追求星空梦，他孤寂前行

人类在浩瀚的宇宙面前，渺小如蝼蚁草芥，但人类从来没有停止过追寻宇宙奥秘的步伐。许多科学家为此殚（dān）精竭虑（形容用尽精力，费尽心思）却乐此不疲。一位从印度来的天体物理学家，他的一生都奉献给了追求宇宙星空的事业，他的研究曾一度不被人们所认同，但他无怨无悔，毅然前行，他就是美籍印度人钱德拉塞卡^[1]。

钱德拉塞卡

钱德拉塞卡是著名的物理学家和天体物理学家，因在星体结构和进化的研究上与美国天体物理学家福勒^[2]共同分享了1983年的诺贝尔物理学奖。钱德拉塞卡最著名的成就是“钱德拉塞卡极限”，即白矮星的最高质量是太阳质量的1.44倍。

1910年10月19日，钱德拉塞卡出生于被英国殖民统治下的印度旁遮普地区拉合尔（现属巴基斯坦），在家排名老三。钱德拉塞卡的父亲是印度铁路部门的高级官员，也是一位音乐学家；母亲则是知识分子，曾将挪威剧作家易卜生^[3]的剧作《玩偶之家》翻译成泰米尔语。作为出生于印度贵族家庭的孩子，钱德拉塞卡在5岁时就开始接受启蒙教育。但相比许多杰出人物的儿童教育与成长经历，钱德拉塞卡的早期教育并不能算是成功的。出于对印度传统文化的继承考虑，钱德拉塞卡在11岁之前并未和其他婆罗门^[4]子弟一样被送入英式学堂接受正规教育，而是在家接受母亲的泰米尔语教育，而父亲则教授他英语和算术。但父亲长年奔波在外，直接教他的机会非常少，这也使得钱德拉塞卡养成了自学的好习惯。也就是在这段大多数自学的时间里，钱德拉塞卡对自然科学产生了浓厚的兴趣。钱德拉塞卡在祖父的私人图书馆里发现了关于圆锥曲线和微积分的书籍，这些书籍很合他的胃口，于是他通过这些书开始了自学自然科学与数学的征程。而钱德拉塞卡对美学的追求，母亲的教育功不可没。作为完全接受印度文化教育的知识分子，母亲有深厚的文化底蕴并追求美好事物，在每天清晨都会带领子女大声朗读印度史诗《罗摩衍那》。良好的家庭氛围给钱德拉塞卡身上注入了古印度文化的优良传统的血液，特别是对美好事物的执着追求。虽然家庭社会地位高，但与当时绝大部分贵族家庭一样，钱德拉塞卡的父亲也是一位印度旧封建独裁家长。父亲平时沉默寡言，不与子女交流，刻意保持距离，并要求家里每个人都对他绝对服从。在重男轻女思想的影响下，钱德拉塞卡的两位姐姐都过早地失去了接受教育的机会，这让钱德拉塞卡非常伤心。

11岁时，钱德拉塞卡开始接受正规教育，他就读的特里普利凯恩中学是马德拉斯地区最好的贵族学校。但他并没有从中学一年级开始读，而是直接成为中学三年级的学生。即便如此，凭借坚实的数学基础和超常的自学能力，钱德拉塞卡在学校还是鹤立鸡群，学业水平遥遥领先于其他同学。在三年级的学年末，钱德拉塞卡已经提前学完了几何和代数的全部内容，而且还学了排列组合、解三次方程等知识，并在假期里继续自学解析几何和微分方程。15岁时，钱德拉塞卡以优异的成绩中学毕业，并成为马德拉斯管辖区学院的一年级新生。此时的钱德拉塞卡被人们誉为神童，特别是在数学方面尤为突出。但这对他来说，并不是一件好事，因为许多家长、老师和同学都会把他当作对比的对象或是眼中的“标杆”，这让钱德拉塞卡有惶恐之感。在1925年至1927年期间，钱德拉塞卡顺利完成了规定的学业，而且在数学方面特别优秀。此外，他还学习了物理学、化学、英语和梵文。让人羡慕的是，钱德拉塞卡不但学习成绩好，而且兴趣也非常广泛，对文学作品有特殊的喜好，尤其是英国戏剧家莎士比亚^[5]和诗人、小说家哈代^[6]的作品。当1927年夏天阅读了《原子结构和光谱线》一书后，钱德拉塞卡虽然对书中高深晦涩的内容读得很吃力，但是非常兴奋地读完了它，并能大致理解其中的意思。这件非常值得高兴的事让钱德拉塞卡对物理学更感兴趣了。

