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  1911年7月9日,惠勒出生在美國佛州傑克遜維爾的一個普通的圖書館員家庭裡。他是家中的老大,下面有3個弟妹。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。

  約翰·阿奇博爾德·惠勒早年就讀於巴爾的摩城市學院(Baltimore City College)和約翰斯·霍普金斯大學。1933年,21歲的他取得約翰·霍普金斯大學博士學位,指導老師為卡爾·赫茲費德(Karl Herzfeld)。隨後,他在丹麥哥本哈根大學師從知名物理學家尼爾斯·玻爾一年,進行核物理研究,由此成為玻爾領導下的哥本哈根學派的一員。

  1937年,惠勒提出了粒子相互作用的散射矩陣概念。  1938年至1976年期間,惠勒於普林斯頓大學任物理學教授,之後到德州大學奧斯汀分校任物理學教授,亦曾在北卡羅萊納大學教堂山分校任教。肯尼斯·福特(Kenneth Ford)、理查·費曼、基普·索恩以及休·艾弗雷特三世都是他的學生。

  1939年,第二次世界大戰爆發前夕,惠勒與剛從歐洲抵達美國,與到普林斯頓大學任客座講師的玻爾共同提出核分裂液滴模型理論。惠勒熱衷於軍事方面的科學研究。在二次大戰期間,惠勒參與了曼哈頓計劃。惠勒亦是愛因斯坦晚年的研究夥伴,惠勒曾試圖完成愛因斯坦的統一場論。  1939年,他與奧格·波耳、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,他與學生查爾斯·米斯納開始發展“幾何動力學”,把萬有引力、電磁場、質量和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。1965年獲得“阿爾伯特·愛因斯坦獎”。1967年,惠勒於一項會議中提出了「黑洞」一詞,以取代從前的「重力完全塌縮的星球」,取名原因是連光都會被黑洞所吸收。此外,「蟲洞」或稱「蛀孔」一詞亦由惠勒所提出。1969年惠勒在紐約的一次會議上使用“黑洞 ”一詞,從此傳播世界。1968年12月2日,時任美國總統林登·約翰遜向惠勒頒發“原子能委員會恩利克·費米”獎。

  惠勒在一個問題上將愛因斯坦理論向前大大推進了。曼哈頓計劃負責人羅伯特·奧本海默曾在1939年與一名學生稱對於愛因斯坦的方程式做出了一個大膽預言:一顆足夠重量的死恆星將會崩裂,它製造出極密的堆積,以致光都無法穿越。這顆恆星會一直分裂下去,而宇宙空間則會像個黑斗篷一樣將其包裹。在這個堆積中心,空間會無盡地彎曲,物質無窮密集,形成一種既密實又單一的矛盾景象,也就是現在說的物質為零的“黑洞中心”。惠勒最先是反對這個結論的。1958年在比利時的一場會議中,他與奧本海默對峙。惠勒認為這個崩潰理論未能很好地解釋類似恆星中物質的命運,他反駁說,物質怎麼可能竟然發展到無物質呢。畢竟,物理法則怎麼可能發展到違背自己以達到“無物理”的地步呢?但是很快,當解釋這顆崩裂行星的內部和外部的數學公式出現時,他與其他一些學者都被說服了。1969年在紐約的一次會議上,為了說服場下聽眾,他靈機一動,冒出了“黑洞”這個詞,以描述這些恆星可怕而充滿戲劇性的命運。“黑洞”一詞從此流傳開來。  在惠勒1999年的自傳中,他寫道:“黑洞教育我們空間可以像紙一樣被揉捏成一個無窮小的點,小到時間會像火焰一樣被熄滅,而我們之前所以為的'神聖'不可變的物理法則也再不是那樣了。”

  1976年,惠勒從普林斯頓大學退休,來到了得克薩斯大學,同時,他開始思考曾經讓愛因斯坦和玻爾都感到迷惑的一個問題:如何用量子結構的奇怪法則來觀察現實。“量子革命”的基礎是海森堡1927年提出的“不確定原理”,這個原理給認識自然物質加了很多限制,比如它認為即使在理論上,人們也是不可能同時知道亞原子粒子的速度和位置的。在這種條件下,如果不去觀察的話,亞原子粒子及其運動就會處於一片惠勒稱之為“巨大的煙霧龍”(great smoky dragon)的粒子云狀態中,模糊不清。這個想法曾讓愛因斯坦很沮喪,他甚至有一次問惠勒:“如果人們都不去看月亮的話,那月亮還會不會在天上?”  不過,惠勒卻在思考,量子不確定原則是否能運用於整個宇宙和歷史,這點是否是認識所有存在物質的關鍵。“我們不再滿足於僅僅觀察粒子,或引力場,或幾何,甚至時空,”他在1981年的中寫道,“今天我們對物理的要求是,要了解存在本身。”1983年,他提出了“參與宇宙”觀點。1997年,惠勒因為在量子理論上的創新研究,獲得了物理學沃爾夫獎。  2008年4月13日,惠勒因患肺炎醫治無效,在位於其新澤西的家中逝世,享年97歲。他是哥本哈根學派裡最後一位去世的人,這意味著哥本哈根學派時代的徹底終結。

  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。  為了解釋宇宙中大質量超巨星坍縮時產生的現象,惠勒創造了“黑洞”這個相當簡潔、貼切、概括性的詞彙。此外,惠勒還在核裂變研究領域獲得創造性成果,選定鈾-235作為製造原子彈的原料,是第一位從事原子彈理論研究的美國人。他曾從事氫彈研製工作,在統一場研究中有相當成就。惠勒在量子理論和相對論研究上成就巨大,他還創造了諸如“蟲洞”和“量子泡沫”等詞彙,並且成為物理學中的重要術語。

