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苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡

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苏布拉马尼安·钱德拉塞卡1983年诺贝尔物理学奖得主
சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகர்
苏布拉马尼安·钱德拉塞卡
出生 (1910-10-19)1910年10月19日
英属印度旁遮普地区拉合尔 (今属巴基斯坦
逝世 1995年8月21日(1995-08-21)(84岁)
 美国芝加哥
国籍
英属印度(1910年-1947年)
 印度(1947年-1953年)
 美国(1953年-1995年)
母校 剑桥大学
清奈院长学院英语Presidency College, Chennai
知名于 钱德拉塞卡极限
动态摩擦
星际介质
辐射转移
流体动力学
磁流体力学
黑洞理论
奖项
诺贝尔物理学奖(1983年)
科普利奖章(1984年)
美国国家科学奖章(1967年)
科学生涯
研究领域 天体物理学
机构 芝加哥大学
剑桥大学
博士导师 拉尔夫·福勒
其他指导者 保罗·狄拉克1933年诺贝尔物理学奖得主
博士生 唐纳德·爱德华·奥斯特布罗克英语Donald Edward Osterbrock
Guido Münch英语Guido Münch
耶利米·保罗·欧斯垂克[1]
Jerome Kristian
Yousef Sobouti
卡尔·萨根
其他著名学生 杨振宁1957年诺贝尔物理学奖得主
李政道1957年诺贝尔物理学奖得主
受影响于 斯里尼瓦瑟·拉马努金[2]
签名

苏布拉马尼安·钱德拉塞卡FRS坦米尔语சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகர்,英语:Subrahmanyan Chandrasekhar,1910年10月19日-1995年8月15日),印度美国物理学家和天体物理学家,又译作钱卓斯卡。1983年,他因在星体结构和进化的研究而获得诺贝尔物理学奖。钱德拉塞卡从1937年开始在芝加哥大学长期任职,1953年成为美国公民。他兴趣广泛,年轻时曾学习过德语,并读遍自莎士比亚托马斯·哈代时代的各种文学作品。

他的叔叔钱德拉塞卡拉·拉曼也是诺贝尔物理学奖得主[1]。不过他不太喜欢这个叔叔[2]

生平

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早年

钱德拉塞卡于1910年出生在英属印度旁遮普地区拉合尔(现在的巴基斯坦),在家中排行第3,父亲为印度会计审计部门的高阶官员[3]

钱德拉塞卡的父亲也是一位技术娴熟的卡纳蒂克音乐英语Carnatic music(Carnatic music)演奏者与一些音乐学著作的作者。他的母亲则是一位知识份子,并曾将亨利克·易卜生的剧作《玩偶之家》翻译成泰米尔语。

钱德拉塞卡起初在家中学习,后来则进入清奈高中就读(1922年至1925年间)。他在1925年至1930年进入了清奈清奈院长学院英语Presidency College, Chennai(Presidency College, Chennai),并获得学士学位。钱德拉塞卡在1930年7月获得印度政府的奖学金,于是前往英国剑桥大学深造。他后来进入剑桥三一学院就读,并成为拉尔夫·福勒的学生。在保罗·狄拉克的建议下,钱德拉塞卡花费一年的时间在哥本哈根进行研究,并且认识了尼尔斯·波耳

与爱丁顿的纠葛

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钱德拉塞卡在1933年夏天获得剑桥大学的博士学位,并且在当年10月成为三一学院的研究员(1933年-1937年),他在这段时期认识了天文学家亚瑟·爱丁顿爱德华·亚瑟·米尔恩

钱德拉塞卡论述白矮星的论文遭到爱丁顿的强烈抵制。由于爱丁顿的权威和偏执,愿意为年轻的钱德拉塞卡声辩的天文学家很少。虽然有几个知名物理学家私底下认可他,但在天文学家们的圈子里他还是难以翻身。这篇论文后来被证明是逻辑正确的,并成为他半个世纪后获得诺贝尔奖的主要缘由[4]。这场持续多年的争论以钱德拉塞卡主动放弃为结局,也是钱德拉塞卡的人生转折点。钱德拉塞卡曾表示自己早年攻读物理的原因之一是为了扬名立万[5],爱丁顿的强烈反对冲淡了他对获取科学名誉和头衔的功利之心[6]

