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伟大的老师——物理学家惠勒和他的学生们

作者:牧夫天文
伟大的老师——物理学家惠勒和他的学生们

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伟大的老师

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物理学家惠勒和他的学生

在教师节,让我们简要地看一下约翰·阿奇博尔德·惠勒(John Archibald Wheeler),他是美国著名的物理学家,广义相对论的代长,也是黑洞的名字。

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惠勒,广义相对论的代长

作为科学家,他是众所周知的,作为老师,他愿意教大一年级,在他心目中,年轻人的思想是最重要的,年轻人更容易接受他创造的看似与传统的新词相悖:黑洞、虫洞等等。费曼、贝肯斯坦、索恩、米斯纳、胡、克劳德、安鲁、埃弗雷特、怀特曼、普里塞特、杰拉赫、克里斯托杜鲁、沃尔德等著名物理学家都是他的学生,我们一一来看看惠勒先生和他的"柳树"。

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惠勒经典照片

1

一代族长 - 惠勒

约翰·惠勒出生于1911年7月9日,从小就对宇宙感兴趣。在哥本哈根长大后,惠勒和玻尔一起长大,最终成为一名量子力学研究者。作为哥本哈根学派的成员,惠勒为量子力学的发展做出了重要贡献。但他同样精通相对论,尤其是广义相对论。第二次世界大战后,他致力于美国广义相对论的推广和研究。作为一位知名和成熟的理论物理学家,惠勒在许多方面做出了杰出的贡献 - 他,正式命名为"黑洞",他与他的学生,相对论研究巨人查尔斯·米斯纳和基普·索恩共同撰写了其中大部分,第一本书,引力圣经,在业界通常被称为MTW,米斯纳·米斯纳的名字的开篇字母, 索恩·索恩(Thorne Thorne)和惠勒·惠勒(Wheeler Wheeler),或者他提出了"惠勒的延迟选择",例如经典思想实验。当然,惠勒在物理学上的贡献远不止于此,他在统一理论、宇宙学等方面也做出了杰出的贡献。在他的领导下,普林斯顿大学已成为美国和世界各地相对论研究的领先机构之一。2008年4月13日,大心脏停止跳动。

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MTW的引力理论

这本1300页的书是广义相对论中最经典的著作之一。

2

蓝色 - 费曼

理查德·费曼(Richard Feynman),美国物理学家,1965年诺贝尔物理学奖获得者,量子电动力学创始人之一。费曼被认为是一位顶级物理学家,他多次在各大媒体的物理学家排名中进入前10名。可以说,与他的导师惠勒相比,费曼是"蓝色对蓝色而不是蓝色"是当之无愧的。另一方面,费曼是一位伟大的老师。他的《费曼物理讲义》预言生动幽默,经久不衰,被翻译成多种语言畅销世界各地,其广度难以触及许多主流物理教科书。

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费曼的物理讲义的封面

3

穿过虫洞 - 索恩

几年前,诺兰执导了硬汉科幻电影《星际穿越》,这部非常严谨的电影背后的科学顾问和编剧是天体物理学家基普·索恩。索恩是加州理工学院(California Institute of Technology)的理论物理学教授,也是惠勒最喜欢的学生,是虫洞理论的先驱之一,也是激光干涉引力波天文台LIGO的创始人之一,LIGO是引力波物理学的权威。随着引力波信号的成功探测,索恩非常希望获得诺贝尔物理学奖,这是他的老师惠勒和他的朋友霍金没有获得的荣誉。

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《星际穿越》中的索恩。

4

黑洞的熵 - 贝肯斯坦

熵和黑洞是物理学中众所周知的专业术语,正是著名的理论物理学家贝肯斯坦将这两个词联系起来。当他还是普林斯顿大学的博士生时,他是惠勒的导师。也是在惠勒上学期间,贝肯斯坦发表了几篇将载入史册的论文。1990年,他成为希伯来大学的教授,三年后成为其理论物理系的学科负责人。贝肯斯坦一生为物理学的发展做出了巨大贡献,并在热力学、引力和黑洞信息领域做出了开创性的贡献。

