如果在物理上我觉得更有义务，那就是如何把各
个事物联系起来。我希望自己有一定的辨别能力。我
愿意去任何地方，与任何人交谈，问任何能促进进步
的问题。
——约翰·阿奇博尔德·惠勒
科学传记的典范之作!热情坦率、水晶般澄明…
…约翰·惠勒一生始终活跃在20世纪物理学最有趣、
最重要发展阶段的中心。
——理查德·普雷斯顿，《血疫》的作者
在这部精彩纷呈的书里，我们看到约翰·惠勒是
如何由一名热情似火、光彩夺目的少年成长为一位我
们这个时代最具创新思想的物理学家和最具影响力的
年轻物理学者的导师的。阅读此书，在看到他始终奋
战在自然科学的最前沿——探秘时空、引力和量子的
奥秘的同时，也让我们自己沉浸在20世纪物理学蓬勃
发展的思潮中，遥想物理学的未来。这是一本佳作。
——基普·索恩，《黑洞与时间弯曲》的作者
约翰·惠勒不仅是伟大的科学家和伟大的思想家
，还是一位传奇般的教师，他对我们这个世界的复杂
性所作的开放性的探索，为其他物理学家成就其事业
提供了帮助。本书以20世纪最具启发的思想家的第一
人称视角，给读者带来京子、黑洞和量子等概念。
——第摩西·菲利斯，《宇宙纵览》的作者

当下，提到“黑洞”“虫洞”概念，人们首先想
到的是霍金；提到第二次世界大战时美国的原子弹研
究，首先想到的是奥本海默和费米。再往前，论及对
20世纪30年代末的核裂变模型的贡献，学界公推尼尔
斯·玻尔。而实际上，在所有这些研究中，本书的传
主约翰-惠勒都做出了不可磨灭的贡献。是他首创“
黑洞”一词，来形象地描述大质量天体消亡前的超高
密度引起的时空性质，以避免出现数学上奇点的疑难
；也是他最先与玻尔一道，从理论上解决了为什么慢
中子轰击铀235会具有大反应截面的机制问题，并预
言了当时尚未发现的94号元素(钚)的存在及其性质(
这项工作被学界评为这一时期唯一的理论工作[1])。
第二次世界大战期间，他投身产钚的反应堆设计研究
，首次发现并解释了反应堆运行中的氙中毒作用。20
世纪50年代初，他参与了美国的氢弹研究计划，是氢
装置的设计者之一。这之后，他将主要精力转向了爱
因斯坦的广义相对论即引力理论的研究，开创了相对
论天体物理学这一全新的研究领域。除了“黑洞”概
念之外，他还提出了“量子泡沫”、多联通的“虫洞
”等概念，将广义相对论的研究推进到一个全新的发
展阶段。现在，这些概念已成为引力理论和宇宙论学
科的基本概念。
按说，这样一位在不同领域都做出过奠基性工作
的物理学大师应该是诺贝尔奖的热门人选，至少也应
在物理学史上炙手可热才对。但惠勒不是。至少对当
今试图了解或涉猎物理学的中国读者来说，惠勒不是
一位耳熟能详、声名与其贡献相称的物理学巨擘。这
是为什么呢?在译述之余，掩卷沉思，我想大约可从
下述两方面来说明。
首先是惠勒的研究成果被他人的光芒掩盖了。这
种遮掩既有客观的原因，也有主观方面的因素。例如
他在1939年与玻尔合作的核裂变模型的研究，他一个
二十多岁的初入道者，能与玻尔这样的物理学大师进
行合作研究已是莫大的荣幸，遑论在合作中主导研究
