微纳世界大,和谐天地宽分享 http://blog.sciencenet.cn/u/张海霞 四世同堂,单纯的幸福

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张海霞│你好,拉曼先生!

已有 1859 次阅读 2021-9-12 11:36 |个人分类:国际交流|系统分类:海外观察

【题记】iCANX Talks的speaker里印度人不是很多,但是都非常的优秀,比如iCANX四个联席主持人之一的Jagadish教授,他是在澳大利亚工作的印度裔科学家,他的工作是世界顶尖的不说,他那助人为乐的美好品质真的是让人佩服:他的实验室里有来自几十个国家的学生和学者,他自己跟48个国家有过合作项目,他和太太还专门设立了资助女学生的公益项目。真的是一个学术和人品都达到高峰的顶级科学家。


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当然,我也发现,其实认识的印度科学家好像都有这个特点:他们都特别地愿意帮助别人,比如去年在iCANX做讲座的Saifure Rahman教授,他在能源领域做出了重要贡献不说,还积极竞选IEEE的主席,致力于学术组织的服务和国际交流,热情非常高。我记得当时我问他:

是什么机缘让您这么热心为学术界服务啊?

他说:我姓拉曼啊,这是一个具有科学传统的姓氏,你知道那个发现“拉曼光谱”获得亚洲第一个获得诺贝利科学奖(物理奖)的拉曼先生吧?他不仅自己是顶级的科学家,还团结全印度的科学家,建立印度科学院,贡献毕生精力为印度科学发展做出了重大的贡献!我也姓拉曼,我也要做好啊!

这样啊!太好了,这个周末我们正好讲讲亚洲之光--拉曼先生的故事,热爱科学的人一定要看啊!


神奇的国度│你不知道的印度诺贝尔物理学奖

邻国,印度,佛教的发源地,离我们很近的一块神奇的土地,可是,长这么大我对印度真的很不了解,或者了解的很片面,知道的也几乎都是负面的消息:

20多年前先生去印度出差,回来以后就一句话:千万不能去印度!除了泰姬陵美轮美奂以外,其他的地方简直是无法立足,饮用水和食物都难以接受,千万不能去!

在美国的时候,邻居有一家是印度人,男的在大学里任职,女的在家里操持,几年之内生了四个男孩,家里简直是鸡飞狗跳,那个妈妈累得脱形……

几年前一个在北大做博士后的小伙子来找我,希望我给他的未婚妻提供一个类似博士后的研究位置,我被他的诚心感动(真的没想到印度还有这样为妻子着想的未婚夫)接纳了他的妻子来我的科研小组工作,做的不错,回国前给两个孩子饯行,没想到他们的一番话又让我的心凉到了冰点:他们说我们没有办法在印度找到工作,因为印度的大学和研究所的位置全部需要“行贿”才能获得,而他们都来自普通家庭没有钱去行贿因此也就根本没有资格去找教职,所以他们还要在中国或者东南亚找工作,后来他俩去了深圳……

几年前看电影《大唐玄奘》,坐在我旁边的一对小年轻的对话:“印度难道不是一直说英语吗?” 让我对印度更是嘘嘘不已:被殖民地的耻辱真的是太难以洗刷!

……



这就是我所知道的印度的只言片语:落后、贫穷、重男轻女、腐败、贿赂、殖民……真的,很抱歉,几乎没有一个好的词能够让我第一时间和印度挂上钩,可是这个《摔跤吧,爸爸》确实让我对印度开始刮目相看,让我对本来很不感冒的邻国--印度一下子有了兴趣,很意外的一次机会知道我们天天用的“拉曼光谱”竟然是印度人拉曼发明的,让我更是一发不可收拾地想了解印度--这片神奇的土地,我们都知道印度大文豪泰戈尔获得过诺贝尔文学奖,可我们真的难以想象印度竟然还是亚洲第一个获得诺贝利科学奖的国度,这个人就是1930年获得物理学奖的钱德拉塞卡拉·拉曼,53年后的1983年他的侄子苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡也获得了物理学奖,他们的故事颇具传奇色彩,也很值得大家深思,特别找来与大家分享:

                             



拉曼(SirChandrasekhara Venkata Raman, 1888-1970)因光散射的研究和发现拉曼效应获得了1930年度的诺贝尔物理学奖,第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。

拉曼1888117日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授,自幼对他进行科学启蒙教育,他天资出众,16岁大学毕业,以第一名获物理学金奖。1906年,他仅18岁,就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文,是关于光的衍射效应的。19岁又以优异成绩获硕士学位。由于生病,拉曼失去了去英国某个著名大学博士论文的机会。独立前的印度,如果没有取得英国的博士学位,就意味着没有资格在科学文化界任职。但会计行业是当时唯一例外的行业,不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求一份职业,结果获得第一名,被授予了总会计助理的职务。