钱德拉塞卡后来的研究工作涉及到了天体物理的方方面面,但在每个研究方向的研究时间都没有再超过十年,避免自己成为权威而误导年轻人,而且专门避开了研究的热点,以免卷入激烈的学术纷争。钱德拉塞卡后来也不愿提起再当年的委屈。40年后,他回忆说:“我感到天文学家无一例外地都认为我错了。他们把我看成一心想杀害爱丁顿的堂·吉诃德。你可以想象,当我发现自己在同天文学的巨人争论,而且我的工作完全不被天文学界相信——那对我来说是多么沮丧的经历啊。 ...我应该在我的余生继续奋斗吗?毕竟那时我才二十四五岁,我想自己还可以做30到40年的科学工作。我根本没有想过拿重复别人做过的事来当科学创造。对我来说,更好的是改变我的兴趣,进入别的什么领域。”[7]

不过在同时代的苏联科学界,由于列夫·朗道的学术权威以及挑战西方观念的风气流行,有关致密星体的理论假设并未受到抵制。

后期学术生涯

1937年1月,钱德拉塞卡返回芝加哥大学,成为天文学家奥托·斯特鲁维博士与罗伯·胡钦斯的助理教授。他后来都没有离开过芝加哥大学,他曾经在威斯康辛州威斯康辛湾的叶凯士天文台进行过一些研究,它隶属于芝加哥大学。

1952年,钱德拉塞卡成为芝加哥大学天体物理学教授。在1952年至1971年,他担任《天文物理期刊》的总编辑。钱德拉塞卡也是国际科学学会(International Academy of Sciences)的荣誉会员。

1983年,他因在星体结构和进化的研究而与另一位美国体物理学家威廉·福勒共同获诺贝尔物理学奖[8]

晚年

1985年,他从芝加哥大学退休。从1990年至1995年之间,他曾研读牛顿的《自然哲学的数学原理》,并在1995年出版了《牛顿<原理>大众导读》(Newton's Principia for the Common Reader)。

1995年,钱德拉塞卡因心脏衰竭去世于芝加哥。他一生中写了约400篇论文。

研究工作

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钱德拉塞卡最知名的成就是钱德拉塞卡极限的得出。这是可导致普通恒星塔缩成白矮星的临界点质量。现在科学家们知道如果质量继续超过这个界线,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。1950年,钱德拉塞卡的学生李政道将白矮星上限质量从5.6倍太阳质量降到现在公认的1.4倍太阳质量

第二次世界大战期间,钱德拉塞卡在马里兰州亚伯丁试验场的弹道学研究实验室工作,进行弹道学的研究,并完成一些报告,例如《平面冲击波的衰减》(On the Decay of Plane Shock Waves)与《爆炸波的常规反射》(The Normal Reflection of a Blast Wave[9]

在1929年-1939年,钱德拉塞卡将研究目标集中在恒星结构,其中也包括白矮星的理论。后来在1939年-1943年间,他则继续研究恒星动力学,钱德拉塞卡透过考虑银河系内恒星的动态对重力场所造成的扰动影响而修正了过去由扬·奥尔特等人提出的恒星动力模型。针对这个复杂的力学问题,他提出了包含20条偏微分方程的解析解,其中包含了一个新的物理量,钱德拉塞卡称之为动态摩擦,其主要的两种作用在于降低个别恒星的速度与使恒星系统趋于稳定。钱德拉塞卡将此结果应用于星系中关于星际介质的研究,并发现星系中气体与尘埃的分布其实是非常不平均的。1943年-1950年间,钱德拉塞卡集中研究辐射传输。他后来在1950年开始研究磁流体稳定性流体动力学,直到1961年才告一段落。从1971年开始,他对于黑洞数学理论进行研究。在1980年代后期,他则以重力波碰撞为研究题材[9]

钱德拉塞卡善于进行繁难的数学公式推导,这可从他与恩里科·费米合作的几篇论文中得以体现。他们曾一起发表论文分析磁化星际间物质的磁流体扰动和不稳定性[1]

教育

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钱德拉塞卡重视教学且不摆架子,能和学生打成一片,也乐于与学生一起讨论问题,受到学生们和同事们的爱戴[4]。同事们都直接叫他“钱德拉”[4]。他经常鼓励学生不要害怕复杂的计算,做研究要有毅力和恒心。

