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  1. 2024年5月6日 · 約翰·阿奇博爾德·惠勒(英語: John Archibald Wheeler,1911年7月9日—2008年4月13日),出生於美國 佛羅里達州 傑克遜維爾,美國理論物理學家,廣義相對論領域的重要學者和宗師。

  2. 約翰·阿奇博爾德·惠勒 (英語: John Archibald Wheeler ,1911年7月9日—2008年4月13日),出生於 美國 佛羅里達州 傑克遜維爾 ,美国 理论物理学 家, 广义相对论 领域的重要学者和宗师。. 惠勒雖然沒有得到諾貝爾獎,但是他無疑是美國最重要的物理學家 ...

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    約翰·惠勒一般指本詞條

    約翰·阿奇博爾德·惠勒(John Archibald Wheeler,1911年7月9日—2008年4月13日),美國物理學家、物理學思想家和物理學教育家。

    1911年7月9日,約翰·阿奇博爾德·惠勒出生在美國的佛羅里達州;1933年獲得約翰斯·霍普金斯大學博士學位後來到丹麥哥本哈根,在尼爾斯·波爾指導下從事核物理研究;1937年惠勒提出了粒子相互作用的散射矩陣概念;1939年與尼爾斯·波爾、前蘇聯的弗朗克爾一起提出重了原子核裂變的液滴模型理論;1957年與米斯納開始發展“幾何動力學”;1965年獲得愛因斯坦科學獎;1969年惠勒在紐約的一次會議上首次使用“黑洞”一詞;1968年獲得原子能委員會恩利克·費米獎;1982年獲得玻爾國際金質獎;1983年他提出了參與宇宙觀點;1993年,獲Matteucci Medal;1997年獲得沃爾夫獎;2008年4月13日,因患肺炎醫治無效,在位於其新澤西的家中逝世,享年97歲。

    惠勒的主要研究領域為量子理論、相對論研究。

    •中文名:約翰·阿奇博爾德·惠勒

    •外文名:John Archibald Wheeler

    •國籍:美國

    •出生地:佛羅里達州

    •出生日期:1911年7月9日

    •逝世日期:2008年4月13日

    1911年7月9日,約翰·阿奇博爾德·惠勒出生在美國佛州的傑克遜維爾一個圖書館員家庭里,他是家中的老大,下面有3個弟妹。

    1915年,4歲時,惠勒就對宇宙產生了濃厚的興趣,一天他問母親,“宇宙的盡頭在哪裡?在宇宙上我們能走多遠?”母親的回答當然不能滿足他的好奇心。於是惠勒向書本請教,英國著名生物學家兼科普作家約翰·阿瑟·湯姆生的《科學大綱》曾讓他愛不釋手。好奇心常常讓他忘乎所以,有一次為了弄清1.1萬伏高壓電是什麼感覺,他還特意用手去碰高壓電線。早年就讀於巴爾的摩學院(Baltimore City College )

    1933年獲,約翰斯·霍普金斯大學(Johns Hopkins University)博士學位,他來到丹麥哥本哈根,在丹麥哥本哈根大學著名物理學家丹麥尼·波爾指導下從事核物理研究,此後在普林斯頓大學和德克薩斯大學教書。曾參與美國“曼哈頓”計畫。

    1937年,惠勒提出了粒子相互作用的散射矩陣概念。

    1939年,他與丹麥尼·波爾、前蘇聯的弗朗克爾一起提出重了原子核裂變的液滴模型理論。在50年代或更早的時期,那時的廣義相對論大體上還是數學的一個分支,把它引進物理學主要就歸功於惠勒。

