研究宇宙的他,爱上孔子
作者: 焦维新
1988年初,75位诺贝尔奖得主在法国巴黎聚会。其间,曾获得诺贝尔物理学奖的汉内斯·阿尔文在发言中表示:“人类要生存下去,就必须回到25个世纪之前,去汲取孔子的智慧。”
这位喜欢孔子的科学家来自瑞典,在学术生涯中一直“反潮流”:别人研究光谱学的时候,他研究核物理;别人开始研究核物理的时候,他已经转向研究天文学和电子学了。正因如此,他的很多理论都遥遥领先于时代。
阿尔文可以算是天之骄子。他1908年出生于瑞典北雪平市,父母都是医生。从升学到工作,他一路顺风顺水,26岁获得博士学位,32岁就成为斯德哥尔摩皇家理工学院的正教授。
从很早开始,阿尔文就对天文学和宇宙物理学产生了兴趣。读研究生时,他提出宇宙辐射起源理论,相关论文于1933年发表在《自然》杂志上。人们如今对许多问题的解释,比如磁暴期间地球磁场如何变化、天空中为何出现极光、彗星尾巴是怎么来的等,都受到阿尔文的影响。
阿尔文开创了磁流体动力学,即研究电场和磁场存在下导电流体的动力学。他在等离子体物理学方面也取得了卓越成就,光是以他名字命名的专业概念就有一大堆:阿尔文波、阿尔文速度、阿尔文数、阿尔文层、阿尔文临界面、阿尔文半径……他的贡献还惠及受控热核聚变、粒子加速器、高超音速飞行和火箭推进等技术领域。
不过,就算是这样的天之骄子,在攀登科学高峰的路上也受过很多委屈。
著名天体物理学家德斯勒说,早年间,尽管阿尔文对科学作出了巨大贡献,但他的想法总是被驳回或被人用傲慢的态度来对待。当时,很多物理学家对他的理论表示怀疑,多年来故意忽视阿尔文。不少期刊,特别是美国的期刊,甚至拒绝他的投稿。阿尔文无奈,只好经常在一些不那么知名的期刊上发表论文。
阿尔文最著名的发现——阿尔文波,从提出到被科学界接受更是一波三折。1942年,阿尔文提出,等离子体中的磁场线就像拉伸的橡皮筋一样,可以传输波。这个想法遭到嘲笑,一些批评者冷嘲热讽地说,如果存在这样的波,著名物理学家麦克斯韦早就发现了。但阿尔文并未因此自我怀疑,6年后到芝加哥大学演讲时,再次讲述了这个概念。他花好几个小时,试图说服台下的听众,尤其是诺贝尔物理学奖得主恩利克·费米。起初,他并没有成功。但峰回路转,3周后,当他准备离开美国回瑞典时,他收到了费米寄来的明信片,上面只有简短的一句话:“你说得对!”有人认为,正是这件事启发了费米提出宇宙射线起源理论。
然而,不是所有人都像费米一样愿意接受新鲜想法。阿尔文遇到的最有名的“拦路虎”是查普曼,后者坚决否定他的想法。查普曼是英国数学家,当时也是地球物理学公认的领袖,在科学界影响很大。当阿尔文提出磁暴和极光理论时,因为他的结果与基于查普曼数学模型的结果不一致,他的论文便被期刊拒绝发表。多年后,阿尔文仍不免耿耿于怀:“同行评审制度在科学发展的平稳时期还算令人满意,但在天体物理学等学科发生革命时就不尽如人意了,因为当权者总是试图维持现状。”

阿尔文的一些想法至今仍不受欢迎。他反对宇宙大爆炸理论,提出“等离子体宇宙学”,这一概念认为宇宙没有开始(也没有可预见的结束),等离子体(具有电力和磁力)在将宇宙中的物质组织成恒星系统和其他大型观测结构方面,比引力发挥的作用更大。
但无论如何,阿尔文依然坚持勇敢地提出自己的想法。朋友和同事说,阿尔文是“一个温和而狂野的人”,生活中他彬彬有礼、谦逊有加,但在质疑既定理论、为自己的想法而战时很狂野。
阿尔文对科学的贡献最终得到了认可:1970年,他获得了诺贝尔物理学奖。
同年5月,阿尔文开始担任“帕格沃什运动”的主席。该组织是由世界著名科学家爱因斯坦、罗素等发起成立的,第一次会议于1957年在加拿大帕格沃什村举行,由此得名。其创办的宗旨是消除核武器及其他大规模杀伤性武器。阿尔文曾在瑞典提议发展核能,但后来对其长期安全性产生怀疑,再加上担心核战争,便加入了“帕格沃什运动”。
值得一提的是阿尔文和中国的缘分。阿尔文与夫人切斯汀十分喜爱中华文化, 乐于与瑞典的汉学家们交往, 还学习了一些中文。他曾透露,自己在瑞典有喝中国茶的习惯。他曾携夫人于1963年和1972年两次来华交流。晚年的阿尔文推崇孔子思想, 在著作与演讲中多次援引中国儒家的观点。
1995年,阿尔文在瑞典家中因病去世,享年86岁。人们为了纪念他,将第1778号小行星命名为“阿尔文”。
正如他去世后《自然》杂志发表的一篇悼文中所说:“阿尔文波几乎渗透到等离子体物理学的所有分支,几乎每个等离子体物理学家每天都会提到几次。无论你是否钦佩阿尔文,他都是不朽的。”
(作者单位:北京大学地球与空间科学学院)
编辑 许晔/美编 苑立荣/编审 张勉