了。因此，在这项被誉为玻尔“对物理学所做的最后
的大贡献”[1]中，他的作用被边缘化就不足为奇了
。也正是由于他对玻尔的敬重，使他在与玻尔的第三
次合作中，有了新的构想(即解释核变形的集体运动
模型)却因为追求宏大完美和等待玻尔的首肯而迟迟
没有发表，结果被小玻尔(尼尔斯·玻尔的四子奥格
·玻尔)所在的团队占了先机(由雷恩沃特领导的这个
哥伦比亚大学研究团队的三个人，第三人是本·莫特
森，因1951年的这项研究而共同荣获1975年度诺贝尔
物理学奖)。对此，惠勒在懊恼之余也平心静气地设
想了多种可能的原因，本书中对此有非常中肯公允的
论述。中年后，国防无虞，他再次回归抽象的理论物
理学领域，将研究重点聚焦到早年就心仪的广义相对
论和宇宙学上，就宇宙奇点这一问题提出了自己的一
套概念和研究思路。无奈这种属于终极之问的纯理论
研究不入诺贝尔评委会的法眼，与诺奖绝缘。而在普
及宇宙学知识方面，他又被霍金、彭罗斯，甚至被他
的学生基普·索恩盖过，因此在圈外知道惠勒是谁的
人不是很多。
影响惠勒达到国际物理学界顶峰的另一个因素是
他在研究上兴趣过于广泛。他常常同时在不止一个方
向上出击，加上他比同时期的其他物理学家更积极地
介入国防所需的武器研究，因此他在纯理论方面的研
究曾多次中断。如果说第二次世界大战期间的原子弹
研制对全美科学家来说都是一次义无反顾的投入的话
，那么战后的两次深度介入则完全是出于维持美国在
冷战时期的军事优势的考虑。第一次重返武器研究是
在：1950年。为应对苏联拥有原子弹的新的态势，美
国紧急启动了研制氢弹的麦克计划，惠勒不顾系里和
同事的反对，向普林斯顿校方请了长假，中断正在进
行的学术研究(可能正是这次中断使他错过了率先提
出前述的集体运动模型)，带着研究生来到洛斯阿拉
莫斯参加热核炸弹的研制。这一待就是一年。一年后
，回到普林斯顿，他又积极筹划建立普林斯顿武器实
验室(马特峰B计划)并亲自担任第一任实验室主任。
第二次介入武器研究是在6年后，这时他已转向广义
相对论的研究，正带领多名研究生全力攻克有关引力
的难题[引力电磁体(即他提出的京子Geons)、虫洞、
引力辐射以及时空量子化等概念均是在这一时期提出
的]。但得知(1957年)苏联发射了全球第一颗人造地
球卫星后，他觉得美国的战略优势又一次受到威胁。
惠勒在书中明确指出(原书第271页)：“我深信，只
要苏联在军事上取得绝对优势，它必然会冒险进行扩
张和征服行动，第三次世界大战也许会因此而爆发。
”于是，他又一次分拨精力介入到发展导弹的武器研
究上(实际上，他早在1955年就已成为研发导弹的康
维尔公司的顾问。可以说，从20世纪50年代起，他就
没有离开过武器研究领域，一直是武器研究和纯理论
研究并行)。对此，他说得很明确(原书第271页)：“
虽然纯学术研究一直是我的最高理想，但我始终认为
帮助国家发展最先进的军力以加强国防是我的责任。
在第二次世界大战期间，我出于这种使命感而投身于
反应堆研究，制造用于原