福勒

1928年，德国物理学家索末菲^[7]访问马德拉斯，钱德拉塞卡有幸与索末菲进行交谈，并且从索末菲的口中了解了当时著名的量子物理学家薛定谔、海森堡、狄拉克、泡利^[8]等人的工作。此时欧洲的量子物理让物理学发生了翻天覆地的变化，但量子物理却没有传入印度，钱德拉塞卡对此一无所知。钱德拉塞卡认识到印度的科技信息太闭塞了，自己需要到外面广阔的天空去遨游一番，也更加努力地投入到对数学和物理的研究中去。钱德拉塞卡凭借扎实的数学素养，很快理解了索末菲介绍的新统计方法，并以此为研究课题，撰写了论文《康普顿散射和新统计学》。这篇论文经过英国物理学家福勒^[9]爵士的推荐，在1929年的《皇家学会会刊》上发表。这对钱德拉塞卡来说，可是人生中的大事，毕竟一位来自殖民地名不见经传的学生，能够在世界顶级科学刊物上发表论文，是非常不容易的事，这也更加令他更加坚定了自己未来从事物理学研究的决心。1930年，钱德拉塞卡通过了物理学优等学位的课程考核，创造了所有评分等级优秀的新纪录。好事成双而至，同时他获得了印度政府的留学奖学金，开始了他在英国的留学生涯。

尼赫鲁

此时的钱德拉塞卡民族意识非常强烈。在他看来，自己出生于英国殖民地国家，在英国殖民者面前受到种种不公的待遇。在中学时代，钱德拉塞卡就曾有意去“反抗”，他对英国殖民教育中的历史内容，特别是美化殖民部分非常憎恶，所以他曾选择“故意考不好”来消极对待；他还和一些同学一起参加印度国大党的运动；在大学的第一个学年，他还与同学一起去聆听印度不结盟运动的创始人尼赫鲁^[10]在马德拉斯的演讲。当然，受殖民统治的印度，在科技发展上也不是一无所有，许多印度人在学术上取得骄人的成绩，如被称为印度史上最伟大的数学家的拉马努金^[11]成为英国皇家学会的会员，普遍获得西方学术界的尊重；以发现萨哈电离方程闻名于世的印度天文物理学家萨哈^[12]已经跻身于世界最著名科学家的行列，也成为英国皇家学会会员；以“玻色子”和与爱因斯坦合作提出玻色—爱因斯坦统计及玻色—爱因斯坦凝聚理论而著名的印度物理学家玻色^[13]同样也已经名满天下；而跟钱德拉塞卡最亲近的是他的叔父拉曼^[14]，也因为光散射方面的研究工作和拉曼效应的发现，获得了1930年度的诺贝尔物理学奖……这些事实都说明，印度人在学术研究上与西方人有同样出色的创造力。

