卡尔·史瓦西

德国物理学家、天文学家

卡尔·史瓦西，又译为卡尔·史瓦兹旭尔得（Karl Schwarzschild，1873年10月9日至1916年5月11日），出生于德国法兰克福，德国物理学家、天文学家，天文学家马丁·史瓦西的父亲。

人物生平

卡尔·史瓦西，1873年出生于德国弗兰克福。十六岁时就发表了一篇关于行星轨道的论文，于1890年发表在最古老的天文学期刊——《Astonomische Nachrichten（天文学笔记）》上。他在斯特拉斯堡与慕尼黑大学求学，1896年在慕尼黑大学获得了博士学位，研究方向是在儒勒·昂利·庞加莱所提的理论方面。1897年起，他在维也纳的Kuffner天文台担任助理。在那里他发展一个公式，用来计算摄影材料的性质，其中牵涉到一项指数，称作史瓦西指数。

从1901年到1909年，卡尔·史瓦西在古庭根一间有名望的机构担任教授。在那里他有机会与一些大师一同工作，包括了大卫·希尔伯特与赫尔曼·闵可夫斯基。卡尔·史瓦西在古庭根一所观测站担任主持人。在1909年，他调职到波兹坦的天文物理观测站。

从1912年起，史瓦兹旭尔得是普鲁士科学院（Preussische Akademie der Wissenschaften）的会员。

1914年第一次世界大战爆发，他参加了德军，尽管他已年过40。他服役位置包括了东、西面的战线，并升到了炮兵上尉的军阶。

由于疾病，史瓦西于1916年3月从前线回到了哥廷根。两个月后他不堪病痛的折磨去世，享年42岁，葬于哥廷根的家族墓地中。

个人生活

儿子：马丁·史瓦西（Martin Schwarzschild）

主要研究

1915年，卡尔·史瓦西在俄国服役时，写了两篇主要的论文，一篇关于相对论，另一篇关于量子论。他在相对论方面的研究得到了一般性重力理论方程式的第一组精确解（见史瓦西解）；其中一个针对“非转动性、球对称的天体”，另外一个的对象则是任意质量星体周遭的“空无一物且静止、等向性的空间”。1915年12月，在爱因斯坦发表广义相对论1个月后，德国天文学家卡尔·史瓦西即得到爱因斯坦场方程的精确解，能够对于点质量与球形质量所产生的引力场给出描述。该精确解算出，如果某天体全部质量都压缩到很小的“引力半径”范围之内，所有物质、能量（包括光线）都被囚禁在内，从外界看，这天体就是绝对黑暗的存在，也就是“黑洞”。因此黑洞的两个性质以他为名—史瓦西度规与史瓦西半径。

卡尔·史瓦西把论文寄给了爱因斯坦，之后由爱因斯坦协助发表在Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften（普鲁士科学院会刊），然而发表当时史瓦西已经因病过世。

天文学方面，卡尔·史瓦西利用摄影术测量了变星。他也从事改良光学系统，发明了微扰方程式以调查几何光行差。

人物故事

1915年12月22日，阿尔伯特·爱因斯坦收到了一封来自一战战壕的信。破旧褶皱的信封上覆满尘土，寄件人的姓名已经被一大块血迹盖住。打开后他才看到名字：卡尔·史瓦西。如您所见，战争对我还算温柔，尽管在不远的距离内还能听见猛烈的枪声，但请允许我在您思想的园地中进行这次探索。

爱因斯坦被这封刚到手的信完全震撼了，其中包含了广义相对论中场方程的第一个精确解，它可以描述有质量物体周围时空的几何或扭曲。爱因斯坦震惊的原因在于，仅仅在他理论发表后的一个月，史瓦西就能够找出这些复杂且高度非线性的偏微分方程的精确解，而他自己作为理论的提出者，也不过只是能给出找到近似解的数学技巧而已。史瓦西在充斥着爆炸和毒气的战场中做到这些无异于一个奇迹。

人物逝世

一种说法是，卡尔·史瓦西在俄国前线的战壕中染病过世。另一种说法是，卡尔·史瓦西死于罕见代谢异常疾病。

人物评价

在他的葬礼上，爱因斯坦向人们朗读了悼文，为他致敬：他直面了其他人逃避的问题，他热爱探索自然界方方面面间的联系，引领着他寻找未知的动力的是快乐、是艺术家所感受的愉悦，是心系未来的梦想家的想象。

亚瑟·爱丁顿爵士如此评价他：“对于他这样一位在数学和物理学所有分支都拥有广泛爱好的人来说，周围的环境一定充满趣味。”

自我评价

我没有一直对天堂抱有信仰。我的兴趣从来不会被月球或之外的天空上的东西限制，而是追随其间乃至人类灵魂至暗空间中编织的线索，达到科学新发出的光芒闪耀的地方。卡尔·史瓦西

人物纪念

命名小行星

人们用史瓦西的名字命名了一颗小行星837 Schwarzschilda，它绕太阳公转周期是3.48年，距离太阳2.21-2.39 AU（天文单位）。它由德国天文学家马克思·沃夫在史瓦西去世的几个月后在海德堡的一个天文台首次发现。

史瓦西奖章

德国天文学会以他的名字设立了一个奖项，卡尔·史瓦西奖章，以表彰杰出的天文学家和天体物理学家。奖章的首位获得者是史瓦西的儿子马丁·史瓦西（Martin Schwarzschild）。