科学随想·传红专栏（93）
惠勒一直持有这样的信念：人的思想应该超越其特定的专业和研究课题的狭隘疆界。
物理学大师的开放性思考
尹传红
问：“大学里为什么要有学生？”
答：“那是因为老师有不懂的东西，需要学生来帮助解答。”
这可不是那种“脑筋急转弯”式的瞎贫。回答这个问题的人上周日刚刚以96岁高龄谢世。他虽然没有诺贝尔奖的光环，也不像他早先的同事爱因斯坦和黑洞研究的头号明星霍金那么“大牌”，甚至还不如他的学生、物理顽童费曼出名，但是，他作为一位思想型的物理学家和“黑洞”这一怪异天体的命名者，在物理学界同样广有影响、备受尊重；而他对教学工作的重视和身体力行，也常为人们所称颂。
据美联社4月14日报道：美国总统布什及夫人劳拉在获知惠勒逝世的消息后发表声明，悼念这位“美国最伟大的物理学家之一”，并强调了惠勒在教学方面所做的贡献。他们说：“作为普林斯顿大学和奥斯汀得克萨斯大学的教授，惠勒博士影响了几代学生……把他们的好奇心转化为科学发现。”
惠勒在其晚年著作《宇宙逍遥》中曾引述过两个实例，借以表明他的看法：
其一，美国物理学家、诺贝尔奖得主爱德华·珀塞曾经在一个本科生课堂上讲解量子力学的难点，学生们没听明白。于是他用另一种方式又讲了一遍，可学生们还是不明白。他只好又用第一种方式讲了一遍。“然后，”珀塞说，“神奇的事情发生了。我自己明白了。”
其二，苏联物理学家、诺贝尔奖得主彼得-卡皮查在一份手稿中指出，所有的人才都在研究所，而只把三流的人留在了大学教书。这些人怎么能去激发一流学生对科学的兴趣呢？结果，苏联的研究机构无法获得优秀青年的补充，难以加强主动脉的循环。
就此惠勒不无自豪地说：我们做的要好得多。在任何一所领先的美国大学中，高水平的科学教育被普遍认为是全世界都无法超越的。在这个国家，这种教训是不言自明的：最好的科研来自教学，而最好的教学又来自科研。
“黑洞”这个名字是惠勒在1967年的一次会议上提出的，有人建议用“黑洞”代替冗长的“重力完全塌陷星”后，他就把这个名字定了下来。图为黑洞假想图
的确，从事学术研究的人不可能时时都处在思考的高峰期。每当新思想和研究经费匮乏之时，教书至少能够使研究者有所事事，度过那些艰难而苦闷的日子。其实，不只是惠勒本人，有关教学与科研的相互支撑作用，也已为不少杰出的科学家体验并认识到。
如惠勒的同行、诺贝尔物理学奖得主科恩·塔诺季就曾表示，他酷爱讲课，并认为研究与教学两者不可分离。“如果一位教师只教学而不研究，那他很快便会脱离学术前沿而落在日新月异的科技进步之后。另一方面，讲课对提升我们的研究能力同样不可或缺，因为，当研究者以简洁明了的方式阐述概念时，他往往会由此获得激发研究的物理洞察力和思维火花。”
惠勒也提起过自己早年听美国著名数学家赫尔曼·外尔谈到的一个观点：通过讲课的方式，对于他所关注的问题从时间上和深度上做一个回顾，是绝对必要的。只有这样，他才能看到其中最大的缺失，也有助于深入地理解问题。
物理学是探索未知事物及其成因的学科，它寻求关于世界的基本原理、事实和定量描述。依惠勒在普林斯顿大学的同事霍普菲尔德的说法，最有意思的物理学莫过于按人性的尺度去关注事物的性质，并在更微观的层面上探索事物的结构与属性。惠勒一直持有这样的信念：人的思想应该超越其特定的专业和研究课题的狭隘疆界。而他在传统的物理学之外所做的某些开放性的思考，的确也为他自己的研究带来了很多灵感，并且让他享受着探索的巨大快乐。
朋友写电邮告诉我，就在惠勒辞世当天，4月13日上午，北京师范大学天文系教授、博士生导师何香涛走进“首都科学讲堂”，做关于黑洞的讲座，给听众上了一堂生动的宇宙天体课和人生课。他用形象的比喻和风趣的语言，描述了抽象的黑洞的特性：只吃不吐。何老师同时告诉“学生”们：做人不能做“黑洞”，交友也要小心“黑洞”，不能够只索取，没有付出。据称：“讲堂”现场笑声不断，提问也很踊跃。有“学生”说讲得很有意思，让宇宙中的天体有了人味儿，跟现实也有了密切的联系。