    1957年,他與米斯納開始發展“幾何動力學”,把萬有引力、電磁場、質量、電荷都當作彎曲的空虛空間的性質來解說,企圖把物理學完全幾何化。

    核子彈 遺憾沒能提早製成

    儘管終其一生都在美國最頂級的大學裡進行研究和教學活動,但約翰·惠勒的出身卻很貧寒。21歲時,他獲得了約翰·霍普金斯大學的博士學位。在僅僅約會3次之後,他就迎娶了自己的老友詹妮特·海格納。可是婚後才一年,他就又撇家舍業坐船來到歐洲,進入哥本哈根大學成為“量子理論之父”玻爾(Niels Henrik David Bohr)的同事。“我們討論了許多宗教人物,菩薩、耶穌、摩西,在和玻爾的對話中,我相信他們真的存在。”他曾回憶說。

    1939年,受到歐洲局勢影響,玻爾帶著關於核裂變的訊息來到美國。當時,惠勒已經成為一名年輕氣盛的物理學教授。玻爾告訴他,納粹科學家已經成功分離出了鈾原子。在接下來的幾周內,他與玻爾畫出了核爆炸理論的草圖。在事後的回憶中,惠勒曾說,當時玻爾曾想花很多時間與愛因斯坦爭論量子理論,“不過他和我說話的時間還是比和愛因斯坦說話的時間多”。

    這兩位物理學家的關係更進了一步。在玻爾與惠勒合作開發的模式中,原子核包括了中子和質子,呈液滴狀。當另一個蛻變核中的中子發射出來擊中這個“液滴”,它就會開始劇烈振動,並逐漸拉升成花生狀,最終一分為二。這就是他倆研究出的“液滴模型”,它為後來的核子彈製造打下了基礎。

    兩年後,惠勒前往參與著名的“曼哈頓計畫”———製造核子彈。他成了第一位研究核子彈的美國人,並決定以鈾-235作為製造核子彈的材料。在他以及其他科學家的共同努力下,這種當時世界上最強大的武器的爆炸聲宣告了第二次世界大戰的結束。與玻爾後來陷入無盡的道義自責不同,惠勒並不因為這一強大武器給人類造成的災難而感到遺憾。他遺憾的是,自己沒能讓核子彈更早一些問世,否則就可以儘早改變歐洲戰場的情況———這樣,他的兄弟喬或許就不會在1944年死於義大利戰場了。

    戰後,惠勒繼續協助政府進行一些研究。他放下自己手邊的研究,開始幫助發展氫彈。他還建造了原子塵避難所。與同時期很多自由派的同事不同,他一直都對美國政府的政策,比如越戰和飛彈國防表示支持。

    作為一位出色的教育家,惠勒對於教育有特殊的理解。“大學裡為什麼要有學生?”惠勒說,“那是因為老師有不懂的東西,需要學生來幫助解答。” 1970年代初期,惠勒的學生貝肯斯坦(Bekenstein)提出,黑洞的視界面積正比於黑洞的熵,這個思想與當時的霍金等人“黑洞無毛”的觀點相悖,幾乎所有的黑洞物理學家都站在霍金一邊,只有惠勒支持貝肯斯坦,他說:“這個想法足夠瘋狂了,所以它很有可能是對的。”而貝肯斯坦的確對了。早逝的費曼曾經說:“有人說惠勒晚年陷入了瘋狂,其實惠勒一直都瘋狂。”

    作為20世紀最重要的物理學成就,量子論和相對論在其基本理念上存在著嚴重的衝突,至今沒有統一起來。作為哥本哈根學派的一員,惠勒對量子力學有深刻的理解,也作出了重要的貢獻。但對於相對論,尤其是廣義相對論,則知之不多。

    1950年代,惠勒在普林斯頓開了一門討論班課程,廣義相對論。惠勒又有驚人之語曰:要想了解一個新的領域,就去開一門這個領域的課程。後來又說:要想了解一個新的領域,就寫一本關於那個領域的書。這就是他與他的學生基普·索恩合寫的大部頭著作《引力》。