  與惠勒科學上的成就齊名的是他在科學教育上的成就。惠勒先後任普林斯頓和得克薩斯大學奧斯丁分校的教授。他給物理理論教育鋪設了道路,給學生提出一個又一個啟迪智慧的問題。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。”即使在獲得巨大聲名之後,他也甘願去教大學一年級。原因很簡單,他認為年輕人的想法是最重要的。年輕人也更接受他創造出的看似違背傳統的一些新詞:黑洞、蟲洞、量子泡沫、多重宇宙......惠勒一再表示和年輕人合作的重要性,他的幾乎所有著作都是與學生合著的。  惠勒的學生、麻省理工學院的宇宙學家馬克思·特格馬特說:“對我來說,他是一個巨人,是仍在世的物理超級英雄。”在惠勒的領導下,普林斯頓大學已經成為美國相對論研究界的領軍機構。艾弗雷特也是惠勒的學生。他在惠勒指導下做的博士論文提出,與宇宙平行的量子結構正在無止境地分裂著。惠勒稱這個想法為“多世界”,而這個理論也成為了無數宇宙學家和科幻小說作者的最愛。

  他強調觀察的意義,我們觀察到什麼,(部分地)取決於我們用什麼方式提問。由此類比,我們所見到的世界,也是由於觀察而成為存在的。進一步,惠勒提出了參與的宇宙(participatory universe)這個概念,指出宇宙是一個自激迴路,現在的觀察,參與乃至創造了宇宙之誕生。於是有“萬物源於位元”(有生於微)的理念。純粹的客觀的觀察是不可能的,觀察者必然成為參與者。而我們現在是看到的宇宙,或者實在,正是來自於古往今來的無數觀察-參與行為。這些思想沿著物理學的邏輯步步深入,一直推到似乎荒謬得難以接受的程度。這種思想方式已經成為惠勒的方法論。  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,於是有門捷列夫的元素週期表。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。  2000年,量子理論問世一百週年,惠勒寫了一篇文章《量子何為?——量子物理的榮耀與恥辱》表示紀念。他說:這就是普朗克之後一百年的量子物理,全部化學、生物學、計算機技術、天文學和宇宙學的理論基礎。然而,如此值得自豪的基礎,卻仍不能知道其自身基礎。我們可以相信,我確實相信,對於“量子何為”這個問題的回答也將被證明是對“存在何為”這個問題的回答。

  惠勒最有代表性的思想實驗是1979年在紀念愛因斯坦100週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像是一個現象,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。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。

  20世紀70年代時,惠勒曾用只見首尾、不見身軀的大煙龍(great smoky dragon)來比喻量子測量過程的不確定性。龍的尾部代表粒子的原本存在形式,龍的頭部代表測量到的情況。他強調在量子力學中,是測量決定了現象,而不是現象決定了測量結果,所以籠罩在龍身上的煙霧無法去除。

  而最能集中體現惠勒作為哲人科學家思想的則是其文集《宇宙逍遙》。這個譯名是戈革先生的建議。該書包括六個部分,共24篇文章。其中第一部分“科學的微笑”和第六部分“超越黑洞”討論的都是物理學基礎問題以及實在本性問題,這是其思想最為尖銳和艱深的部分。第二個部分“熱忱與士氣”篇幅較短,其中談到了教育問題,談到了對大學精神的理解(《普林斯頓的合作精神》)。第三個部分“玻爾和愛因斯坦”中的六篇文章都與這兩位大師有關,涉及了物理學史上的若干重大問題,也談到了科學家的社會責任、科學的社會意義等問題。

  惠勒愛好游泳,還喜歡在樹林中工作,就算閒暇時間他也在思考物理問題。九十多歲時,居住在新澤西州的惠勒仍堅持每星期乘公共汽車到普林斯頓兩次,喜歡與年輕人打成一片。他說,自己在與年輕人的交往中得到了新的資訊。  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(Janette Hegner)。結婚滿一年時,他又撇家舍業坐船來到歐洲,進入哥本哈根大學成為尼爾斯·玻爾的新同事。

  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。於是,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2位弟子查爾斯·米斯納和基普·索恩合寫的大部頭著作《引力論》。  惠勒喜歡做一些驚世駭俗或是趣味惡俗的事情。他提議的“黑洞無毛定理”就是一例。

  惠勒出版的物理專業著作很多,但是翻譯成中文的只有在臺灣出版的《引力論》。這本1973年的《引力論》是廣義相對論的名著,厚達1000多頁,書中卻充滿了智慧和易讀的語言,甚至還佈滿邊欄和個人的物理素描和卡通插圖。因為太暢銷,這本書再版了好幾次。  在2000年前,能夠集中表現惠勒思想的中文文獻只有2種。一是《物理學和質樸性:惠勒演講集》,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,沒有其它語種的版本。中國學者瞭解惠勒,大多始於此書。一是《科學和藝術中的結構》,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3個發言者分別是心理學家、生物學家和小說家,惠勒是第4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3位諾貝爾獎得主。這2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。

  惠勒是美國著名的物理學家、科學哲學家和物理教育家。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尼爾斯·玻爾,他的同事愛因斯坦,也遠遠不如他的頑童學生理查·費曼。在史蒂芬·霍金走紅全球之後,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。  2001年,在惠勒的90歲大壽上,弗里曼·戴森稱讚惠勒說,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絡起來。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。那麼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?”

  2000年,惠勒傳記《真子、黑洞和量子泡沫》中譯本由臺灣商周出版社出版。2004年,此譯本之簡體字本由中國汕頭大學出版社出版。這部傳記為惠勒與其學生福特合著。
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。