梅格纳德·萨哈1920年3月4日从加尔各答寄出电离论文，给天文学家一把测量恒星温度的标尺，七次获诺贝尔奖提名却始终没有得奖

萨哈电离方程给出的是：在给定温度和压强下，炽热气体中有多大比例的原子丢失了一个电子。天文学家用它把恒星光里的暗线换算成表面温度。梅格纳德·萨哈当时是加尔各答大学的讲师，他在1920年3月4日把第一篇相关论文寄给了《哲学杂志》。这个日期和他当时26岁的说法，出自印度科学研究所的物理学家阿诺布·雷·乔杜里。

诺贝尔奖档案列出，萨哈在1930年至1955年间获得过七次提名，却从未得奖。他的故事里有两点存在争议：是谁最先写下这个方程，以及诺贝尔委员会为何没有选他。下文对两点都做了标注，并写明是谁在提出这一说法。

一位从没有导师的讲师

乔杜里写道，萨哈1893年10月6日生于达卡附近的塞奥拉塔利村，父亲经营一家小杂货店。他1911年进入加尔各答的总统学院，1913年获理学学士，1915年获理学硕士。他的同学萨特延德拉·纳特·玻色在两次考试中都名列第一，萨哈排第二。

《孟加拉百科》说，1916年阿修托什·穆克吉任命他为加尔各答新成立的理学院讲师。乔杜里引用了萨哈后来写给天文学家H·H·普拉斯基特的一封信，信中说，1917年分给他的课程五花八门：热力学、光谱学和地球形状。他一直在读能找到的所有天文学和物理学书籍，其中有阿格尼丝·克拉克写太阳和恒星的两本书。乔杜里认为，正是这种杂乱的阅读，使他能把专家们彼此隔开的三个领域连在一起：化学平衡理论、原子物理实验和恒星光谱学。

太阳边缘的谜题

日全食时，月亮会遮住太阳圆面几秒钟，太阳表面之上那层稀薄气体便显出自己的光。这一层是色球层，它发出的光叫闪光光谱。乔杜里说，闪光光谱里的亮线，位置常常和普通日光里的暗线相去甚远，没有人能解释为什么。

钙是最清楚的例子。普通日光中有一条中性钙的暗线，位于422.7纳米，还有两条少了一个电子的钙的谱线，即H线和K线，位于396.9纳米和393.4纳米。在色球层的上部，中性钙的那条线不见了，H线和K线则强得多。当时的天文学家认为这一层比太阳表面更冷，而更冷应当意味着电离更少，而不是更多。

萨哈把从原子上剥掉一个电子，看作一个会达到平衡的化学反应。他证明，这个平衡不仅取决于温度，还取决于压强。压强随高度下降，所以电离钙的比例随高度上升，到了色球层高处，几乎不剩中性钙。要算出具体数值，他需要知道从每种元素上剥掉电子所需的能量，他取自弗兰克与赫兹、麦克伦南等人测得的电离势。这篇题为《日色球层中的电离》（“Ionisation in the solar chromosphere”）的论文，载于《哲学杂志》第40卷，从第472页开始。

从钙的谱线到温度标尺

哈佛的天文学家已按光谱把恒星分成O、B、A、F、G、K、M几个类别。按乔杜里的叙述，悬而未决的问题是：不同颜色的恒星，是不是由不同的物质构成。在《论恒星光谱的物理理论》（“On a physical theory of stellar spectra”）一文中，萨哈证明，同一种成分在不同温度下会给出不同的光谱。

假定压强为一个大气压，他算出钙在13,000 K附近完全电离一次，也就是失去一个电子。中性线在最热的B型星里几乎看不到，所以他把这些恒星定在约13,000 K。第二个电子在约20,000 K时脱落，这就确定了H线和K线消失的位置。乔杜里写道，萨哈对许多谱线逐一推算，把整个光谱序列对应到了一把温度标尺上。他在论文结尾说，当温度从3000 K变到40,000 K时，这些光谱展现了一连串物理过程。

萨哈靠奖学金去了英国，1920年11月至1921年2月间，他在伦敦帝国学院阿尔弗雷德·福勒的实验室里工作。第四篇论文从《哲学杂志》撤回，在福勒的批评下花了大约四个月重写，1921年发表在《皇家学会会刊》上。乔杜里指出，萨哈取太阳表面温度为7,500 K，而真实数值接近5,800 K。

别人很快就接过了这套理论。普林斯顿的亨利·诺里斯·罗素把它推广到混合气体，S·罗斯兰在1936年的教科书里写道：“萨哈的工作给天体物理学带来的推动，怎么估计都不会过高”。