我想，我们可敬的惠勒老先生如九泉下有知，该是多么的欣慰、高兴！
（刊于《大众科技报》2008年4月20日一版）
（附件）约田松写的文章，刊于《大众科技报》2008年4月20日一版头条
4月13日，约翰·阿奇博尔德·惠勒因患肺炎医治无效辞世
为“黑洞”命名的那个人走了
田 松
（提要）
他创造了“黑洞”这个相当简洁、贴切、概括性的词汇
他是美国曼哈顿计划中的“老兵”、 美国第一个氢弹装置的主要设计者之一
他既继承哥本哈根学派又超越哥本哈根学派
他的思想新奇瑰丽，就连下楼梯都闪烁着智慧的光芒
他就是美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒
4月13日，哥本哈根学派最后一位大师走了。
20多年前，当我还在南京大学物理系读书的时候，曾精读了惠勒在中国的演讲集，受到了强烈震撼，以往缺省配置中对于实在的观念发生了动摇，很多困惑一直藏在心里。直到多年以后，我攻读科学哲学博士学位，终于有机会对这个困惑做彻底的清算，把惠勒思想研究作为学位论文。
去年，我在美国东部游荡了６个星期，预订的一个重要行程就是去普林斯顿看望惠勒。在惠勒的学生肯尼斯·福特教授的帮助下，我终于夙愿得偿。2007年6月27日，福特教授开车带我前往惠勒所在的疗养院，与惠勒做了短暂的会见。当时惠勒已经96岁，福特教授说，他已经不能将精力集中在一个话题１０分钟以上。惠勒的听力严重下降，我需要对着他助听器的麦克风大声说话，他才能听见。福特教授事先把我的情况写在一张纸上，告诉他，我是他《At Home in the Universe》（中文名《宇宙逍遥》）一书的译者，这本书在中国获得了2006年科学文化年度佳作奖。
我们的谈话纯粹是礼节性的。事实上，《宇宙逍遥》中译本序言已经是福特教授代写的了。惠勒问我：“你在伯克利都听到了什么新鲜的思想？”惠勒晚年的时候，一直在关心物理学最深邃的问题：实在是什么？所以，思想是他最感兴趣的东西。
2007年6月27日，田松（右）在疗养院看望惠勒时与他合影。
在疗养院，我还看到了惠勒的妻子，当时她99岁。她抚摸着我送给她的披肩说：太美了，太美了。然后望着窗外，大声地自言自语，直到我们远去。
与同时代的物理学家相比，约翰·阿奇博尔德·惠勒的名气远远不如他的博士后合作导师玻尔，他的同事爱因斯坦，也远远不如他的学生物理顽童费曼。在“懂与不懂，读了就有收获”的霍金流行了几年之后，很多人都知道了黑洞这种奇怪的天体，但是很少有人知道，“黑洞”这个名字是惠勒给起的。
惠勒虽然没有得到世人看重的诺贝尔奖，但他无疑是美国最重要的物理学家之一。作为物理学家，惠勒最重要的工作是与玻尔合作，在１９４２年共同揭示了核裂变机制，并参加了研制原子弹的曼哈顿工程。他还是美国第一个氢弹装置的主要设计者之一。
而在我看来，惠勒对后人影响更为深远的是他作为物理学思想家或者哲人科学家的工作。惠勒终生关注终极问题，他说：“我无法阻止自己去琢磨存在之谜。从我们称之为科学之根本的计算和实验，到这个最宏大的哲学问题，其间连接着一个不间断的链条。在这个链条上不会存在这样一个特殊的点，一个真正有好奇心的物理学家会说：‘我就到这儿了，不再往前走了。’”
惠勒一生经历丰富，在很多方面表现出他的智慧。前几年，有一部《科学的终结》曾经轰动一时，作者霍根在书中记叙了惠勒的下楼法。惠勒送他下楼，步伐很快，在楼梯拐弯处，突然一跃而起，抓住扶手，身体腾空，利用惯性和离心力在空中完成了转弯，等身体落下时，继续下楼。惠勒这种对物理规律的特殊运用让霍根叹为观止，因为他当时已经70多岁了。
惠勒的思想新奇瑰丽。正如他所说，人要能够跨越自己专业的狭隘视野。他有很多黑洞之类的精彩命名，也常有惊人之语。20世纪７０年代初期，惠勒的学生贝肯斯坦提出，黑洞的视界面积正比于黑洞的熵，这个思想与当时的霍金等人“黑洞无毛”的观点相悖，几乎所有的黑洞物理学家都站在霍金一边，只有惠勒支持贝肯斯坦，他说：“这个想法足够疯狂了，所以它很有可能是对的。”而贝肯斯坦的确对了。
