
著名天體物理學家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡(又名錢德拉)常常將自己的一生概括為兩句話:“1930 年,我離開印度前往英國。1936 年,我回到印度,娶了一名等待了6年的女孩,然后來到美國芝加哥,從此過上幸福的生活。”現實生活當然比他說的曲折得多。
1910年,錢德拉出生于印度,是家中10個孩子中的老三。12歲前,他從沒去過學校,而是接受父母和家庭教師的教育。他的父親從事審計工作,曾在鐵路公司擔任副審計長;母親也是當地少有的知識女性,曾將亨利克·易卜生的《玩偶之家》等作品翻譯成泰米爾語。
錢德拉從小就表現出極高的數學天賦,被視為“神童”,后來在馬德拉斯總統學院學習時,又對物理學產生了濃厚的興趣。許多人認為,這或許是受他叔叔錢德拉塞卡·文卡塔·拉曼的影響——拉曼是物理學家,曾因發現光散射中的拉曼效應而獲得1930年諾貝爾物理學獎。
就在拉曼獲得諾貝爾獎的同一年,錢德拉大學畢業,因在校表現優異,獲得了印度政府獎學金,前往英國劍橋大學攻讀研究生。在漂洋過海的旅途中,他為了打發時間,一邊閱讀物理學刊物,一邊思考著一個問題:所有的恒星都注定會變成白矮星嗎?
當時,劍橋大學的天文學家亞瑟·愛丁頓早對這個問題有了定論——答案是肯定的。但錢德拉通過大量計算,發現穩定超高密度白矮星的物理原理只能在一定范圍內起作用。當質量超過一定值時,垂死恒星實際上無法克服引力,會坍縮成某種密度難以想象的物體(我們現在稱之為中子星),甚至可能是一個密度無限大的點(即黑洞)。多年后,人們把這個范圍的上限稱為“錢德拉極限”,約為太陽質量的1.44 倍。這是后話。
來到劍橋大學后,錢德拉不斷完善計算。作為前輩的愛丁頓關注到他,不僅經常來查看他的進展,還不斷給他鼓勵。1935年,錢德拉覺得已經萬事俱備,于是準備在皇家天文學會會議上介紹自己的成果。愛丁頓告訴他:“我知道你的論文很長,所以我已經要求斯馬特(時任皇家天文學會秘書)給你半小時來展示,而不是通常的15分鐘。”錢德拉高興地說:“你真是太好了!”然而錢德拉沒想到,演講結束,愛丁頓就上臺嘲笑了他的研究,并當眾狠狠羞辱了他。更令錢德拉沮喪的是,歐洲其他知名科學家即便不認同愛丁頓的觀點,卻也不愿卷入風波,因此沒有任何人向年輕的錢德拉伸出援手。
1936年初,心灰意冷的錢德拉受邀到美國哈佛大學講學數月。其間,美國芝加哥大學向他拋出了橄欖枝,表示可以為他提供一個研究助理職位。錢德拉不顧父親的反對,決定移居美國。在此之前,他回到印度,與他多年前在馬德拉斯總統學院相識的同學拉利莎結了婚。幾個月后,他帶著新婚妻子前往芝加哥大學,開始教授天體物理學。
但1952年,芝加哥大學天文系修改了大部分由錢德拉設置的課程,實際上將他“開除”了。這是錢德拉職業生涯中第二次感到被羞辱。有知情人士說:“當時,許多天文學家并不欣賞錢德拉所做的理論工作,這導致錢德拉有種被天文學界排斥的感覺。”

在被天文系“拋棄”后不久,錢德拉受邀加入芝加哥大學物理系。自此,他幾乎只教物理。但他并未完全放棄天體物理學,而是另辟蹊徑,成為《天體物理學》雜志的主編,并在接下來的 20年里,憑一己之力將其發展成為該領域領先的國際出版物。
錢德拉真正揚眉吐氣,是在1983年。時隔近半個世紀,他當年的理論被證明是對的,愛丁頓才是錯的。錢德拉因此獲得了諾貝爾物理學獎。不過,有人認為,諾貝爾獎委員會只提到錢德拉早期對恒星結構和演化方面的重要理論研究,是對他一生成就的貶低。
他這一生,除了研究恒星結構、恒星動力學,還研究了輻射傳輸理論、流體動力學和流體磁穩定性、廣義相對論和相對論天體物理學,以及黑洞的數學理論。每個領域,他大概都只研究10年,解決一些前人未解決的問題,然后出版一些被用作教材的專著,之后便轉向全新領域。對此,錢德拉曾解釋說:“每10年投入一個新的領域,會讓人變得謙虛。”他或許是怕自己專注于一個領域,會變成下一個愛丁頓。
在教師生涯中,錢德拉也始終對學生和后輩保持謙遜的態度,曾為了給幾名學生上課往返240公里。有人質疑,為了只有幾名學生選修的課程,是否有必要付出這么多的時間和精力。后來,那個班級里出了兩位諾貝爾物理學獎得主——李政道和楊振寧。
1995年,錢德拉在芝加哥去世。為紀念他在天體物理學研究中的貢獻,美國航空航天局(NASA)將1999年發射的大型X射線天文衛星命名為“錢德拉X射線天文臺”。這臺空間望遠鏡與哈勃太空望遠鏡、斯皮策太空望遠鏡和現已脫離軌道的康普頓伽馬射線天文臺并稱為探索宇宙的“四大天王”。
盡管錢德拉的科研之路蜿蜒曲折,但最終他獲得了世人的認可。真金不怕火煉,是金子總會發光,這是顛撲不破的真理。
(作者單位:北京大學地球與空間科學學院)
編輯 許曄/美編 苑立榮/編審 張勉