发现喇曼效应的物理学家

　　在人们的印象中，印度科技水平一般，实际上在发展中国家处于领先地位。早在1930年，印度就涌现出亚洲第一个诺贝尔物理学奖得主，这就是錢德拉塞卡拉·喇曼（Chandrasekhara Venkata Raman，1888-1970）。他也是非白人获得的首个诺贝尔科学奖得主，一时轰动了世界。

　　1888年11月7日喇曼出生于印度南部蒂鲁吉拉伯利（Tiruchirappalli，今属泰米尔纳德）。这是一个泰米尔婆罗门家庭，他在全家八个孩子中排行老二。父亲是数学和物理教师，对他自幼进行科学启蒙教育。喇曼是个神童，13岁就在教会创办的圣阿洛伊修斯英印高中（St Aloysius' Anglo-Indian High School）毕业，该校设在安得拉邦大城维沙卡帕特南Visakhapatnam）。

　　喇曼于1902年进入马德拉斯大学（位于金奈）读书。16岁大学毕业，以第一名获物理学金奖。3年后，他又以最佳成绩获得了硕士学位。研究生期间他就在英国权威科学刊物《哲学杂志》（Philosophical Magazine）发表了一篇论文《矩形孔产生的非对称衍射带》（Unsymmetrical diffraction bands due to a rectangular aperture），以此为起点，喇曼开始了在科学园地里绵延半个多世纪的辛勤耕耘。

　　他在同一期刊上发表的第二篇论文是关于液体表面张力的。这些论文引起英国诺奖物理学家瑞利（John Rayleigh，1842-1919）的重视。瑞利开始与喇曼通信交流，礼貌地称他为教授，殊不知喇曼还是个十八九岁的毛头小伙子。

　　印度当时是殖民地，印度人很难进入学术界，又没有条件出国留学，于是喇曼参加公务员考试，以第一名的成绩在英印财政部找了一份工作。1907 年 6 月，他被派往加尔各答担任总会计师助理。正是在这里，他造访了印度科学培养协会(Indian Association for the Cultivation of Science，IACS)，印象很不错。该协会是印度第一个研究机构，于 1876 年成立，里面有实验室。喇曼获准在此利用业余时间开展他的声学和光学研究。从此他度过了整整十年专业公务员，业余科学家的生涯。

　　从1909到1915年，喇曼调往缅甸等地工作，晋升为总会计师，并再次被派往加尔各答。1915 年起，加尔各答大学开始聘请喇曼协助培养研究生。从第二年开始，其他大学也纷纷效仿，包括安拉阿巴德大学（又译阿拉哈巴德大学）、马德拉斯大学和缅甸仰光大学。到 1919 年，喇曼已经指导了十多名学生。他将这段时期称为自己一生的“黄金时代”。

　　1917年喇曼终于被加尔各答大学正式聘为物理学教授，结束了公务员的职业。加尔各答大学是印度最著名的学府之一，创办于1857年，与孟买和马德拉斯大学并列为印度3所历史最悠久，规模最大的综合性学府。这所名校之中，有不少人强烈反对喇曼担任教授，因为喇曼没有博士学位，也从未出国留学过。但他早已声名鹊起，访问牛津时，他受邀发表演讲。诺贝尔奖得主J. J.汤姆生和卢瑟福也来招待他。1924 年，喇曼当选为英国皇家学会会员。有人问他未来计划，他回答说：“当然是诺贝尔奖了。”

　　这可不是吹牛，他有这个底气。1926 年，喇曼创办了《印度物理学报》，并担任第一任主编。该期刊的第二卷发表了他著名的文章《一种新的辐射》，报道了喇曼效应的发现。就凭这一发现，喇曼获得了1930年度的诺贝尔物理学奖。