董光璧先生提出了“后哥本哈根时代”的概念，用以指代玻尔逝世之后的物理学。而惠勒则是承前启后的人物。一方面，惠勒继承了量子力学哥本哈根学派（1920年玻尔在哥本哈根大学创建了哥本哈根理论物理研究所，并以他精深的学术水平和崇高的人格魅力吸引了玻恩、海森堡、泡利、狄拉克等一大批杰出物理学家的加入，使之在量子力学的兴起时期成为全世界最重要、最活跃的学术中心，史称“哥本哈根学派”）的思想，并把哥本哈根学派的思想推到了极致，如其延迟选择实验、参与的宇宙等；另一方面，他又超越哥本哈根学派，如其万物源于比特、理论的变易性等思想，并提出了未来物理学的某种可能性。２００１年年初，惠勒在给我的电子邮件中指出：“未来的物理学应该来自于我们对量子理论的更深入理解，而不是来自对量子理论的评判。” 在对这些基本问题的思考中，惠勒从物理学走到了哲学。
惠勒说，茫茫宇宙中发生的奇迹，胜过人们在“最狂野的梦里所能想象出来的最灿烂的焰火”。对我来说，惠勒这位理论物理学家张扬无羁的思想狂欢，充满激情的理性和充满理性的激情，也如狂野之梦中的焰火！
从好奇小子到物理大家
从小迷物理 曾手碰高压线
1911年7月9日，惠勒出生在美国佛州的杰克逊维尔，他是家中的老大，下面有3个弟妹。
4岁时，惠勒就对宇宙产生了浓厚的兴趣，一天他问母亲，“宇宙的尽头在哪里？在宇宙上我们能走多远？”母亲的回答当然不能满足他的好奇心。于是惠勒向书本请教，英国著名生物学家兼科普作家约翰·阿瑟·汤姆生的《科学大纲》曾让他爱不释手。好奇心常常让他忘乎所以，有一次为了弄清1.1万伏高压电是什么感觉，他还特意用手去碰高压电线。
跟随父母几次搬家后，惠勒就读于约翰斯·霍普金斯大学，并获博士学位。1933年，他来到丹麦哥本哈根，在玻尔的指导下从事核物理研究。
造首颗原子弹也有他一份
1939年，惠勒在普林斯顿大学任教。当年玻尔到访纽约给他带来一个令人震撼的消息——德国科学家在几个星期前找到分裂铀原子的方法。两个月后，当丹麦科学家宣布他们有能力制造一颗原子弹时，惠勒和玻尔心里盘算着“整个国家都将不遗余力地完成这一颗原子弹”。
1941年日本袭击珍珠港后，美国加入了“二战”，惠勒、玻尔等人加入“曼哈顿计划”，他们赶在德国之前制造出了原子弹。惠勒也成为第一位从事原子弹理论研究的美国人。此外，他还曾从事氢弹研制工作，并取得了相当的成就。
创造“黑洞”“虫洞”“真子”说
后来，惠勒将研究的重心转向宇宙。为了解释宇宙中大质量超巨星坍缩时产生的现象，惠勒在1967年创造了“黑洞”这个相当简洁、贴切、概括性的词汇。
惠勒还提出了“虫洞”这一说法，他用苹果形象地比喻我们的“宇宙”，而联结苹果两面的“虫洞”就是宇宙中的隧道。只要存在合适的虫洞，无论多么遥远的地方都有可能变得近在咫尺，科学家们将不再受制于空间距离的遥远。
惠勒尝试在广义相对论与量子力学之间找到统一点，后来他创造了“Geon”（真子）一词，其中g指gravity（引力），e指electromagnetism（电磁），on是代表粒子的后缀。“真子”这个概念令人震惊，它使人感到思想本身给理论物理学家带来的刺激和兴奋。
惠勒小档案
家庭：惠勒的妻子于2007年10月去世，终年99岁。他们有两个女儿、一个儿子、8个孙子、16个曾孙等。
工作：90多岁时，居住在新泽西的惠勒仍坚持每星期乘公共汽车到普林斯顿两次，将自己的一些想法告诉一名秘书。
爱好：除游泳外，惠勒还喜欢在树林中工作，就算闲暇时间，他也在思考物理问题。
作品：惠勒一共出版了13本书，包括1998年的自传《真子、黑洞和量子泡沫》，并在学术杂志上发表了上百篇文章。
荣誉：惠勒曾在1965年获得“爱因斯坦奖”，1982年获“玻尔国际金质奖章”等。
职务：曾是美国自然科学院院士和文理科学院院士，并曾任美国物理学会主席。