第1章 “抓紧!”
第2章 曼哈顿计划
第3章 家学渊源
第4章 我成为物理学家
第5章 锋芒初露
第6章 国际大家庭
第7章 成家立业
第8章 后裂变物理学
第9章 从约瑟夫一号到麦克计划
第10章 引力作用
第11章 量子泡沫
第12章 自然与国家
第13章 黑洞
第14章 得克萨斯州和我们这个宇宙
第15章 万物源自比特
第16章 时间的终点
致谢
索引
译后记
约翰·惠勒年谱简编

第5章 锋芒初露
在职业生涯的开始阶段，年轻的研究者需要什么?首要的或许是要有一位良师。(爱因斯坦是个例外，他是独自完成其杰出工作的。)再有一个就是要有自由——实验检验各种想法的自由，探索新方向的自由，犯错的自由以及不受干扰进行思考的自由。
我在做博士后研究的两年时间里，有幸得到了两位大师——格里高利．布赖特和尼尔斯·玻尔——的提携。在本章和下一章里，我将详谈这两位杰出的科学家，在很多方面他们两人是那样的彼此迥异，但又都是如此睿智，都对理解自然界基本规律抱有火热的情怀。两人都为我职业生涯的早期发展提供了近乎完美的研究环境。他们启迪和引导我却从不耍大师对学生的那种高高在上的派头。和他们在一起，我从一开始就感到自己与他们之间是亲密的同事关系。事无巨细，你都有充分展示自己发表意见的自由。他们平易近人，随时都可以和我交谈，但从不会在具体问题上要求我怎么做。我想我之所以能在理论物理学领域打下良好的职业生涯基础，是与在纽约大学得到布赖特的指导和在哥本哈根大学理论物理研究院得到玻尔的指导分不开的。
1933年到1934年间，筹措经费很不容易。如果我不是自行解决资助，布赖特和玻尔恐怕都没办法付给我薪水。能够使我与他们合作全仗着由洛克菲勒基金会资助的国家研究委员会(NRC)所设立的慷慨和深具远见的资助金计划。这个始于1919年的资助计划持续了30年，让许多年轻的科学家得以开创事业或重新调整方向。例如，罗伯特·奥本海默曾于1927～1928年间运用NRC资助金到哈佛与加州理工学院从事博士后研究。阿瑟·康普顿于1919～1920年间前往英国剑桥，布赖特分别于1921～1922年间前往荷兰莱顿，1922～1923年问前往哈佛等也都是在NRc资助金资助下打下的日后职业生涯取得杰出成就的基础。
1933年春，在我即将完成有关氦原子的博士论文研究时，我已经非常清楚自己未来的职业取向。我打算从事理论物理研究，并且期望——当然不是眼前就要——以学术研究作为职业生涯。我要想终生从事学习和基础研究工作，这条路应该是最佳选择。眼下这至少一年的时间，我希望不受教学或其他职责的束缚，能够作为由国际领先的理论物理学家为核心的研究小组的一员，通过从事更多的研究来深人学习。我听从了赫兹菲尔德的建议，申请了NRC资助金并获得成功。但在具体申请之前，我必须做出两项决定：从事哪个分支的物理学研究?和谁一起工作?
第一个问题的答案不用费脑。我的物理学之路可谓已然踏出，从学生时代之初最能吸引我的就是物理学基本问题——支配物理世界的基本法则是什么?世界在最深层次上是如何统一的?其组元是什么?它们之间是如何相互作用的?其统一原理是什么?简言之，我们生活的这个世界是如何运动的?量子力学是关于微观客体的最新理论，我在博士论文里已运用这一理论来解释原子。我希望能够更深入地将它运用到原子核，运用到原子内和原子核内的单个粒子上，运用到它们与电磁辐射之间的相互作用上。当时，在我看来这个课题就是前沿，就是最可能进发出新思想的领域。(广义相对论和引力——有关时空本身的物理学——还没能激发我的想象，这要等多年之后才出现。)
至于与谁合作的问题就比较困难了。我当然希望能挑一位欧洲的科学家。当时世界的物理学研究中心在哥本哈根、哥廷根、莱比锡、苏黎世和剑桥。许多年轻的美国物理学家都去欧洲寻求深造，并将这些中心的最新知识带回美国。海森伯在原子核领域的独辟蹊径的工作对我启发很大，我拟定了一个计划，希望一年后能去莱比锡与他合作。但我决定先在美国一试身手。合作导师的人选可以有好几个：伯克利的奥本海默、明尼苏达大学的范·弗莱克(JohnVan Vleck)、纽约大学的布赖特和普林斯顿的威格纳等。
34岁的范·弗莱克当时是固体物理学的领军人物。他将量子力学应用到对宏观物体的电性、磁性以及其他物质属性的研究上。我认识到这项工作的挑战性和重要性，但它不像核物理和电动力学那样让我着迷。我看不出有哪个关于自然界最深刻问题的答案是来自对固体物质的研究的。(但固体物理学被间接地证实对粒子物理学和天文学研究具有关键性重要作用。如果没有范·弗莱克及其追随者提供的对固体物质的深入理解，我们就无法发展出使非凡的实验测量成为可能的尖端电子学，而粒子物理学和天体物理学领域的进展正是建立在这些实验测量的基础上的。)在我考虑要不要跟范·弗莱克做博士后研究之后的一年，他从明尼苏达大学转到了哈佛。他随后的成果丰硕的职业生涯都是在哈佛度过的。1977年，他因固体研究方面的工作而荣获诺贝尔物理学奖。P94-96

3个你值得拥有约翰·阿奇博尔德·惠勒、肯尼斯·福特著的《约翰·惠勒自传》的理由：第一，他是我们时代极具创新思想的物理学家与玻尔合作，在1942年共同揭示了核裂变机制。他首创“黑洞”一词，提出了“量子泡沫”、“虫洞”等概念，开创了相对论天体物理学这一全新的研究领域。第二，他始终认为帮助国家发展最先进的国防力量是他的责任。战时参加了研制原子弹的曼哈顿工程，美国第一个氢弹装置的主要设计者之一。第三，他还是一位杰出物理学教育家培养出了几代美国物理学家，他指导过的博士达50位之多——包括理查德·费因曼、基普·索恩等美国宇宙学或物理学的一线人物。

约翰·惠勒不仅是伟大的科学家和伟大的思想家，还是一位传奇般的教师，他对我们这个世界的复杂性所作的开放性的探索，为其他物理学家成就其事业提供了帮助。约翰·阿奇博尔德·惠勒、肯尼斯·福特著的《约翰·惠勒自传》以20世纪最具启发的思想家的第一人称视角，给读者带来京子、黑洞和量子等概念，读者也将看到惠勒是如何由一名热情似火、光彩夺目的少年成长为一位我们这个时代最具创新思想的物理学家和最具影响力的年轻物理学者的导师。