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世界上第一位地球物理学教授 精选

已有 13760 次阅读 2013-4-2 07:36 |个人分类:地球物理|系统分类:科研笔记| 教授, 地震学, 地球物理学, 里克特, 古登堡

世界上第一位地球物理学教授

魏东平

 

引子 我真心地希望:一百年前的美国,可以映照出今天之中国的影子。

在阅读地球物理经典论文的同时,对照着追踪撰写这些经典论文的作者生平,包括他们的童年时代,以及他们的前后学术家谱,有时候也是一件非常有趣并值得深思的事情。

大多数人都对地震学家里克特(Charles Francis Richter)耳熟能详,主要是因为他那著名的里氏地震震级的标定方法。里克特是幸运的,能够正好赶上地震学日新月异快速发展的大好时代。他学术出身于传统的经典物理学,博士毕业之前,便能够得到诺贝尔奖获得者——密立根的赏识,进入到蒸蒸日上的后来挪至加州理工学院的地震学实验室工作,并因此能够“傍上”当时地震学界的超级大腕——地震学家古登堡(Beno Gutenberg);反过来,因为古登堡与里克特等人的开创性工作,加州理工学院的地震学实验室,也包括加州理工学院本身,因此而变得更加地有名。

关于古登堡,我曾经在“纪念人类发现地壳100周年”一文中介绍了他的代表性工作,是他发现了地球内部的地幔地核界面——我们今天称之为古登堡界面,并且准确地通过地震学的方法确定了这个界面的深度,他的这项非凡的工作发表于1914年。到了1930年,也就是里克特获得他的物理学博士学位的两年后,古登堡因为他的犹太裔身份,被迫从当时的自然科学中心德国,转道美国任加州理工学院地震学实验室的教授,从而开始了他与里克特两人之间长时间的亲密合作。

完全可以说,如果没有古登堡的大力提携与高风亮节,那么今天关于地震震级标定的名称,或许就有可能变成了古氏震级,基本没有里克特与里氏震级什么事了,甚至里克特是否能够成为加州理工学院的教授,都可能是一个未知数。当然,这样的历史不会发生,也不可能发生。

因为古登堡同样遇到了一位很好的学术领路人——地球物理学家威歇特(Emil Wiechert)!凡学过“地震学原理”课程者都知道,地震波在地球内部传播,它的传播速度如何确定?有两个非常经典的办法可以求解,一个是古登堡提出的拐点方法,另一个便是威歇特等人提出的积分方法。换句话说,我们今天关于地震学的大部分工作,都是建立在威歇特与古登堡师徒二人的工作基础之上的。

进一步追踪可以发现,其实古登堡之所以伟大,一定程度上与威歇特的慧眼识才及其后的大力提拔是分不开的。事实上,称威歇特为一位杰出的传统物理学家一点都不意外,他曾经在世界上第一个成功地测量出了电子的质荷比,只是在具体解释的最后临门一脚中,因为“臭脚”而致球偏出网不入正门。

威歇特随后从一位传统的物理学家,华丽转身为世界上的第一位地球物理学家(1898年),他首先提出了可实证的地球分层模型,并提出来如何确定这些分层的计算方法,随后逐渐地被他自己,与他的得力弟子古登堡等人一一确认与修改。

其实,在量子力学产生以前,传统物理学中表征微观尺度的原子分层模型,与我们现在宏观尺度上描述地球内部结构的分层模型,具有一定的相似性,这在十九世纪末与二十世纪初那段时间的物理学家们看来,是一件再正常不过的事情。

与之对照,未来的地球物理学如何发展?现在看来,也同样到了地球物理学家们认真思考的时候了。换句话说,关于地球物理,我们现在有可能走到了一个临界点,类似于100年前的传统物理学那样的状态——但随后便有了量子物理学。



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