    惠勒具有超人的物理學直覺,能夠從簡單的類比,來獲得深邃的洞察。“類比引發洞察”,這是他的方法論夫子自道。其深邃在於,這些類比經他一說,似乎極為平常。

    惠勒最有代表性的思想是1979年在紀念愛因斯坦100周年誕辰學術研討會上提出的延遲選擇實驗,據此,他給出了一個顛覆我們通常時間次序的結論:“我們此時此刻作出的決定,對於我們有足夠理由說,它對已經發生了的事件產生了不可逃避的影響。”此時的決定,影響了,甚至決定了光子的過去。最絕的是,這個思想實驗不但具有可操作性,而且可以在宇宙尺度上操作。藉此,惠勒反覆強調:“沒有一個基本量子現象是一個現象,直到它是一個被記錄(觀察)的現象”;“並沒有一個過去預先存在著,除非它被現在所記錄”。於是,惠勒把哥本哈根學派的整體論從空間拓展到了時間。

    惠勒反對說有一個外在於我們的客觀實在存在“在哪兒”。作為物理學家,惠勒喜歡使用圖示、模型和故事來說明他的觀點。他經常利用這個R來代表實在(Reality),他指出:“實在是由一些觀察的鐵柱及其間的理論和想像構成的。”然而,他又指出,先定義術語,再繁衍理論,這是不可能的;先有實在,再有觀察者的觀察,也是不可能的。因為理論、概念、定律和測量方法是不可分離、同時呈現的(《宇宙逍遙》第14頁)。因而,即使被觀察的鐵柱本身,也是與理論相關的。這樣一來,我們所看到的實在圖景,幾乎完全是我們的建構。

    相對論和量子論,20世紀上半葉最偉大的兩個物理學理論至今不能融合,這本身也是一個悖論。作為為數不多的同時對量子論和(廣義)相對論有深入研究的物理學家之一,惠勒同時進行著幾個層面的思考,既考慮物理學本性的二階問題,也構想未來物理學可能的基本因素。他提出了關於未來物理學的“三個問題”:存在如何,量子如何,觀察如何創造?並提出了解決問題的“四個沒有”的原則和“五條線索”。這些思想雖然已經構成了一個龐大的系統,各個部分之間有著緊密的聯繫,但是還沒有形成完整的體系,依然包含著眾多的猜想和可能性。而其魅力,可能恰恰來自於這些可能性。惠勒不是給出了答案,而是向我們提出了問題。下面舉幾個例子:

    •變易性

    從物理學結構上,惠勒構造了一個變易性的階梯。這個階梯的最下層是最古老的彈性定律,彈性定律假設密度是不變的常量。而在我們能夠產生足夠的壓力之後,密度就成為變數。化學價曾被認為是原子的固有屬性,可以用來為原子排序,於是有門捷列夫元素周期表。但是原子核嬗變使這一條也發生了變化。每一條物理定律,都在某種物理條件的極端狀態下被突破,被超越。依此類推,惠勒認為,一切定律都具有變易性(mutality),都不可能是不朽的,而宇宙本身也有生有滅。

    •物質和定律的物理學

    惠勒認為,麥克斯韋時代的物理學是物質的物理學,這時物理學的目的是尋找構成物質世界的基本單元,把物理學的基礎建立在更基本的粒子之上。而此後的物理學則是定律的物理學,具體的物理粒子成為理論本身的建構結果,不再基本。惠勒力圖把更多的物質轉化成定律,前述“沒有物質的物質”和“沒有電荷的電荷”都是這種思想的表現。當然,這也可以用奧卡姆剃刀來解釋。

    •推出時間、量子和連續性

    中文文獻

    能夠集中表現惠勒思想的中文文獻在2000年前只有兩種。

    一是《物理學和質樸性:惠勒演講集》(安徽科學技術出版社,1982年),這是惠勒在 1981年訪問中國時,在北京、合肥和上海發表的學術演講。此書直接用中文出版,沒有其他語種的版本。中國學者了解惠勒,大多始於此書。