拉曼在财政部工作很出色,担负的责任也越来越重,但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标,把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构,叫印度科学教育协会,里面有实验室,拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力,拉曼在没有高级科研人员指导的条件下,靠自己的努力作出了一系列成果,也发表了许多论文。1917加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授,使他从此能专心致力于科学研究。他在加尔各答大学任教十六年期间,逐渐在加尔各答形成了以拉曼为核心的印度科学研究中心,团结和影响了一大批著名学者,物理学家沙哈(M.N.Saha)和玻色(S.N.Bose)就是其中之一。

1921年夏天,由拉曼代表加尔各答大学乘坐客轮纳昆达号去英国讲学,他对海水的深蓝色着了迷,一心要追究海水颜色的来源,他在甲板上用简便的光学仪器俯身对海面进行观测。他在回程的轮船上写了两篇论文,讨论这一现象,论文在中途停靠时先后寄往英国,发表在伦敦的两家杂志上。拉曼返回印度后,立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研究,探索各种透明媒质中光散射的规律,许多人参加了这些研究,七年间他们共发表了大约五六十篇论文。

1922年,拉曼写了一本小册子总结了这项研究,题名《光的分子衍射》,书中系统地说明了自己的看法。在最后一章中,他提到用量子理论分析散射现象,认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子。拉曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。与此同时,拉曼也在追寻理论上的解释。1924年拉曼到美国访问,正值不久前A.H.康普顿发现X射线散射后波长变长的效应,而怀疑者正在挑起一场争论。拉曼显然从康普顿的发现得到了重要启示,后来他把自己的发现看成是康普顿效应的光学对应

直到1928228日下午,拉曼采用单色光作光源做了一个非常漂亮的有判决意义的实验:他从目测分光镜看散射光,看到在蓝光和绿光的区域里,有两根以上的尖锐亮线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况,变散射线的频率比入射线低,偶尔也观察到比入射线频率高的散射线,但强度更弱些。不久,人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充,是研究分子结构的有力武器。

拉曼发现反常散射的消息传遍世界,引起了强烈反响,许多实验室相继重复,证实并发展了他的结果。科学界对他的发现给予很高的评价。1930年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的拉曼,以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。

1934年,拉曼和其他学者一起创建了印度科学院,并亲任院长。1947年,又创建拉曼研究所。在他80寿辰时,出版了他的专集:《视觉生理学》。拉曼1970年逝世,享年82岁,按照他生前的意愿火葬于他的花园里。

这就是印度科学界的传奇人物拉曼的一生,为发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩,立足印度,无师自通,在条件极其艰苦又没有外援的情况下建立了走在世界前列的科学研究中心,可以说拉曼的一生是完美的,生于斯、长于斯、成名于斯、值得印度人民为之感到骄傲和自豪,更值得钦佩。

那印度第二位获得诺贝尔物理学奖的物理学家,苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡,拉曼的亲侄子,他的成长和成名却是科学史上的一段冤假错案,别有一番滋味值得品味。


  钱德拉塞卡于1910年出生在英属印度,在家中排名第3,父亲为印度会计暨审计部门的高阶官员,母亲则是一位知识分子,并曾将亨利克·易卜生的剧作《玩偶之家》翻译成泰米尔语。钱德拉塞卡起初在家中学习,后来则进入清奈的高中就读(1922年至1925年间)。他在1925年至1930年进入了清奈的院长学院(Presidency College),并获得学士学位。钱德拉塞卡在19307月获得印度政府的奖学金,于是前往英国剑桥大学深造,并成为劳夫·哈沃德·福勒(Ralph Howard Fowler)的学生,1933年获得英国剑桥大学三一学院博士学位。此后在剑桥任教。在保罗·狄拉克的建议下,钱德拉塞卡花费一年的时间在哥本哈根进行研究,并且认识了尼尔斯·玻尔。19371月到芝加哥大学任教,并在1952年成为天体物理学教授,1953年成为美国的公民,为李政道和杨振宁授课,1983年因在星体结构和进化的研究而与另一位美国天体物理学家威廉·艾尔弗雷德·福勒共同获诺贝尔物理学奖1995年功成名就的他因心脏衰竭去世于芝加哥,他一生中写了约四百篇论文。