一项预言在几周内就得到了检验。萨哈预期在温度较低的太阳黑子光谱里会有钾、铷和铯的谱线，1921年7月9日，他请加利福尼亚威尔逊山天文台的乔治·埃勒里·海尔找人去看一看。在威尔逊山工作的罗素8月3日回信说，“你关于碱金属谱线的预测已全部得到证实”。他还补充说，铷确实存在。

塞西莉亚·佩恩的博士论文

塞西莉亚·佩恩是哈佛的一位年轻英国女子，她了解萨哈的工作。《美国物理学会新闻》给出的日期是1925年1月1日，那天她完成了博士论文《恒星大气》，论文把他的方程用在了哈佛的光谱数据上。《物理世界》的西德尼·珀科维茨说，她把新测得的能级与萨哈的理论结合起来，得出B型星约20,000 K、M型星约3,000 K的温度。

她在氢上的结果出人意料。《美国物理学会新闻》说，在温度5,700 K的太阳大气中，约两亿个氢原子里只有一个处于能产生巴耳末吸收线的状态，所以这些谱线低估了氢的含量。她得出结论：氢和氦主宰着太阳和恒星。

罗素是这篇论文的校外审查人，他提出异议，至于她接下来怎么做，各家说法不一。《美国物理学会新闻》说他说服她把这一结论删去。珀科维茨则说，定稿里把这个庞大的丰度称为“几乎可以肯定不是真的”，而罗素在1929年用另一种方法得出了同样的丰度。

谁最先写下这个方程

萨哈在第一篇论文里就提到了一位更早的作者。乔杜里发现，在柏林跟随瓦尔特·能斯特工作的物理化学家约翰·埃格特，在1919年的一篇论文中写下了这个关系式，而F·A·林德曼同年在《哲学杂志》一篇谈磁暴的短文里也写下了它。埃格特只能对氢算出数值，因为他没有办法得到其他元素的能量数据，萨哈则指明埃格特是这个方程的来源。

萨哈在写给普拉斯基特的信中说，他直到1921年在伦敦见到林德曼，才知道林德曼那篇短文。普拉斯基特回信说，牛津的物理学家们觉得林德曼从未得到足够的承认，但他自己并不赞同这种疑虑：“是你让人看到这一概念多么富有成果”。

乔杜里的结论是，萨哈是第一个看出这个方程与原子物理数据结合起来可以解释恒星光谱的人。他没有在文献中找到任何质疑以萨哈命名这个方程的说法。关于福勒，萨哈1946年写信给普拉斯基特说，自己在福勒的实验室里是客人和同事，从来不是学生，而且他的头三篇论文都是在印度写的。

阿拉哈巴德、加尔各答和他从未拥有的实验室

1921年2月，萨哈前往柏林的能斯特实验室，想用实验检验这套理论。乔杜里说，这项工作没有产生已发表的论文，尽管萨哈1921年8月告诉阿修托什·穆克吉，他已经证明气体仅靠加热就能电离。他回到加尔各答担任凯拉教授，《孟加拉百科》说，他1923年10月转到阿拉哈巴德，在那里一直教到1938年。乔杜里写道，他在那里建的熔炉至今还留在阿拉哈巴德大学物理系的地下室里，1927年他与学生们凭它写出了一篇短文。

1927年，皇家学会选举萨哈为会员，乔杜里写道，他是20世纪初当选的第四位印度人，前面是拉马努金、贾格迪什·钱德拉·博斯和C·V·拉曼。他引用历史学家戴维·德沃金的话说，学会起初曾悄悄打听过萨哈年轻时与革命者的往来。

乔杜里还记下了一场争执。S·N·玻色说萨哈缺乏出色的实验技能，这让帕利特教授C·V·拉曼很不高兴。萨哈在1946年写给普拉斯基特的信中否认自己曾是拉曼的学生：“除了持续的恶意和一有可能就想害我的企图，我这一生从未欠过他任何东西。”这只是萨哈一方的说法。

《科学与文化》、规划与达摩达尔河

1935年，萨哈在加尔各答创办了印度科学新闻协会，他的同事D·M·玻色说，萨哈在1935年至1953年间，通过协会的刊物《科学与文化》倡导把科学应用于国家发展。

1938年10月，当时的国大党主席苏巴斯·钱德拉·鲍斯召集各邦工业部长开会，成立了国家规划委员会。贾瓦哈拉尔·尼赫鲁被任命为主席，D·M·玻色说，萨哈是委员之一，担任电力与燃料小组委员会的主席，并加入了河流运输与灌溉小组委员会。玻色补充说，萨哈反对甘地式的自给自足村庄计划，称之为“纺车与牛车崇拜”。

