1988年初,75位諾貝爾獎得主在法國巴黎聚會。其間,曾獲得諾貝爾物理學(xué)獎的漢內(nèi)斯·阿爾文在發(fā)言中表示:“人類要生存下去,就必須回到25個世紀(jì)之前,去汲取孔子的智慧。”
這位喜歡孔子的科學(xué)家來自瑞典,在學(xué)術(shù)生涯中一直“反潮流”:別人研究光譜學(xué)的時候,他研究核物理;別人開始研究核物理的時候,他已經(jīng)轉(zhuǎn)向研究天文學(xué)和電子學(xué)了。正因如此,他的很多理論都遙遙領(lǐng)先于時代。
阿爾文可以算是天之驕子。他1908年出生于瑞典北雪平市,父母都是醫(yī)生。從升學(xué)到工作,他一路順風(fēng)順?biāo)?6歲獲得博士學(xué)位,32歲就成為斯德哥爾摩皇家理工學(xué)院的正教授。
從很早開始,阿爾文就對天文學(xué)和宇宙物理學(xué)產(chǎn)生了興趣。讀研究生時,他提出宇宙輻射起源理論,相關(guān)論文于1933年發(fā)表在《自然》雜志上。人們?nèi)缃駥υS多問題的解釋,比如磁暴期間地球磁場如何變化、天空中為何出現(xiàn)極光、彗星尾巴是怎么來的等,都受到阿爾文的影響。
阿爾文開創(chuàng)了磁流體動力學(xué),即研究電場和磁場存在下導(dǎo)電流體的動力學(xué)。他在等離子體物理學(xué)方面也取得了卓越成就,光是以他名字命名的專業(yè)概念就有一大堆:阿爾文波、阿爾文速度、阿爾文數(shù)、阿爾文層、阿爾文臨界面、阿爾文半徑……他的貢獻(xiàn)還惠及受控?zé)岷司圩?、粒子加速器、高超音速飛行和火箭推進(jìn)等技術(shù)領(lǐng)域。
不過,就算是這樣的天之驕子,在攀登科學(xué)高峰的路上也受過很多委屈。
著名天體物理學(xué)家德斯勒說,早年間,盡管阿爾文對科學(xué)作出了巨大貢獻(xiàn),但他的想法總是被駁回或被人用傲慢的態(tài)度來對待。當(dāng)時,很多物理學(xué)家對他的理論表示懷疑,多年來故意忽視阿爾文。不少期刊,特別是美國的期刊,甚至拒絕他的投稿。阿爾文無奈,只好經(jīng)常在一些不那么知名的期刊上發(fā)表論文。
阿爾文最著名的發(fā)現(xiàn)——阿爾文波,從提出到被科學(xué)界接受更是一波三折。1942年,阿爾文提出,等離子體中的磁場線就像拉伸的橡皮筋一樣,可以傳輸波。這個想法遭到嘲笑,一些批評者冷嘲熱諷地說,如果存在這樣的波,著名物理學(xué)家麥克斯韋早就發(fā)現(xiàn)了。但阿爾文并未因此自我懷疑,6年后到芝加哥大學(xué)演講時,再次講述了這個概念。他花好幾個小時,試圖說服臺下的聽眾,尤其是諾貝爾物理學(xué)獎得主恩利克·費(fèi)米。起初,他并沒有成功。但峰回路轉(zhuǎn),3周后,當(dāng)他準(zhǔn)備離開美國回瑞典時,他收到了費(fèi)米寄來的明信片,上面只有簡短的一句話:“你說得對!”有人認(rèn)為,正是這件事啟發(fā)了費(fèi)米提出宇宙射線起源理論。
然而,不是所有人都像費(fèi)米一樣愿意接受新鮮想法。阿爾文遇到的最有名的“攔路虎”是查普曼,后者堅(jiān)決否定他的想法。查普曼是英國數(shù)學(xué)家,當(dāng)時也是地球物理學(xué)公認(rèn)的領(lǐng)袖,在科學(xué)界影響很大。當(dāng)阿爾文提出磁暴和極光理論時,因?yàn)樗慕Y(jié)果與基于查普曼數(shù)學(xué)模型的結(jié)果不一致,他的論文便被期刊拒絕發(fā)表。多年后,阿爾文仍不免耿耿于懷:“同行評審制度在科學(xué)發(fā)展的平穩(wěn)時期還算令人滿意,但在天體物理學(xué)等學(xué)科發(fā)生革命時就不盡如人意了,因?yàn)楫?dāng)權(quán)者總是試圖維持現(xiàn)狀?!?/p>
阿爾文的一些想法至今仍不受歡迎。他反對宇宙大爆炸理論,提出“等離子體宇宙學(xué)”,這一概念認(rèn)為宇宙沒有開始(也沒有可預(yù)見的結(jié)束),等離子體(具有電力和磁力)在將宇宙中的物質(zhì)組織成恒星系統(tǒng)和其他大型觀測結(jié)構(gòu)方面,比引力發(fā)揮的作用更大。
但無論如何,阿爾文依然堅(jiān)持勇敢地提出自己的想法。朋友和同事說,阿爾文是“一個溫和而狂野的人”,生活中他彬彬有禮、謙遜有加,但在質(zhì)疑既定理論、為自己的想法而戰(zhàn)時很狂野。
阿爾文對科學(xué)的貢獻(xiàn)最終得到了認(rèn)可:1970年,他獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。
同年5月,阿爾文開始擔(dān)任“帕格沃什運(yùn)動”的主席。該組織是由世界著名科學(xué)家愛因斯坦、羅素等發(fā)起成立的,第一次會議于1957年在加拿大帕格沃什村舉行,由此得名。其創(chuàng)辦的宗旨是消除核武器及其他大規(guī)模殺傷性武器。阿爾文曾在瑞典提議發(fā)展核能,但后來對其長期安全性產(chǎn)生懷疑,再加上擔(dān)心核戰(zhàn)爭,便加入了“帕格沃什運(yùn)動”。
值得一提的是阿爾文和中國的緣分。阿爾文與夫人切斯汀十分喜愛中華文化, 樂于與瑞典的漢學(xué)家們交往, 還學(xué)習(xí)了一些中文。他曾透露,自己在瑞典有喝中國茶的習(xí)慣。他曾攜夫人于1963年和1972年兩次來華交流。晚年的阿爾文推崇孔子思想, 在著作與演講中多次援引中國儒家的觀點(diǎn)。
1995年,阿爾文在瑞典家中因病去世,享年86歲。人們?yōu)榱思o(jì)念他,將第1778號小行星命名為“阿爾文”。
正如他去世后《自然》雜志發(fā)表的一篇悼文中所說:“阿爾文波幾乎滲透到等離子體物理學(xué)的所有分支,幾乎每個等離子體物理學(xué)家每天都會提到幾次。無論你是否欽佩阿爾文,他都是不朽的?!?/p>
(作者單位:北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院)
編輯 許曄/美編 苑立榮/編審 張勉