恒星演化图

良好的家庭教育和个人的勤奋，让钱德拉塞卡时常沉浸在思维的海洋之中。19岁的钱德拉塞卡从印度乘船，驶向未来广阔的天地。在前往英国的旅途中，钱德拉塞卡就思考了白矮星的质量问题。当时，推荐钱德拉塞卡论文在《皇家学会会刊》中发表的福勒，借助费米—狄拉克量子统计法来解释白矮星内部的物理机制，认为在白矮星内部，由于物质非常致密，电子会被“压缩”到是它原来活动空间体积的万分之一的“格子”中，成为“囚禁”的电子，这就是“电子简并态”；由于电子之间的距离变小了，产生的“简并压力”就非常大，足以抵抗任何引力的收缩。福勒的解释在当时被认为是相当完美的，甚至英国天文学家爱丁顿^[15]认为，有关白矮星的问题已经被天文学家全部解决了。起先，钱德拉塞卡并未对福勒的解释产生质疑，只是从对理论进行简单化、完美化的角度，对福勒理论进行“改造”。但当钱德拉塞卡期望求出福勒理论的一个相对简洁、相对论性的推广时，让他大为惊奇的事情发生了：他计算的结果与福勒的理论截然不同！钱德拉塞卡不敢相信自己的眼睛，通过多次缜密的计算后，他发现如果这颗恒星能演化为白矮星，它的质量不可能超过一个对应的值，这就是钱德拉塞卡极限。如果恒星的质量超过了这个极限值，按照福勒理论推导出来的这颗恒星，它的半径是负数，即没有物理上的意义，那也就不可能最终演化成白矮星。经过多年的努力，钱德拉塞卡几乎颠覆了原有恒星演化理论，提出只有质量小于1.44个太阳质量的白矮星，才可能与它的引力相抗衡。否则，不相容原理造成的电子简并力就不能抗衡引力。

到英国后，钱德拉塞卡进入剑桥大学三一学院就读，成为与自己很有渊源的福勒的学生。期间，在物理学家狄拉克的建议下，钱德拉塞卡又用了一年时间到丹麦哥本哈根进行访问研究，从而认识了丹麦著名物理学家玻尔。1933年夏天，钱德拉塞卡获得剑桥大学的博士学位，并且在当年10月成为该校三一学院的研究员，这个工作一直做到1937年。在这段时期，钱德拉塞卡认识了科学家爱丁顿和米尔恩^[16]。

爱丁顿

经过在剑桥大学三一学院的学习研究，钱德拉塞卡越来越完善自己的新发现。1935年，这位来自亚洲的25岁青年，终于有机会站到英国皇家天文学会的讲台上，在聚集当时世界上最优秀天文学家的会议上宣读了自己的论文。然而令人遗憾的是，当钱德拉塞卡宣读完自己的论文后，天体物理学界的权威爱丁顿走上讲台，当众把钱德拉塞卡的论文讲稿撕成两半，并宣称钱德拉塞卡的理论全盘皆错，理由是钱德拉塞卡推出了一个“非常古怪的结论”。爱丁顿对钱德拉塞卡的态度引起了台下听众的哄堂大笑，会议主席也没有给钱德拉塞卡答辩的机会就让他下台了。当会议结束后，几乎每个与会的天文学家都走到钱德拉塞卡跟前，同情地对他说：“这太糟糕了，太糟糕了……”这样的境遇，临到谁的头上都会受不了，何况在钱德拉塞卡看来，自己的研究成果不被世人所接受，或者世人根本没看懂他的研究。钱德拉塞卡的心情沮丧到了极点，用他自己后来回忆的话来形容，就是“世界就是这样终结的，不是伴着一声巨响，而是伴着一声呜咽”。并不服气的钱德拉塞卡持续地与爱丁顿争论了好几年，但囿于当时证据的局限性，钱德拉塞卡并没能“说服”爱丁顿，也没能让其他天文学家信服，所以当时并没有一个权威的科学家愿意“冒险”，站出来支持钱德拉塞卡，这让钱德拉塞卡不得不放弃了这个课题的进一步深入研究。1937年，钱德拉塞卡移居美国芝加哥大学后不久，就把自己的理论写进了一本书里，让它“自生自灭”了。

我们很难形容，当钱德拉塞卡不得不放弃自己最得意的课题时，那份失落与孤寂的心情。是的，生活在一个不被整个世界理解的环境里，那是怎样的一种郁闷和孤独！

芝加哥大学

1937年1月，钱德拉塞卡到芝加哥大学工作，成为在美工作的俄罗斯天文学家斯特鲁维^[17]博士与芝加哥大学校长胡钦斯^[18]的助理教授。此后，钱德拉塞卡除有短暂的时间在隶属于芝加哥大学的叶凯士天文台工作，二战期间参与在马里兰州亚伯丁实验场的弹道学实验研究之外，都没有离开过芝加哥大学。