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黑洞热力学大师贝肯斯坦

5

不安的真空吸尘器 - 安鲁

加拿大物理学家Anlu(W. Unruh)也是惠勒先生的高脚。安鲁最著名的研究成果是安禄效应。简而言之,安鲁效应是真空不是空的,伦德勒时空中的均匀加速度观察者会发现自己处于热水浴中。这种效应与霍金辐射的原理基本相同,因此被称为霍金-安鲁效应。有趣的是,这位物理学家是德国血统,德语单词"unruhig"的意思是"令人不安",而他的Anru效应恰恰表明真空非常令人不安。

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安鲁教授

6

中国骄傲 - 胡小英

胡晓义教授是马里兰大学的华裔美国人(生于重庆,后来移居香港),是国际引力物理学界颇具影响力的学者。他还是著名物理学家约翰·惠勒(John Wheeler)的博士生,后者于1972年毕业,成为广义相对论、量子引力理论、量子信息理论、弯曲时空中的量子场论和早期宇宙中的量子过程等领域的行业领先权威之一。他经常往返于中美之间,推动引力理论的发展。

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胡晓宇教授,马里兰大学

7

几何大师 - 瓦尔德

罗伯特·沃尔德(Robert Wald)现在在芝加哥大学任教,是广义相对论和黑洞热力学方面的专家。虽然他没有和惠勒先生和他的两个兄弟一起写《地心引力》,但他写了一本书,《广义相对论》,这是世界上最受欢迎的经典教科书之一。值得一提的是,中国北京师范大学退休教授梁灿斌先生作为访问学者与Wald一起在芝加哥大学学习微分几何和广义相对论,回国后成为该领域的硕士。沃尔德的《广义相对论》很难理解,梁灿斌先生老写了一套《微分几何导论与广义相对论》,这套书内容丰富,讲解详述,相当于沃尔德的书注释,这套书可以称为国内物理和天文学的所有教材。现在瓦尔德先生已经足够老了,梁先生也快要老了,祝两位伟大的老师身体健康!

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罗伯特·沃尔德教授

8

桃子李子遍布世界各地

除了上面提到的物理学家,惠勒先生还培养了许多优秀的学生,其中许多人已经成为物理学硕士,如《引力论》的作者、MTW中的"M"、美国物理学家米斯纳、为引力理论的修订做出贡献的智利物理学家克劳迪奥·本斯特、希腊广义相对论大师克里斯托杜鲁、 他掌握了数学和物理学,以及最早提出多世界理论的美国物理学家休·埃弗雷特三世。芝加哥大学教授罗伯特·杰拉赫(Robert Gerach)出版了几本关于广义相对论的书籍,伊朗裔美国物理学家巴赫拉姆·马什霍恩(Bahram Mashhorn),在量子信息领域做出杰出贡献的美国物理学家本杰明·舒马赫(Benjamin Schumacher),量子物理学家亚瑟·怀特曼(Arthur Whiteman)和核物理学家凯瑟琳·魏(Kathleen Wei)都是顶级物理学家和导师。

今天,惠勒、费曼、贝肯斯坦、埃弗雷特等人等大师正在消亡,但惠勒作为广义相对论的一代族长所说的话将永远在物理学和天文学中得到颂扬。"云山苍鹭,河水,风先生,山长水。今天,让我们怀念这位伟大的物理学家、教育家,因为他的疯狂想法,让我们有更多的动力向前迈进,面对无尽的真理。

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惠勒有一句名言

9

教师节快乐

在中国广义相对论研究领域,也有许多老先生,如北京师范大学的赵伟先生,梁灿斌先生,中国科学技术大学的于牧宇先生,上海师范大学的李新洲先生,湖南师范大学的王永昌先生,浙江工业大学的吴忠超先生, 等。在此,小编向这些依然努力的历届前辈致以崇高的敬意,衷心祝愿老先生们节日快乐,身体健康。也祝愿全体老师一整天,老师节快乐!

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老师是我们心中最耀眼的明星

撰稿:王继军

图:王继轩|校对:沈志安东生 李鑫

编舞:王继军

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(从左到右)爱因斯坦、户川秀树、惠勒

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