1943年的达摩达尔河洪水给了他一个具体的项目。达摩达尔河谷公司自己的历史页面说，孟加拉政府成立了达摩达尔洪水调查委员会，委员包括伯德万土邦主和萨哈。委员会提出建立一个以美国田纳西河谷管理局为蓝本的机构，并修建总库容150万英亩英尺的水坝。该管理局的高级工程师W·L·沃尔杜因在1944年8月提交了一份初步备忘录，公司于1948年7月7日成立，是独立后印度第一个多目标河谷工程。

D·M·玻色说，萨哈在洪水之后发表在《科学与文化》上的系列文章提出了这一方案，沃尔杜因也是应萨哈的建议请来的。公司的页面则把推动中央政府一方的功劳归于当时在独立前内阁中的B·R·安贝德卡尔。玻色认为萨哈拿出了把田纳西模式改造用于印度的蓝图，但他认为在一个富煤的河谷里把灌溉和水力发电合在一起是个错误，并主张进行审计。

议会里的一个席位

选举委员会关于首次大选的报告列出，革命社会党的“Meghnath Shah”在加尔各答西北选区获胜，得票74,124张（53.05%），国大党的普拉布·达亚尔·希马特辛卡得票51,168张（36.62%），投票率为36.52%。《政治家报》上的希亚马尔·巴德拉则说，萨哈是以无党派人士身份当选的。

D·M·玻色引述了萨哈1952年进入议会时的解释：除了青年时代的政治运动，“到1930年我一直生活在象牙塔里”。玻色说萨哈为第一个五年计划写过批评性的社论，而尼赫鲁决定把原子能交给霍米·巴巴，想必让他失望。《孟加拉百科》说，萨哈于1956年2月16日在新德里去世，当时他是为参加计划委员会的会议而去的。

核物理研究所

萨哈1938年出任帕利特讲座教授。萨哈核物理研究所说，他看到了奥托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼1939年发现的裂变所预示的核科学前景，到1940年已把核物理列入研究生课程，并决定自己建造一台小型回旋加速器，一种加速带电粒子的机器，而不是买一台现成的。D·M·玻色说，在尼赫鲁的斡旋下，多拉布吉·塔塔基金会提供了6万卢比。

什亚马·普拉萨德·穆克吉为研究所奠基，研究所自己的说法是1949年成立。伊雷娜·约里奥-居里于1950年1月11日为大楼揭幕，这一天如今被定为建所纪念日。D·M·玻色和《孟加拉百科》给出的则是奠基于1948年、启用于1951年。研究所在萨哈去世后改用他的名字。

七次提名，没有奖

档案列出他的提名：1930年物理学奖有两次（来自德汉德拉·玻色和西西尔·米特拉），然后是1937年阿瑟·康普顿、1939年米特拉、1940年康普顿、1951年米特拉和1955年米特拉。1951年，萨哈本人提名了阿诺德·索末菲。

根据诺贝尔委员会文件写作的辛格和里斯，给出了1930年的细节。受邀提名的有39人，其中37人作了提名，有效推荐为21份。拉曼得到10份，萨哈得到两份，都来自加尔各答，是1930年1月25日的一封联名信。两位作者说，那年没有西方科学家提名萨哈，尽管他在1929年9月30日写信给尼尔斯·玻尔，说康普顿打算这么做。档案显示，康普顿提名他是在1937年和1940年，不是1930年。

地球物理学家卡尔海姆-居伦舍尔德为萨哈的工作写了一份四页多一点的报告。委员会称它对天体物理学非常重要，但按辛格和里斯的译文，又说它“很难被视为一项新的物理发现”，更像是对已知数据的应用。委员会认为他关于选择性辐射压的工作是电离方程的逻辑结果。两位作者加上了自己的解读：拉曼的效应只需要一盏汞灯和一台分光镜，而萨哈的工作需要大型望远镜和高温实验，很少有实验室能做。乔杜里指出，萨哈是1930年受到认真考虑的三位候选人之一，而直到1967年汉斯·贝特因“关于恒星能量产生的发现”（诺贝尔奖颁奖词原话）获奖，这个奖在20世纪早期从未授予过天体物理学家。

档案列出的是提名人，不是理由，这里用到的资料也没有一份报道过委员会在1930年之后的考虑。对萨哈的最后一次提名来自西西尔·米特拉，在1955年。