　　什么是喇曼效应（Raman effect）呢？它也叫喇曼散射（Raman scattering），1928年由印度物理学家喇曼发现，指光波在被散射后频率发生变化的现象。当光子打到直径大于自己波长的粒子时，会与其碰撞，导致行径方向偏折。其中多数的光子，都是发生弹性碰撞，故散射出来的光子，跟射入前的光子，波长、频率与能量相同，称为瑞利散射。然而，有一小部分散射的光子（约千万分之一）和介质分子之间发生非弹性碰撞，出现能量交换，故散射后的波长、频率与能量会产生变化，称为喇曼散射。

　　听起来很高深，那么有什么实际应用呢？说起来，喇曼散射的应用还真不少。它广泛应用于物质的结构分析、化学成分分析、生物医学检测等领域。 例如，通过喇曼散射可以分析材料的晶体结构，可以用于矿物鉴定、材料科学等领域；通过喇曼散射可以分析化学物质的成分，可以用于环境监测、食品安全检测等领域；通过喇曼散射可以分析生物组织的结构和成分，可以用于疾病诊断、生物医学研究等领域。

　　喇曼还发表过解释海水为何呈蓝色的论文。他于1926年创办了《印度物理学报》（Indian Journal of Physics）。

　　1933 年，喇曼南下班加罗尔，应聘担任印度科学学院（Indian Institute of Science）院长和物理系主任。这所学院有人译为印度科学研究所，其实它是印度历史最悠久的科研型大学，创办于1909年，亦称塔塔学院，因塔塔财团捐资而建成。

　　1935年，喇曼和其他学者一起创建了印度科学院（India Academy of Sciences），设在班加罗尔。他亲任创始院长。并持续活跃其中。

　　1948 年喇曼退休之后，创办喇曼研究所，并担任所长，该研究所由他亲自建立和管理，至今仍为印度最重要的科研机构之一。

　　晚年喇曼致力于对花卉进行光谱分析。在他80寿辰时，出版了他的专集：《视觉生理学》。喇曼喜爱玫瑰胜于一切，他拥有一座玫瑰花园。1970年11月21日喇曼在班加罗尔逝世，享年82岁，按照他生前的意愿火葬于他的花园里。

　　印度将每年的2月28日定为国家科学日，以纪念他在1928年所发现的喇曼效应。喇曼是印度人民的骄傲，被誉为一代科学宗师，也为第三世界的科学家作出了榜样。他大半生处于独立前的印度，竟取得了如此突出的成就，实在令人钦佩。特别是喇曼是印度国内培养的科学家，他一直立足于印度国内，发愤图强，艰苦创业，建立了有特色的科学研究中心，走到了世界的前列。

　　喇曼在发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩。今天印度已成为第三世界的科技强国之一。特别是在原子能研究和航天领域。1957年，印度原子能之父巴巴（Homi Jehangir Bhabha，1910-1966，因空难而逝）在孟买建立了印度第一个原子能研究所（位于Trombay），现名巴巴原子研究中心，为印度最大的核能研究和开发基地，拥有科学家工程师3000余人，职工1.2万人，建有5座核反应堆。

　　在印度半岛南端有个大城叫特里凡得琅（Trivandrum，喀拉拉邦的首府），又名蒂鲁瓦纳塔帕拉姆（Thiruvananthapuram），已发展为印度最大的的空间技术中心。著名的维克拉姆·萨拉巴伊中心（Vikram Sarabhai Space Centre）就设在这里，以已故印度空间之父萨拉巴伊（1919-1971）的名字命名）。下分7个机构：即空间科技中心，顿巴赤道发射场，火箭制造厂，火箭推进实验厂，火箭燃料厂，强化塑料中心和高氯化氨实验厂。该中心致力于探测火箭，卫星运载火箭，卫星推进系统，控制导航系统，有关地面设施，测试设施及推进剂的设计研制和生产，为印度成为航天大国立下了汗马功劳。早在1980年，印度就首次用自制推进系统发射了卫星。如今已多次发射通信卫星和遥感卫星。

　　作者：高关中