哲学家艾萨亚 · 柏林爵士(Sir Isaiah Berlin)曾经引述了古希腊诗人阿奇罗库斯(Archilochus)的一段名言:“狐狸知道许多事,但刺猬却知道一件大事。”于2005年8月17日逝世的天体物理学家约翰 · 诺里斯 · 巴考(John Norris Bahcall,1935~2005)生前在向新朋友介绍自己和同事时,经常会用这样的句子:“我了解中微子的一切,而在座的朋友洞悉天体物理中的其他所有事情。”

这种坦然自谦的品格正是对巴考的真实写照。但是这句话并不准确:巴考的科学兴趣和专业横跨了中微子物理、太阳以及其他恒星的结构、星系模型、类星体和星系间介质等诸多领域,共发表600多篇科学论文,被引用近2万次。其中有许多论文奠定了所在领域的基本格局,并且还有很多文章为所在领域提供了清晰全面的评述。

但实际上,巴考总是不断地回到一个核心的科学问题:太阳中微子问题。当他刚刚开始其科学研究生涯时就意识到,我们应该能够探测到这种从太阳中心逃逸出来并会穿过地球的像影子一样的基本粒子流。在太阳中心会产生数量巨大的这样的基本粒子,巴考清楚地认识到,探测这些中微子不论对太阳物理还是对基本粒子物理都具有重大意义。几十年来,他一直鼓励和支持全世界的科学家来研究这一问题,其中最成功的是他与雷蒙德 · 戴维斯(Raymond Davis)的合作,后者最终因探测到这些太阳中微子流而获得2002年度的诺贝尔物理学奖。

正是巴考坚持不懈的工作明确地证明了戴维斯以及其他太阳中微子实验中的发现:中微子的通量低于在太阳模型中的理论推算,太阳中微子的确失踪了一些,这不能由计算误差来解释。它们或者是由于没有按照标准核物理要求的速度产生,或者它们产生了但在从太阳到地球的途中不知何故“丢失”了一些。现在看来后一种解释是对的。中微子的混合造成一种类型的中微子以某种速度转变成另一种类型的中微子。这要求中微子的质量很小但不为零。这是对标准粒子物理模型的一个重要而又令人惊异的修正,它的发现当然要归功于巴考坚韧不拔的毅力和深邃的洞察力。

要对巴考非凡的科学眼界有一个更加完整的了解,可以从下面这些事实得到启示:描述星团所包围的大质量黑洞的标准模型至今仍然被称为巴考-沃尔夫模型;几十年来被引证得最为广泛的银河系模型是巴考-松雷拉模型;最为准确的太阳内部模型是由巴考与罗杰 · 尤尔里奇(Roger Ulrich)、麦克 · 平森李耳特(Marc Pinsonneault)等人一起发展起来的。

1961年,巴考完成了哈佛大学的研究生学业(在这之前,他在路易斯安那州立大学学习)。随后,他来到了加州理工学院与卫里 · 富勒(Willy Fowler)等人一起工作。就在那时,“核天体物理学”在加州理工学院诞生了。在那里,他忙于中微子方面的研究,并与奈特 · 艾萨夫(Neta Assaf)订了婚。奈特那时还在加州理工学院攻读博士学位。中微子研究与奈特是巴考生命中两个永恒的爱。他在加州理工学院的第一篇论文是一封写给《天体物理学杂志》编辑部的信,这篇与富勒、埃克 · 艾本(Icko Iben)和理查德 · 希尔斯(Richard Sears)一起署名的文章只有一页篇幅,标题为“太阳中微子流量”。文章中,他们提出了一个可能“为太阳中微子产生的有效温度提供一个有价值的实验限制”的实验方案。那篇论文确立了他一生的研究路线。

不过,撰写科学论文只是巴考对科学所作的众多贡献中的一部分而已。巴考也是一位教育家,他改变了培养博士后的方式。他还是一位具有非凡影响力的科学政治家。1968年,巴考转到普林斯顿高等研究所(IAS)工作,那个研究所很快就像一块磁铁吸引了众多才俊,成了培养博士后的典范机构。在世界最杰出的天体物理学家当中,有很大一部分人都曾从他的教诲中受益。他在IAS所营造的浓厚学术氛围造就了许多卓越的天体物理学家。杰出的英国科学家马丁 · 里斯(Martin Rees)爵士在介绍自己的时候也说,他很幸运能够在1969年成为第一届IAS天体物理学博士后成员。不论是谁过生日或者谁家发生重要的家庭事件,研究所都会举行庆祝会。IAS的学术气氛是非常浓厚的,每逢周二,巴考都要主持学术午餐会,邀请整个普林斯顿地区的物理学家来参加。这也成了一段佳话。巴考的博士后培养计划成了全世界天体物理学研究机构争相效仿的对象。在IAS,年轻的科学家都是经过最严格的方式挑选和招募进来的。一旦被招募,他们想做什么工作就做什么,想跟谁合作,就跟谁合作,非常自由。

虽然同时致力于科学研究和教育会让人感到精疲力竭,但巴考还是表现出了非凡的科学领导才能。他曾是美国天文协会的会长。由他领导的一个小组完成了1990年美国国家研究理事会的“巴考报告”。这份报告确定了美国在天体物理学领域10年内所要优先发展的科学和仪器计划。他与莱曼 · 斯皮策(Lyman Spitzer Jr)一起不知疲倦地公开呼吁和私下商谈,为太空望远镜科学研究所(STScI)的建立和把哈勃太空望远镜(HST)建设成为世界上最为卓越的科学设施之一立下了汗马功劳。

巴考和夫人奈特1972 年在以色列HZ- Herc 工作

巴考( 左三) 和他的同事们

1995 年巴考和雷蒙德·戴维斯合影

2003 年, 巴考一家人在纽约合影

巴考的夫人奈特 · 巴考也是一位出色的科学家,她是他最好的朋友,也是他一生的科学研究伙伴。奈特 · 巴考是STScI的主要科学领导人,同他一起写了30多篇论文,其主题覆盖了从太阳中微子到双星X-射线源等诸多领域。他们还一起生养了3个才华出众的孩子,萨菲、丹和奥莉。现在他们也都开始了自己的科学研究生涯。

然而,无论怎么罗列巴考的成就也不能全面描述出他的特质:智慧、激情,还有一些淘气。巴考从前在加州理工学院的朋友杰里 · 韦赛博格(Jerry Wasserburg)这样描述那时的他:“约翰穿着白色的网球短裤东奔西跑,非常有活力,对创造性的科学和网球都十分喜爱;对于每一个新的天体物理学思想他都要尝试并狂热地与别人辩论;他是研究所的发电机。”