没有被理解的钱德拉塞卡并没有失去对未知宇宙探索的热情。在1939年到1943年期间，钱德拉塞卡继续研究恒星动力学问题。

其后的1944年到1949年，钱德拉塞卡专注于辐射转移的探索并在有限大气和半无限大气中的辐射转移问题上，有了开创性的发现。正当钱德拉塞卡在这一领域建立起自己的权威时，他做出了令人不可思议的事：毅然退出了这一研究领域，投入到对磁流体稳定性与流体动力学新探索中去，直到1961年。虽然这种行为在外人看来是令人费解的，但钱德拉塞卡有自己的想法。在他看来，他已经在这个领域花了5年的时间，这个领域也已经有了开创性的局面，但是正因为它走向成熟期，冒出的问题不少，这些问题一个比一个复杂，一个比一个困难，但都一一被天文学家所解决，形成了一个非常和谐的研究成果。钱德拉塞卡认为，这么完美的课题，如果再被自己深入研究，提出一些新的问题，就破坏了它的和谐美，及其优美的连贯性。所以当钱德拉塞卡写了《辐射转移》算是对这个领域的总结时，就彻底离开了该领域。因为担心破坏研究内容的和谐美，而放弃了对它的深入研究，这对科学家来说，真是匪夷所思之事。但对钱德拉塞卡来说，一旦研究中失去了美的元素，研究就失去了持续不断的动力，缺乏了创造的激情和探求真理的灵感。

1971年，钱德拉塞卡开始对黑洞的数学理论进行研究。到1980年代后期，钱德拉塞卡则以引力波碰撞为课题开始研究。

是金子总会发光的，时间老人总能公正地对待每一位人。虽然“钱德拉塞卡极限”在20世纪30年代不被承认，但大约过了30年，爱丁顿这些当时的天文学权威已经作古，天文学上的观测资料和发现也越来越丰富，更多的证据指向“钱德拉塞卡极限”是科学的，“钱德拉塞卡极限”的发现也最终得到了天体物理学界的公认。又过了约20年后的1983年，钱德拉塞卡获得了诺贝尔物理学奖。而此时，他已经是一位两鬓斑白的古稀老人了。

此外，钱德拉塞卡从1952年开始担任芝加哥天体物理学教授，1953年加入了美国籍。1952年到1971年，钱德拉塞卡担任美国《天体物理学杂志》的主编，他也是国际科学学会的荣誉会员，一生中写了约四百篇论文。

钱德拉塞卡获得诺贝尔物理学奖

到1985年，钱德拉塞卡正式退休。

退休以后的钱德拉塞卡并没有闲着。从1990年到1995年，钱德拉塞卡研读了牛顿的名著《自然哲学的数学原理》，并在1995年出版了《普通读者的牛顿定律》一书。

1995年，钱德拉塞卡因心脏衰竭在芝加哥去世，享年85岁。

为了纪念钱德拉塞卡所作出的杰出贡献，谷歌在其诞辰这个日子上制作了一个以其为主题的涂鸦

现在，我们来“反思”钱德拉塞卡极限受到的“不公正待遇”。如果这件事降临在其他年轻的科学家头上，他们可能无法承受这样的挫折而自暴自弃。而钱德拉塞卡不但没有放弃与怨恨，甚至感谢有这段经历。在他看来，假如当时爱丁顿赞成他的研究成果，这种结局可能对整个天文学的发展是有益处的，因为人类对黑洞等天体的认识可以提前好多年；但对他个人来说，并不一定有益。如果爱丁顿给予他赞美，他可能会获得盛誉，在科学界地位也会有根本性的提高，但在“功成名就”的诱惑下，他后半生的科学研究可能会受到影响。

钱德拉塞卡的这番反思不是替爱丁顿辩解，也不是为了展示他的“大人不计小人过”的高风亮节。他非常清楚，在科学史上，有多少科学家在年轻时获得功名后，还能保持持久的青春活力，在中年或晚年有旺盛的创造力？即使像麦克斯韦^[19]和爱因斯坦这样伟大的科学家，他们也做不到。在钱德拉塞卡看来，年轻时就获得成功的科学家，往往对大自然产生了一种傲慢的态度，好像大自然的奥秘就在自己的掌握之中，自己有洞悉它的特殊方法，并且这种方法一定是正确的。但实际上，这些科学家往往是井底之蛙，因为“作为大自然基础的各种真理，比最聪明的科学家更加强大和有力”。

