论文被导师当众撕毁,成果被学界抨击打压,他蛰伏50年终被诺奖认可

大约在70年前,。


但是让人觉得奇怪的是,整个教室只有三个人。

除了杨、李两位学生外,第三人就是老师钱德拉塞卡博士。

 



虽然只有两位学生,但这位来自印度的钱德拉塞卡先生仍坚持备课上课。


无论刮风还是下雨,他每周都会驱车几百里赶来,给这两位求知若渴的学生授课。


钱德拉塞卡


倘若不是十年前台上那场无情的嘲弄,现在他台下应该也会是座无虚席的情景。


 ...


刚从印度到英国,才二十出头的他就得出了诺奖级别的推论。

现在被称“钱德拉塞卡极限”,是天文物理学中最重要的概念之一。


但是在每天都与诺奖人物擦肩而过的剑桥,他的成果却被一直被权威抨击、打压和漠视,全世界竟无一认可他的研究。


 钱德拉塞卡


他教过的杨、李两位学生,早已捧得诺奖归,但他还是一如既往被遗忘。


到两鬓斑白的73岁,钱德拉塞卡才因二十岁时提出的概念,终获诺贝尔物理学奖。


最左为钱德拉塞卡


1910年苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡出生在英属印度的旁遮普地区。

他出身贵族,家境优渥,叔父拉曼更是1930年的诺贝尔物理学奖得主。


良好的教育,再加上数学和物理方面的天赋,钱德拉塞卡从小就有神童之誉。

 

6岁的钱德拉塞卡


1930年大学毕业后,他便考取了印度政府资金,前往英国继续深造。


那时候从印度到英国,需要18天的海上航行。


从小就是学霸的钱德拉,肯定也不会浪费这漫长的航程,于是决定进行一项关于恒星演变命运的计算。 



当时的主流观点是,所有恒星都会在晚期塌缩成白矮星

通俗点说白矮星就是恒星的尸体、最终的归宿。


但白矮星这种天体有一个特点就是——密度大到不可思议,黄豆那么一丁点就已经有一吨的重量。

 

所以关于白矮星的这种“致密物质”状态,也一直是科学家们难以理解的谜题。


白矮星幻想图


当时钱德拉塞卡手上有一篇福勒关于白矮星“致密状态”解释的论文。


根据费米-狄拉克统计,福勒解释道:

在这种致密状态下,电子会被“压”到它原来可活动空间小10000倍的“格子”中,被称为“电子简并态”。这种状态产生的“简并压力”非常大,大到可以抵抗引力的收缩。


福勒这一解释得到了当时主流科学界的认同,完美地揭开了白矮星为何拥有如此高密度的谜底。


钱德拉塞卡


作为后辈的钱德拉塞卡虽然对这一结论没有异议,但坏就坏在这漫长的旅途实在是百无聊赖。


他不自觉地就拿起笔来,试图将爱因斯坦的相对论引入福勒的论文中,想要求出一个更加简洁的相对论推广。



不算不知道,一算吓一跳。

经过多次重复推演和计算后,钱德拉发现并不是所有恒星都能演化成白矮星,这是有一定质量极限的。


当超过1.44倍的太阳质量(钱德拉塞卡极限),白矮星将不是最终归宿,反而是会因引力继续塌缩。

 



在摇晃的船舱里,钱德拉塞卡看着1.44倍这个数字,心里是既惊又喜。

因为他明白这种结果,对所有的天体学家来说,都将引发一场革命。


 ...


现在我们都知道,恒星除了白矮星这一最终状态外,还有中子星和黑洞


中子星比白矮星的密度还要大得多,每立方厘米的质量竟然有一亿吨,而黑洞的密度自然就不必说了。 


恒星演化示意图


那时人们对中子星和黑洞可以说是一无所知。


但如果沿着钱德拉塞卡的推论计算,中子星和黑洞两个概念会比现实早20到30年进入天文物理学。

 

一到英国剑桥,钱德拉塞卡逐步完善自己的推论,心心念念地想早日将此推论公布,功成名就。



但让钱德拉塞卡万万没想到的是,他的推论竟遭到了难以想象的漠视和疯狂的抨击。


而且对他打压得最严重的一位,竟是当时自己的恩师爱丁顿爵士。 


爱丁顿


那时候,爱丁顿是科学界的伟人,举手投足间都散发出一种“我很牛逼”的气场。


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”。

 

爱因斯坦与爱丁顿


相对论刚提出时,爱丁顿更是第一位理解爱因斯坦的物理学家。


此外,他还带领观测队,通过观察日全食时太阳周围星体的位置,证实了爱因斯坦的预言,是相对论最有力的推广者。


他们的友谊,还被拍成了电影《爱因斯坦与爱丁顿》


当记者问爱丁顿全世界是否只有三个人真正懂得相对论时。

爱丁顿的回答可以说也毫不谦虚,反问道“谁是第三个人?”

