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26-01-19 15:12 微博认证:科学科普博主 微博原创视频博主

#科学史#

Yakov Borisovich Zel’dovich:一个横跨三个学科、两段人生的天才物理学家

雅科夫·鲍里索维奇·泽尔多维奇(Yakov Borisovich Zel’dovich)是 20 世纪最具创造力、跨度最大的理论物理学家之一。

他没有接受过正规的大学教育,17 岁就以实验助手的身份进入苏联科学院化学物理研究所,完全靠自学进入科学界。

尽管出身非典型,他很快就在化学物理和爆轰理论领域崭露头角,成为苏联最重要的燃烧、爆轰与化学动力学专家之一,提出了 ZND 爆轰模型、Zeldovich 机制、Zeldovich 数、Zeldovich 因子等一系列奠基性成果。

在二战后,他被调入苏联核武器计划,成为理论部门的核心人物,对苏联原子弹和氢弹的研制做出了关键贡献,是阿尔扎马斯-16(苏联的“洛斯阿拉莫斯”)最重要的理论领军者之一。

令人惊叹的是,泽尔多维奇在四十多岁时开启了第二段科学生涯,转向引力物理、天体物理和宇宙学,并在这些领域再次成为世界级的奠基者。他在 1970 年代初研究旋转黑洞的量子涨落,提出黑洞会通过超辐射机制产生量子辐射,这一思想比霍金辐射早了数年,是霍金工作的直接前驱。但他研究的是旋转黑洞的量子放大效应,不是霍金辐射本身。霍金辐射(1974)是非旋转黑洞也会辐射。

他还在 1960 年代提出了著名的“宇宙学常数问题”,指出真空能量密度与观测宇宙学常数之间存在巨大的理论落差,这一问题至今仍是现代物理最深的谜题之一。

在宇宙学中,他提出了 Zeldovich 近似和“Zeldovich 煎饼”模型,奠定了现代宇宙大尺度结构形成理论的基础,对 cosmic web 的理解具有决定性影响。他的研究同时重塑了黑洞物理、相对论天体物理和宇宙学,使他成为少数在多个完全不同领域都留下深刻印记的科学家。

总结来说,泽尔多维奇的一生几乎像三位科学家叠在一起:

无大学教育的自学者,却成为化学物理与爆轰理论的奠基人;

苏联核武器计划的核心理论家;

中年转向引力与宇宙学后,再次成为世界级大师,提出黑洞量子辐射机制、宇宙学常数问题,并奠定宇宙结构形成理论。

发布于 黑龙江