正因为如此，钱德拉塞卡一生谦逊、谨慎，虽然他非常聪明，但不失勤奋。当投入工作时，他坐在一张整洁的书桌前，去探索宇宙的数学秩序。钱德拉塞卡每天至少工作12小时，一周连续工作7天，没有休息日，而且对同一个研究课题会持续研究10年左右，只有得到了一个确切的“结果”，才会结束对这个课题的研究。也就是说，当钱德拉塞卡研究某个宇宙问题，这个问题完全可以用简约的数学方程来表达时，他才作罢。其后，他会将他的研究成果写成一本书，以后就再也不关注这个问题了，并开始开拓新的研究领域。(www.xing528.com)

同样，钱德拉塞卡在教学上也是以严谨著称的。听过他上课的学生反映，钱德拉塞卡的板书非常工整简洁，讲稿整洁到可以直接拿去印刷。

关于钱德拉塞卡严谨的科学研究和工作态度，还有一个非常著名的故事：

在20世纪40年代中后期，钱德拉塞卡还在叶凯士天文台从事研究，每周都会驱车数百英里，就为了给只有两名学生的班级上课。这两个学生就是在1957年荣获诺贝尔物理学奖的美籍华裔物理学家杨振宁和李政道^[20]。

钱德拉塞卡这一生在孤独地探索着宇宙美的事业。他远离祖国，起初研究成果经常不被认可，而且生活在白人统治下的西方学术界中，有时还会受到种族歧视。但这样的环境都不能影响他负重前行，在钱德拉塞卡的世界里，探索未知的领域，以美的姿态开拓进取，是他对待人生的积极态度。

除了获得诺贝尔物理学奖之外，1999年，美国宇航局一颗X射线天文卫星升空，该卫星被命名为“钱德拉X射线天文台”。此外，钱德拉塞卡极限、小行星1958“钱德拉”的命名，正是后世对这位孤独前行的天体物理学家的最好纪念。

钱德拉X射线天文台

李政道（左）和杨振宁（右）

【注释】

[1]苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar，1910～1995）是一位印度裔美国籍物理学家和天体物理学家。

[2]威廉·艾尔弗雷德·福勒（William Alfred Fowler，1911～1995）是美国天体物理学家，因对核反应理论和实验研究以及对宇宙化学元素分布的解释获得1983年诺贝尔物理学奖。

[3]亨利克·易卜生（Henrik Ibsen，1828～1906）是挪威戏剧家，现代散文剧的创始人。其最著名的著作有诗剧《彼尔·英特》，社会悲剧《玩偶之家》《群鬼》《人民公敌》《海达·加布勒》。其象征性剧作《野鸭》《当我们死而复醒时》等反映其“精神死亡”的思想。

[4]种姓制度是曾在印度、孟加拉国、斯里兰卡等国普遍存在的一种以血统论为基础的社会体系，其中以印度最为严重。印度种姓制度源于印度教，又称瓦尔纳制度，是在后期吠陀时代形成的，具有3000多年历史。这一制度将人分为4个等级，即婆罗门、刹帝利、吠舍和首陀罗。第一等级婆罗门主要是僧侣贵族；第二等级刹帝利是军事贵族和行政贵族，负贵守护婆罗门阶层生生世世；第三等级吠舍是普通雅利安人，政治上没有特权，必须以布施和纳税的形式来供养前两个等级，主商业；第四等级首陀罗绝大多数是被征服的土著居民，被认为低贱的职业。

[5]威廉·莎士比亚（William Shakespeare，1564～1616）是英国文学史上最杰出的戏剧家，也是欧洲文艺复兴时期最重要、最伟大的作家，全世界最卓越的文学家之一。

