洞的數學理論》。該書也是他告別科學研究之作。該書出版后，錢德拉塞卡演講並撰寫了一本非技術主體的書籍，內容是關於莎士比亞、貝多芬以及雪萊作品的，同時還包含了藝術同科學之間的關係。這些針對公眾的演講被收集了起來，並以《真與美》為題於1987年出版。

他一生中寫了約四百篇論文和諸多書籍。他興趣廣泛，年輕時曾學習德語，讀遍自莎士比亞到托馬斯·哈代的文學作品。

錢德拉塞卡退休后，他花了大量時間研讀牛頓的《自然哲學的數學原理》，並在重複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代科學家所接受的代數語言。這也是錢德拉塞卡辭世前出版的最後一部書籍――《為普通讀者所着的牛頓“原理”》。

三、人才培養

1、教授課程

錢德拉塞卡講授的課程包括量子力學、電動力學和光學、相對論、穩定性問題和等離子體物理學。錢德拉塞卡在其教學生涯中，共指導了至少46名博士生。

2、開設研討班

1947年，錢德拉塞卡着眼於後繼人才的培養和儲備，計劃招收一批具有物理學天賦的青年學子，組建一個天體物理學高級研討班，由他自己親自授課、指導。招生工作結束后，前來登記的學生人數遠遠低於預期，只有兩名20來歲的年輕人報名參加這個研討班。他們就是楊振寧和李政道。

錢德拉塞卡是一位傑出的導師，錢德拉塞卡每周驅車250公里，從葉凱士天文台到芝加哥大學給只有兩位學生的班級上課。1957年，諾貝爾物理學獎授予了這個班的兩位學生楊振寧和李政道；1983年，錢德拉塞卡因對“有關恆星結構及其演化的重要物理過程的理論研究”也獲得了諾貝爾物理學獎。這個班的老師和兩位學生都獲得了諾貝爾物理學獎。

四、個人生活

蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡的的父親（ChandrasekharaSubrahmanyaAyyar）是印度會計暨審計部門的官員，曾任拉合爾西北鐵路的副審計長。母親（SitaBalakrishnan）是一位知識分子，並曾將亨利克·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·文卡塔·拉曼也是諾貝爾物理學獎得獎者。

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蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡於1936年9月在印度與比他小一歲拉麗莎（LalithaDoraiswamy）結婚。他們在馬德拉斯院長學院時就建立了聯繫。

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

五、人物影響

1、小行星命名

1970年9月24日，繞太陽運轉的小行星1958被發現，為了紀念蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡，這顆小行星被命名為“1958Chandra”。

2、錢德拉X射線天文台

錢德拉X射線天文台（ChandraX-rayObservatory，縮寫為CXO）是美國宇航局於1999年發射的一顆X射線天文衛星。原名為先進X射線天文設備（AXAF），1998年為紀念蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡而更名。1999年7月23日，錢德拉X射線天文台由哥倫比亞號穿梭機搭載升空。

3、獎項命名

2014年，亞太物理學會為紀念蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡而設立了錢德拉塞卡獎，該獎項是該組織在等離子體物理領域的最高獎，頒發給在等離子體物理領域做出開創性的重大成果的科學家。

最後，蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡告訴我們，成功，總會帶來傲慢的態度。這些成功過的人，總會以為科學給自己開了後門，並認為這絕對正確，不可置疑。但真理總會來臨，並且永遠會比權威科學家更強而有力。