他在忙于教学和科研之余,还抽空把期刊《天文物理期刊》从一份校刊建设成了世界顶级期刊。他的学生卡尔·萨根还以知名科普作家的身份而为大众熟知。

个人生活

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1936年,S·钱德拉塞卡在印度与拉丽莎(Lalitha Doraiswamy)结婚。拉丽莎与S·钱德拉塞卡是在马达拉斯总督学院读书时认识的,她那时在S·钱德拉塞卡的叔叔钱德拉塞卡拉·拉曼的实验室工作。[4]

亚瑟·爱丁顿和偶像拉马努金以外,对S·钱德拉塞卡的人生轨迹影响最大的人就是他的叔叔拉曼[2]。钱德拉塞卡从小在叔叔获得诺贝尔奖的光环阴影下长大,他的人生一直在努力超越叔叔[2]。她的母亲在家族中受到拉曼一方的轻视,所以她希望自己儿子的名望超越拉曼[2]。后来爱丁顿对他的打击使他放弃追逐名利的想法,成为一个真诚、纯粹的科学家[6]

钱德拉塞卡是有名的衣着讲究、举止优雅、有绅士风度的物理学家。

逸闻

  • 爱丁顿自负地回答记者广义相对论有几人懂的典故出自钱德拉塞卡写的爱丁顿传记。[10]

著作

  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. An Introduction to the Study of Stellar Structure [恒星结构研究导论]. New York: Dover英语Dover Publications. 1958 [1939]. ISBN 0486604136 (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Principles of Stellar Dynamics [恒星动力学原理]. New York: Dover. 2005 [1942]. ISBN 048644273X (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Radiative Transfer [辐射转移]. New York: Dover. 1960 [1950]. ISBN 0486605906 (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Plasma Physics [等离子体物理学]. Chicago: The University of Chicago Press. 1975 [1960]. ISBN 0226100847 (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability [流体动力学与磁流体力学稳定性]. New York: Dover. 1981 [1961]. ISBN 048664071X (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Ellipsoidal Figures of Equilibrium [平衡体系的椭圆图样]. New York: Dover. 1987 [1969]. ISBN 0486652580 (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. The Mathematical Theory of Black Holes [黑洞的数学理论]. New York: Oxford University Press. 1998 [1983]. ISBN 0198503709 (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Truth and Beauty. Aesthetics and Motivations in Science [真理与美丽:科学中的审美学与动机]. Chicago: The University of Chicago Press. 1990 [1987]. ISBN 0226100871 (英语). 
    • 汉译版1:苏布拉马尼安·钱德拉塞卡. Truth and Beauty. Aesthetics and Motivations in Science [真与美:科学研究中的美学和动机]. 朱志方 (汉译者); 黄本笑 (汉译者). 中国北京: 科学出版社. 1992 [1987]. ISBN 9787030029294 (中文(中国大陆)‎). 
    • 汉译版2:苏布拉马尼安·钱德拉塞卡. Truth and Beauty. Aesthetics and Motivations in Science [莎士比亚、牛顿和贝多芬:不同的创造模式]. 第一推动丛书. 杨建邺 (汉译者); 王晓明 (汉译者). 中国湖南长沙: 湖南科学技术出版社. 1996 [1987]. ISBN 9787535718549 (中文(中国大陆)‎). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Newton's Principia for the Common Reader [牛顿<原理>大众导读]. Oxford: Clarendon Press. 1995. ISBN 0198517440 (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Liquid Crystals [液晶体]. Cambridge University Press. 1992 [1977]. ISBN 9780521427418 (英语). 
  • Chandrasekhar, Subrahmanyan. Eddington: The Most Distinguished Astrophysicist of His Time [爱丁顿:他那个时代最杰出的天文学家]. Cambridge University Press. 2009 [1983]. ISBN 9780521122429 (英语). 

评价

在钱德拉塞卡生活的年代,印度还是一个比较保守传统的国家。长期远离祖国在印度会被视为一种背叛行为。他同样获得诺贝尔奖的叔叔钱德拉塞卡拉·拉曼成名前都没有长期出国。他出生的家庭很好,荣誉感很强,能决定出国留学,付出了很大的勇气,后来也再没回到家乡印度。作为亚洲人,他在当时的西方也有遭受种族歧视。他非常努力,30多岁就当上了英国皇家学会院士,成为著名教授之后也一直以比较卖力的态度工作。他的名字常见于各种介绍恒星的天文科普著作中[2]。芝加哥大学教授尤金·派克在《今日物理学》杂志1995年11月号(48卷)上发表的讣告中称:“钱德拉的去世标志着这样一个时代的结束:物理学家首次达到向内探究原子和基本粒子、向外探索恒星宇宙的水平[4]。”(顺便一提,派克早年论述太阳风与预测太阳圈电流片的论文曾遭钱德拉塞卡的拒稿。)