这堪称完美的履历,钱德拉塞卡,出生名门、聪明绝顶、留学名校、师从泰斗、谈笑鸿儒、名流清史……然而真实的故事却不是这样继续发生的。


钱德拉塞卡是个有点羞涩的印度青年。193019岁的他因成绩优异获得政府奖学金,只身乘船前往英国剑桥求学。在长达十几天的漫长航行中,他奇迹般地初步计算出一个结果:当白矮星的质量大于太阳质量的1.44倍,恒星的最终归宿将不会是白矮星,恒星将塌缩成中子星、黑洞(在成为超新星之后),这就是著名的钱德拉塞卡极限。

经过在剑桥的学习,钱德拉塞卡逐步完善了自己的发现。在1935年皇家天文学会的会议上,这个24岁的青年终于得到宣读自己论文的机会。

当钱德拉塞卡在会上宣读完自己的论文后,当时天体物理学界的权威爱丁顿走上讲台。他当众把钱德拉塞卡的讲稿撕成两半,宣称其理论全盘皆错,原因是他得出了一个非常古怪的结论。听众顿时爆发出笑声。会议主席甚至没有给这位年轻人答辩的机会。会议结束后,几乎所有人都走到钱德拉塞卡跟前,说:这太糟糕了,太糟糕了……”

与爱丁顿的争论持续了几年,没有一个权威科学家愿意站出来支持钱德拉塞卡。最后,他终于明白应该完全放弃这个研究课题。在1937年到了芝加哥大学以后不久,他把自己的理论写进了1939年出版的系统论述恒星内部结构理论的《恒星结构研究引论》书里。

差不多30年后,这个后来被称为钱德拉塞卡极限的发现得到了天体物理学界的公认。然后又过了20年,钱德拉塞卡获得了诺贝尔奖1983年,当他从瑞典国王手中接过诺贝尔奖章时,已是两鬓斑白的垂垂老者。

功成名就之时,他选择谅解:“假定当时爱丁顿同意自然界有黑洞……这种结局对天文学是有益处的。他说,但我不认为对我个人有益。爱丁顿的赞美之词将使我那时在科学界的地位有根本的改变……但我的确不知道,在那种诱惑的魔力面前我会怎么样。的确,有多少年轻人在功成名就之后,还能长久保持青春活力呢?这些成功的人对大自然逐渐产生了一种傲慢的态度。这些人以为自己有一种看待科学的特殊方法,并且这种方法一定是正确的。但实际上,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为避免犯爱丁顿爵士的错误,钱德拉塞卡博士在此后长达五十年的学术生涯里开始不停地探索新领域:

1929年-1939年,钱德拉塞卡将研究目标集中在恒星结构,也包括白矮星的理论。

1939年-1943年间,他则继续研究恒星动力学(Stellar dynamics)。1943年,他出版《恒星动力学原理》一书,运用经典力学讨论星团、星系等天体系统的动力学问题。

1943年-1950年间,钱德拉塞卡集中研究辐射传输。1950年出版《辐射转移》一书,总结了他在恒星和行星大气辐射转移理论方面的主要工作。他处理了有偏振的辐射转移问题,并用量子力学方法计算了作为中介光谱型恒星大气不透明度源泉的负氢离子吸收系数(见负氢离子吸收)。

1950年开始研究磁流体稳定性与流体动力学,出版《等离子体物理》和《流体动力学和磁流体力学的稳定性》等专著,并从事相对论天体物理的研究。

1971年开始,他对于黑洞的数学理论进行研究。

19521971年任美国《天体物理学杂志》主编。他在恒星内部结构理论、恒星和行星大气的辐射转移理论、星系动力学、等离子体天体物理学、宇宙磁流体力学和相对论天体物理学等方面都有重要贡献。

1980年代后期,他则以引力波碰撞为研究题材。

1990年至1995年之间,他曾研读牛顿的《自然哲学的数学原理》,并在1995年出版了《Newton's Principia for the Common Reader》。

 

科学面前人人平等,无论你是哪国人还是你曾经做出过怎样不可一世的贡献,更不论你是几级的官员和多大的年纪,都跟科学无关。从事科学研究的人,只有像拉曼和他的侄子钱德拉塞卡博士那样对科学真理抱有“上求碧落下黄泉”的孜孜以求的科学精神才终会有所发现,也才会得到世界的认可和尊重!

谨以此文致敬拉曼和钱德拉塞卡博士,他们在一个到处都是神、甚至是事事都要问神的国度里追求和践行科学精神,这是怎样的一种执着和伟大?!

也以此文祝福正在竞选IEEE主席的赛义夫-拉曼先生,预祝您竞选成功!让亚洲之光照亮世界!


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3 武夷山 王安良 郑永军

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