约翰尼斯·斯塔克（1919年诺贝尔物理学奖得主）
约翰尼斯·斯塔克（1919年诺贝尔物理学奖得主）
| 出生 | 1874年4月15日 德国巴伐利亚王国席肯霍夫 |
|---|---|
| 逝世 | 1957年6月21日（83岁） 西德上巴伐利亚特劳恩施泰因 |
| 国籍 | 德国人 |
| 身份 | 物理学家 |
| 获奖年份 | 1919年 |
| 奖项类别 | 诺贝尔物理学奖 |
| 获奖理由 | 发现极隧射线中的多普勒效应和电场中的谱线分裂（斯塔克效应） |
生平
约翰尼斯·斯塔克（Johannes Stark）1874年4月15日出生于德国巴伐利亚席肯霍夫的一个农民家庭。作为七个孩子中的老三，斯塔克早早就在当地农村学校读书，随后进入拜罗伊特文理中学。他的父亲希望他务农，但在一位物理学教师的鼓励下，斯塔克最终选择走上学术道路。
1894年，斯塔克进入慕尼黑大学学习物理学、数学和化学，1897年以关于碳材料光学性质的研究获得博士学位。毕业后他在慕尼黑大学物理研究所担任助教，1900年前往哥廷根大学任教，后又在汉诺威技术大学任职。1906年，他成为亚琛工业大学物理学教授，1909年转至格赖夫斯瓦尔德大学，1920年调到维尔茨堡大学。
斯塔克在格赖夫斯瓦尔德大学期间做出了他最重要的实验发现——即后来以其姓氏命名的斯塔克效应。这项工作为他赢得了1919年诺贝尔物理学奖。然而斯塔克个性孤傲好斗，与当时物理学界的主流人物——特别是阿诺德·索末菲和菲利普·勒纳德（后者本身也是一位有争议的人物）——之间的恩怨纠缠了他余生的学术道路。
1922年后，斯塔克逐渐退出一线实验物理研究，转向经营私人实验室。1930年代纳粹上台后，他积极投身纳粹政治，成为所谓"德意志物理学"（Deutsche Physik）运动的代表人物之一，极力贬低以爱因斯坦相对论为代表的"犹太物理学"。这段时期他的行为在科学史上留下了极其负面的评价。二战后斯塔克被盟国占领当局判处四年劳动改造（后减刑），并在科学界几乎被完全孤立。1957年，他在特劳恩施泰因的家中去世。
学术生涯
斯塔克的早期研究集中在气体导电和极隧射线（即今天所说的正离子束和阳极射线）领域。他在1900年代初期发明了通过金属箔窗口引出极隧射线的方法，使研究者首次能够在真空管外部研究这些射线的性质。
1905年，斯塔克通过极隧射线实验观察到一个此前未被发现的现象：当从运动中的原子发射光时，光的频率会因多普勒效应而发生偏移。这是人类首次在实验室中（而非天文观察中）验证多普勒效应——这一发现也是他获得诺贝尔奖的两项主要成就之一。
然而斯塔克最著名的贡献是发现电场中的谱线分裂现象。1913年，他设计了一个精巧的实验装置：在阴极射线管中引入一个强电场（大约每厘米100千伏），观察氢原子发射的巴耳末系谱线在电场作用下的变化。结果他发现每条谱线都会分裂成多条子线，分裂的大小与电场强度成正比。这一现象——即斯塔克效应——与塞曼效应（磁场中的谱线分裂）一样，成为探测原子内部电结构和电场分布的强大工具。
斯塔克效应的理论基础很快由薛定谔在其波动力学框架下完美解释，被证明是微扰理论处理的典范。氢原子的斯塔克效应还展现出一个有趣的特点：与一般的一级微扰为零的情况不同，氢原子的第一激发态能级在电场中会产生线性分裂（线性斯塔克效应），这是因为氢原子的简并态与偶极矩密切相关。
获奖成就
斯塔克因"发现极隧射线中的多普勒效应和电场中的谱线分裂"获得1919年诺贝尔物理学奖。由于第一次世界大战的动荡，颁奖在1920年实际执行。他的工作受到瑞典皇家科学院的高度评价："斯塔克教授的实验精确性使他看到了别人看不到的现象，他打开了一扇通往原子内部电场的窗户。"
实事求事地说，斯塔克关于极隧射线多普勒效应和斯塔克效应的实验技术在当时是顶尖的。这些发现对原子物理的理论发展起到了不可替代的推动作用。他的获奖是诺贝尔物理学奖中"实至名归"的典型例子——也正因如此，他后来政治上的堕落才格外令人惋惜。
历史贡献
从纯科学角度评估，斯塔克的贡献是不可否认的。斯塔克效应是原子物理和量子力学的基本实验事实之一，在光谱学、等离子体物理和天体物理学中有广泛应用。天文学家利用斯塔克效应来测量恒星表面和星际介质的电场强度，确定高密度等离子体中的电子密度。光谱线的斯塔克加宽是诊断等离子体状态的标准工具。
然而斯塔克的历史形象因其政治立场而变得异常复杂。1920年代，他与爱因斯坦之间的对立从学术分歧发展为个人敌意。纳粹上台后，斯塔克积极参与"反对德意志物理学中犹太精神"的运动，利用自己的政治影响力阻止犹太裔科学家的聘任和论文发表。他攻击海森堡、索末菲、玻恩等人，斥之为"爱因斯坦的精神走狗"。斯塔克的这些作为严重损害了德国物理学在国际上的声誉，加剧了纳粹时期德国科学界的衰落。
二战结束后，斯塔克在同伴审判中被列为"主要罪犯"，判处四年劳改并没收财产。1951年提前获释后，他过着与世隔绝的生活并坚持为自己辩解。他从未对自己的行为表示过真诚的悔过。
斯塔克的悲剧在于：他具备做出诺贝尔奖级发现的能力，却缺乏与之匹配的人格与判断力。他的一生成为科学史上关于"科学与良知"之间关系的沉重案例。
轶事典故
斯塔克在获奖之后曾试图用自己的奖金建立私人研究所，但因种种原因进展不顺。他把获奖的主要原因归于自己和勒纳德的"雅利安物理学与传统"的捍卫，并多次在公开场合声称相对论是"毫无意义的数学骗局"——这种立场越到晚年越是极端。
据传纳粹时期，一次斯塔克在课堂上痛斥爱因斯坦的理论，有学生举手提问："教授，以您的实验能力，能不能设计一个实验来反驳相对论？"斯塔克愣了几秒，最终只能回答："那个犹太人的理论根本配不上实验检验。"——这是一个在德国物理学生中流传很久的黑色笑话。
参考文献
1. Stark, J. (1914). Beobachtungen über den Effekt des elektrischen Feldes auf Spektrallinien. Annalen der Physik, 43: 965–982. 2. Stark, J. (1905). Über den Dopplereffekt an Kanalstrahlen. Physikalische Zeitschrift, 6: 892–897. 3. 《纳粹时期的德意志物理学》, 李·比克尔著. 4. Nobel Foundation: Johannes Stark – Biographical. nobelprize.org. 5. Beyerchen, A. D. (1977). Scientists under Hitler: Politics and the Physics Community in the Third Reich. Yale University Press.