  • 基普·索恩:“我还有一个很好的朋友,印度裔天体物理学家钱德拉塞卡。钱德拉塞卡没有物理学的直觉,但是他的数学功底令人惊叹。使用基本的数学,他就获得了科学发现。但是他并不知道科学发现正在向自己靠近,他无法提前猜测到结果。他做出了重大的发现,获得了诺贝尔奖。他的头脑和兹威基的就完全相反。”[11]

传记

  • Miller, Arthur I. Empire of the Stars: Friendship, Obsession, and Betrayal in the Quest for Black Holes [星之帝国:追寻黑洞路上的友谊、沉迷与背离]. Boston: Houghton Mifflin. 2005. ISBN 061834151X (英语). 
  • Srinivasan, G. (ed.). From White Dwarfs to Black Holes: The Legacy of S. Chandrasekhar [从白矮星到黑洞:钱德拉的遗产]. Chicago: The University of Chicago Press. 1997. ISBN 0226769968 (英语). 
  • Wali, Kameshwar C. Chandra: A Biography of S. Chandrasekhar [钱德拉:钱德拉塞卡传]. Chicago: The University of Chicago Press. 1991. ISBN 0226870545 (英语). 
  • Wali, Kameshwar C. (ed.). Chandrasekhar: The Man Behind the Legend - Chandra Remembered [钱德拉塞卡:传奇背后的人——追忆钱德拉]. London: Imperial College Press. 1997. ISBN 1860940382 (英语). 

纪念

为纪念钱德拉塞卡,1998年发射的X射线天文卫星在1999年时更名为钱德拉X射线天文台

2017年10月19日,Google将其主页涂鸦换成纪念钱德拉塞卡的主题[12]

文化影响

  • 美国电视剧《生活大爆炸》(The Big Bang Theory)第1季第8集《蚱蜢实验》("The Grasshopper Experiment")中有多句台词影射钱德拉塞卡的故事。

参见

其他印度数理领域名家

参考资料

文内引用

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 楼宇庆教授与新疆天文台同事和学生合作在国际杂志Astronomy and Astrophysics上发表文章. 中国清华大学物理系. 2014年7月11日 [2019年1月31日] (中文(中国大陆)‎). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 钮卫星. 钱德拉塞卡:科学小道上的一位优雅独行者. 中国图书商报·阅读周刊. 2007年3月20日 [2019年1月31日] (中文(中国大陆)‎). 
  3. ^ Chandrasekhar, S. 1983 -- Autobiography. Stockholm, Sweden: Nobel Foundation (英语). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 张聚; 华杰. 一代英才钱德拉塞卡. 光明网. [2019年1月31日] (中文(中国大陆)‎). 
  5. ^ 吴燕. 钱德拉塞卡:迟到了50年的诺奖及其他. 中华读书报. 2007年3月7日: 13版 [2019年1月31日] (中文(中国大陆)‎). 
  6. ^ 6.0 6.1 张煌. 钱德拉塞卡:游走在完美与不完美之间. 科技日报. 2013年9月28日 [2019年1月31日] (中文(中国大陆)‎). 
  7. ^ Thorne 1994,第143页 (位于该书第4章“白矮星之谜”第3节“论战”)。
  8. ^ 陈海鹏; 陆建隆. 美在科学创造中“孤独”绽放――纪念钱德拉塞卡诞辰100周年. 物理通报. 2010, (10): 88–91 (中文(中国大陆)‎). 
  9. ^ 9.0 9.1 约翰·J·奥康纳; 埃德蒙·F·罗伯逊英语Edmund F. Robertson, Chandrasekhar, MacTutor数学史档案 (英语) 
  10. ^ 钮卫星. 爱因斯坦的对与错. 文景. 2006, (2) [2019年1月31日] (中文(中国大陆)‎). 
  11. ^ 基普·索恩:如何成为杰出的科学家. NASA中文网. 2018年11月 [2019年1月26日]. (原始内容存档于2019年1月26日) (中文(中国大陆)‎). 
  12. ^ 谷歌发新doodle纪念著名天体物理学家钱德拉塞卡. cnBeta.COM. 2017年10月19日 [2019年1月26日] (中文(中国大陆)‎). 

补充来源

外部链接

讣告

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