[6]托马斯·哈代（Thomas Hardy，1840～1928）是英国诗人、小说家。哈代一生共发表了近20部长篇小说，代表作有《德伯家的苔丝》《无名的裘德》《还乡》和《卡斯特桥市长》等。

[7]阿诺德·索末菲（Arnold Sommerfeld，1868～1951）是德国物理学家，量子力学与原子物理学的开山鼻祖人物。他对原子结构及原子光谱理论有巨大贡献，对陀螺的运动、电磁波的传播以及金属的电子论也有一定成就。他也是一位杰出的老师，教导和培养了很多优秀的理论物理学家。

[8]埃尔温·薛定谔（Erwin Schrödinger，1887～1961）是奥地利物理学家，量子力学奠基人之一，发展了分子生物学，因“发现了原子理论的新的多产的形式”和狄拉克共获1933年诺贝尔物理学奖。沃纳·卡尔·海森堡（Werner Karl Heisenberg，1901～1976）是德国著名物理学家，量子力学的创始人之一，也是哥本哈根学派的代表人物。保罗·狄拉克（Paul Dirac，1902～1984）是英国理论物理学家，量子力学的奠基者之一，对量子电动力学早期的发展作出重要贡献，因为“发现量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程”和埃尔温·薛定谔共同获得了1933年诺贝尔物理学奖。沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli，1900～1958）是美籍奥地利科学家、物理学家，主要科学成就有泡利矩阵、泡利不相容原理和β衰变等，因“发现不相容原理，也称泡利原理”获得1945年诺贝尔物理学奖。这些物理学家的事迹，可参阅《谁是主宰者》中的《诺贝尔奖得主的“孵化师”》一文。

[9]拉尔夫·福勒（Ralph Fowler，1889～1944）是英国物理学家和天文学家，英国皇家学会会员。

[10]贾瓦哈拉尔·尼赫鲁（Jawaharlal Nehru，1889～1964）是印度开国总理，印度独立运动的参与人，主张印度要从大英帝国独立，印度不结盟运动的创始人。

[11]斯里尼瓦萨·拉马努金（Srinivasa Ramanujan，1887～1920）是印度数学家。

[12]梅内德·萨哈（Meghnad Saha，1893～1956）是印度天文物理学家。

[13]萨特延德拉·纳特·玻色（Satyendra Nath Bose，1894～1974）是印度物理学家。

[14]钱德拉塞卡拉·旺卡塔·拉曼（Chandrasekhara Venkata Raman，1888～1970）是印度物理学家。

[15]亚瑟·斯坦利·爱丁顿（Arthur Stanley Eddington，1882～1944）是英国物理学家、天文学家和数学家。自然界密实物体的发光强度极限被命名为“爱丁顿极限”。著作有《恒星和原子》《恒星内部结构》《基本理论》《科学和未知世界》《膨胀着的宇宙：天文学的重要数据》《质子和电子的相对论》《物理世界的性质》《科学的新道路》等。

[16]爱德华·亚瑟·米尔恩（Edward Arthur Milne，1896～1950）是英国天体物理学家和数学家，曾担任英国皇家学会主席。

[17]鄂图·斯特鲁维（Otto Struve，1897～1963）是俄罗斯天文学家。19世纪20年代，领导了通过圣彼得堡附近的子午线上的弧度测量。19世纪30年代后期负责筹建当时欧洲最大的天文台——普尔科沃天文台，1839～1862年任该台第一任台长。

[18]罗伯特·梅纳德·胡钦斯（Robert Maynard Hutchins，1899～1977）是美国教育哲学家，永恒主义教育流派的代表人物。1929年，胡钦斯应聘担任芝加哥大学校长，推行“芝加哥计划”，对这所大学进行改革。与此同时，他又推行“名著教育计划”，并专门设立了“西方名著编纂咨询委员会”。

[19]詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831～1879）是英国物理学家和数学家，是经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。可参阅《谁是主宰者》一书中的《拉姆塞和稀有气体》一文。

[20]杨振宁（1922～）是著名物理学家，李政道（1926～）是美籍华裔物理学家。他们获得1957年诺贝尔物理学奖。