命名黑洞者约翰·惠勒去世——一个世纪的隐喻工作者

• 评论0条
• 打印 | 字体:大 中 小

对于现代物理来说，风云诡谲、波澜壮阔的20世纪真正结束于2008年4月13日。这一天，亲眼见证了哥本哈根辩论的最后一位在世牛人约翰·阿奇博尔德·惠勒（John Archibald Wheeler）也撒手而去了，倘若宇宙的某个角落或者索性另外一个宇宙中，爱因斯坦和玻尔正翘首企盼着这个后生小辈到来，我想他们的欢迎辞早就呼之欲出了：嗨，约翰，听说那边这些年在折腾一个什么十一维的弦论，你给我们讲讲。
只见惠勒小心翼翼从裤袋里掏出一根软皮管来，在引力场中用力甩了一甩：我知道你们一定会问的，所以，我早就准备好了！

约翰·惠勒，1911年7月9日出生于佛罗里达东北部港口城市杰克逊维尔的一个普通家庭，是家中最大的孩子，21岁从约翰·霍普金斯大学获得了博士学位，论文的内容是氦的散射与吸收原理。很快地，在与未婚妻珍妮特·黑格纳订婚后第3天，他就被送往哥本哈根，师从尼尔斯·玻尔。这位量子力学教父对弟子的影响之大，不仅仅限于学术和研究方面，更有关于人生态度，1985年美国物理学会的玻尔百年纪念会上，惠勒在讲话中提到一个玻尔曾经讲述给自己的佛祖的故事，然后不无深情地说：“玻尔本人对于人类问题的深刻理解，以及他对于身边那些人的强大影响，使我们相信，像耶稣、老子、孔夫子和佛祖这样的人，真的活着。”

1939年，惠勒随同恩师离开丹麦回到美国。在纳粹德国科学家已经成功地分裂了铀原子的几个星期后，他和玻尔一起作出了一个对核物理影响深远的贡献：核裂变的水滴模型。这个模型可以很好地解释铀核的分裂。

玻尔此行主要目的是和爱因斯坦一起讨论量子原理，但据惠勒回忆，“他和我交谈的时间比起和爱因斯坦要来得多”。从此，惠勒即开始了他的普林斯顿生涯，在那个年代，普林斯顿大学就是物理学的麦加圣地，因为它的高级研究院里汇集了爱因斯坦、约翰·冯·诺伊曼和哥德尔这样一批大人物。惠勒渐渐也和爱因斯坦混得很熟，经常在爱因斯坦家中和他手下的一批学生开研讨会。

“二战”开始后，惠勒和其他许多科学家一起参加了奥本海默领衔的“曼哈顿工程”。因为他能力出众，不久就担任了杜邦（杜邦公司当时无偿协助核计划，为大型核反应堆和钚生产设施建设提供技术服务，并且只收取了美国政府象征性的1美元报酬）科学顾问这一角色，并着手解决一个令众人困惑不已的难题——随着反应堆中的铀238衰变为钚，链式反应会突然中止，但是过一段时间又会重新开始，被称为反应“中毒”。

惠勒没花多少时间就揭示出了其中奥妙：核反应的副产物之一——氙的一种同位素氙135——对中子有很强的吸收能力，其数量聚集过多就会导致没有足够的中子去轰击铀核，出现“中毒”现象，但随着氙135不断衰变，吸收的中子数也持续下降，经过一段时间后，链式反应又将重新开始。这是“曼哈顿工程”中最有价值的发现之一。

对于惠勒来说，巨大的悲痛和遗憾在于原子弹未能更早被造出来用以阻止纳粹发动的战争，1944年他的弟弟乔死在了意大利战场。战后他仍然参与到了一些政府职务，和“氢弹之父”爱德华·特勒一起工作了好几年，此外还有导弹防御计划。这些事以他那些站在自由主义立场的同行看来，是不值得称道的。

相对论黄金时代，黑洞，定律失效

1952年，惠勒被普林斯顿委派以讲授相对论的教职。这在当时被认为是一门不适合在课堂中教给学生的课程，由于缺乏实验的支持，几乎面临末路。然而惠勒却以自己对该理论的深刻理解影响了一批学生，“他使相对论重新焕发了青春，使它成为实验对象，不再拘泥于数学公式裹足不前。”高级研究学院的理论物理学家弗里曼·戴森如是评价。

在惠勒领军之下，普林斯顿自此成为全美研究爱因斯坦相对论的中心。其间，和相对论有关的一个重要问题重新引起了惠勒的注意。事由还要回溯到1939年，奥本海默与其学生哈特兰德·斯奈德在《物理评论》上发表了一篇文章，指出爱因斯坦方程揭示出只要一个星体有足够大的质量，就能够坍塌到极大密度，以至于其产生的引力让光线也无法逸出，在中心区域，空间将会无限弯曲。惠勒最初不认同这个结论，1958年在比利时的一次研讨会上，他和奥本海默发生了辩论。

惠勒的观点是，坍塌理论对于这个星体上的物质的最终命运“没有给出一个可接受的理由”，他认为物理学绝对不会导致一个违背自己的情况出现——在奇点，所有的物理定律将不再适用。然而后来他终于改变了这个看法，认同无限坍塌是不可避免的，在其1999年出版的自传《真子、黑洞和量子泡沫：物理生涯》中，惠勒写道：“黑洞”告诉我们空间可以像一张纸一样被揉起直至捏成一个点，而时间则会像一个吹爆的气球那样消失；所有被我们尊为神圣的物理定律好像是不变的，其实不然。

1967年，在NASA“戈达德空间研究学院”的一次讲话中，惠勒第一次提出将上述天体称为“黑洞”，此名一出，原来的“冻星”、“坍塌星”等名字马上被人抛诸脑后。霍金对此的评价是“一项天才之举”。