就是这么强,不允许反驳。


爱丁顿


不过,钱德拉塞卡的推论直接被拒绝倒还好,但爱丁顿却玩起了小把戏。

爱丁顿是钱德拉塞卡的老师,关于钱德拉塞卡的研究他可以说是知根知底。


为了帮助他,爱丁顿还把自己的手摇计算机借给钱德拉塞卡,时不时前来探访,看他白矮星的计算进行到什么程度。


在爱丁顿为他争取到皇家天文学会会议发言权时,连钱德拉塞卡自己都觉得这波肯定稳了。




1935年在英国皇家学会上,钱德拉踌躇满志地把自己关于白矮星的发现公之于众。


他的结论很明显:“一颗大质量的恒星不会停留在白矮星阶段,我们应该考虑其他的可能性。”


当时的他几乎已说出现在黑洞的概念:“恒星会持续塌缩,这颗星体积会越变越小、密度越来越大,直到......” 



但自信地宣读完论文的钱德拉塞卡,怎么样也想不到接下来要面对一场巨大的羞辱,“出尽了洋相”。


爱丁顿刚开始还很平和地说着白矮星的研究历史,但说到道钱德拉塞卡的推论时却把它批得一文不值。

 

“这几乎是相对论性简并公式的一个谬论,可能会有各种偶然事件介入拯救恒星,但是我认为绝不会是钱德拉塞卡博士所说的方式,应该会存在一个自然律来阻止恒星这么荒谬的行为!”


“钱德拉塞卡博士提到了简并,还认为存在着两种简并:经典的和相对论的......但我的论点是:根本不存在相对论简并”


说到激动处,爱丁顿还当场把他的论文撕成了两半。




听着爱丁顿的发言和举动,钱德拉塞卡全程都是震惊的,这和说好的完全不一样啊!


他事先并不是没有和爱丁顿讨论过,为什么到了台上才开展这么猛烈的攻势,连反应时间都不留。

 

他想反驳,但是主持人不但机会都没给他,还让他感谢爱丁顿的“建议”。

 



钱德拉塞卡虽然沮丧,但他事后还是向大人物爱丁顿发起持续多年的挑战。


当时的皇家学会会员全都不假思索地支持爱丁顿,会后很多人都对钱德拉塞卡表达了一样的观点:

“尽管不知道为什么,但我知道爱丁顿是对的”



原因很简单,年过半百的爱丁顿威望名气很大,而钱德拉只不过是个24岁的无名小卒。



玻尔与泡利


钱德拉知道他们争论的是一个物理问题,天文圈子里懂的人太少太少,于是他转向求助玻尔、泡利这些量子力学大牛。


他们读过钱德拉和爱丁顿的论文后,都选择相信钱德拉,认为爱丁顿不懂物理。


但是遗憾的是,他们都不愿意公开声明对抗爱丁顿,避免牵扯到这场实力悬殊的战争中。


 

这场争论持续了好几年,钱德拉的处境也越来越不利。


被爱丁顿公开抨击多次,他几乎无法在英国觅得一职,最后只好来到美国芝加哥大学另寻出路。


到了美国,他落寞地把“钱德拉塞卡极限”写进《恒星结构研究导论》后,便放弃了这一课题的研究。



在这之后,他选择了一种与众不同的科研之路。


首先他选择的研究总是脱离热点,远离大众视线。

而且几乎每10年他都会改变方向,投入新的研究领域。



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。


特别是在1969年出版的《平衡椭球体》,更是解决了困扰众多数学家近一个世纪的难题。



不过,这只要作出了成绩,便不再停留的科学研究作风,或许还是与当年那场让人心寒的争论有关。


用钱德拉的话说是这样的:“每个10年投身于一个新的领域,可以保证你具有谦虚精神,你就没有可能与年轻人闹矛盾,因为他们在这个新领域里比你干的时间还长!”

 


1983年,钱德拉塞卡因20岁时迸发的天才理论,被授予诺贝尔物理学奖。


50多年过去,事实也证明了爱丁顿是错的,钱德拉塞卡是对的。


即使当初绝望的情景还历历在目,但在那一刻,谁对谁错已经显得不那么重要了。



其实早在1944年,爱丁顿去世时,钱德拉已经选择了原谅爱丁顿。

从钱德拉塞卡给爱丁顿的讣告中,就可以看出。


他对爱丁顿仍给予极高的评价,称赞他是仅次于施瓦西的最伟大天文学家。


他认为“当初爱丁顿的激烈抨击并不是出于个人动机,更多的是一种高人一等、贵族气派的科学观和世界观。”




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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