    一是《科學和藝術中的結構》(童世駿、陳克艱譯,華東師範大學出版社,1989年),這也是一部演講集。1979年在德國的克龍貝格城,二十幾位世界科學、哲學和藝術領域的一流人士聚在一起,就“科學與藝術中的結構”進行了專題討論。會議共有四個專題發言,前三個發言者分別是心理學家、生物學家和小說家,惠勒是第四個。與會者皆一時俊傑,包括國內熟悉的科學哲學家卡爾·波普爾,藝術史家貢布里希,以及三位諾貝爾獎得主。這兩種文獻綜合起來,大體上已經包含了惠勒就實在問題和科學走向問題的基本思想。

    物理專業著作

    惠勒出版的物理專業著作也有很多,中文只有一種繁體字版的《引力》在台灣出版。

    在惠勒2001年的90歲大壽上,戴森博士(Dr. Dyson)稱讚惠勒說,他是解碼核裂變的“工藝大師”,也是一名詩人。“詩性的惠勒是名預言家,就像摩西站在山頂上往下望,知道他的人民將有一點和他一樣。”

    惠勒則如此自我評價:“如果在物理上我有一點覺得更有義務,那就是如何把各個事物聯繫起來。我希望自己有一定的辨別能力。我願意去任何地方,與任何人交談,問任何能夠促進進步的問題。”“我承認,我是一名樂觀主義者,尤其樂於相信某一天所有的真相都會解開。那么多的年輕人都被迫去鑽研一個領域,而無法承擔解開真理的這個任務,只有我這樣的老學究才可以,真的出洋相也能承受。如果我不做,那誰來做?”

    惠勒是美國著名的物理學家、物理學思想家和物理學教育家。與其同時代的物理學家相比,他的名氣遠遠不如他的博士後合作導師玻爾,他的同事愛因斯坦,也遠遠不如他的學生物理頑童費曼。在霍金流行全球之後,很多人都知道了“黑洞”這種奇怪的天體,但是很少有人知道,“黑洞”這個名字出自惠勒之手。

    惠勒雖然沒有得到中國人看重的諾貝爾獎,但是他無疑是美國最重要的物理學家之一。作為物理學家,惠勒最重要的工作是與玻爾合作,在1942年共同揭示了核裂變機制,並參加了研製核子彈的曼哈頓工程。他還是美國第一個氫彈裝置的主要設計者之一。作為物理學教育家,惠勒培養出了幾代美國物理學家,他指導過的博士達50位之多——當下美國宇宙學或者天體理論物理的一線人物有相當一部分是惠勒的學生。

    Richard Feynman

    Demetrios Christodoulou

    Jacob Bekenstein

    Robert Geroch

    Bei-Lok Hu

    John R. Klauder

  4. 2015年10月15日 · 舞臺上的主角之一就是喊出:「重力告訴物質如何運動,物質告訴重力如何彎曲。」這廣義相對論典範的約翰.惠勒(John A. Wheeler);同年,也命名了「黑洞」。

    • 約翰·惠勒1
    • 約翰·惠勒2
    • 約翰·惠勒3
    • 約翰·惠勒4
    • 約翰·惠勒5
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    約翰·阿奇博爾德·惠勒 (英語: John Archibald Wheeler ,1911年7月9日—2008年4月13日),出生於 美國 佛羅里達州 傑克遜維爾 ,美國 理論物理學 家, 廣義相對論 領域的重要學者和宗師。. 需要 編修 ,以確保文法、 用詞、語氣 、 格式 、 標點 等使用恰當。.

  6. 首先以"黑洞"形容天體收縮現象的約翰﹒惠勒博士去世,享年96歲。 他也曾經參加了二戰期間製造原子彈的"曼哈頓計劃"。 美國物理學界形容惠勒博士是學界巨人、學界的超級英雄。

  7. 2018年9月11日 · 愛因斯坦的同事約翰·惠勒,物理學重量級人物,對於基礎物理做了許多重要的貢獻,「黑洞」一詞就是他發明的。. 1979年爲紀念愛因斯坦誔辰100周年而在普林斯頓召開了一場討論會,在會上約翰·惠勒提出了「延遲實驗」的構想,在當時震驚了學術界。. 這個 ...