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主题:【原创翻译】《量子》----第二部·男孩物理 -- 奔波儿

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家园 【原创】《量子》----第八章·量子魔法师(2)

1920年夏天,海森堡以优异成绩从中学毕业,并获得了杰出学生的荣誉,他想去慕尼黑大学学习数学。可是,面试的过程一塌糊涂,结果也就不言而喻,垂头丧气的海森堡去找父亲咨询意见。父亲为自己儿子安排了一场面试,主考官是他的老朋友阿诺德·索末菲。尽管那位“身材矮胖的先生梳着一部威风凛凛的黑胡子,看上去非常威严”,海森堡却一点也不怯场。他感到在这位先生威严的外表下面,其实是一个“对青年人关爱有加”的人。奥古斯特·海德堡已经告诉索末菲他的儿子对相对论和原子物理非常感兴趣。“你有些急于求成了,”索末菲告诉维尔纳(即小海森堡)“你以为尽管是从最难的地方开始,但其余的部分会自动地水到渠成,而这是不可能的。”他一直想培养一些可塑之才,因此温言劝慰道:“可能你胸有成竹,也可能你稀里糊涂。咱们拭目以待吧。”

索末菲让这位十八岁的青年人参加专为高年级学生安排的学术报告会。海森堡运气很好,因为在随后的那些年中,索末菲的研究所,以及玻尔在哥本哈根大学创立的研究所及其在哥廷根大学的研究组,正好组成了量子研究领域的金三角。在海森堡第一次参加报告会的时候,他注意到“在第三排座位上坐着一位头发黝黑面色有点惶恐的学生”,他就是沃尔夫冈·泡利。初来乍到,当索末菲领着他参观校园的时候,他就向海森堡介绍了这位胖胖的维也纳小伙子。当泡利走远不可能听到他们的谈话时,索末菲迅速告诉海森堡这个孩子是他最聪明的弟子。海森堡还记着索末菲的这句话,他觉得自己可能会从泡利身上学习到很多益处,于是径直走过去,坐在他的身边。

“他是不是看上去像是位骠骑兵军官?”当索末菲进来的时候,泡利小声嘀咕道。泡利和海森堡在他们的学术生涯中从未建立起什么亲密的关系,而这句话就种下了最初的种子。这俩人在性格上泾渭分明,与泡利相比,海森堡喜欢安静,待人和善,少言寡语,不喜欢讥讽他人。他性格浪漫,喜欢和朋友一起远足和野营,而泡利则经常混迹于餐厅、酒馆和咖啡厅。当海森堡已经在实验室忙活半天了,泡利还在床上睡大觉。然而,泡利却对海森堡产生了很大的影响,只要一有机会,他就会用戏谑的口吻说:“你是个彻头彻尾的傻瓜蛋儿!”

在海森堡忙着撰写他那篇关于相对论的著名评论时,泡利建议他绕开爱因斯坦的理论,而径直奔向量子原子,也正是在这片更加肥沃的领地,海森堡留下了自己的大名。“在原子物理领域,我们依然有大量的实验结果还未得到解释,”他告诉海森堡;“大自然在某个地方留下的一份证据,但在另一个地方却似乎给出完全相反的东西,到目前为止,还没有一幅哪怕是磕磕绊绊的理论图像能描绘它们之中所蕴含的关系。”海森堡想这大概是由于大家依然“在重重迷雾中苦苦摸索”。就这样,在泡利的教诲下,海森堡义无返顾地踏进了量子的领域。

不多久,索末菲给海森堡布置了一个原子物理方面的“小问题”。他让海森堡分析一些谱线在磁场中发生分裂的新数据,并建立一个公式从而解释这一分裂结果。泡利告诫海森堡,索末菲的目的是希望通过对这些数据的解读建立新的定理。在泡利看来,这种治学方法实际上是“一种数字神秘主义(a kind of number mysticism)”,但他随即也承认“没人能够提出更好的建议”。在当时,不相容定理和电子自旋还尚未问世。

海森堡对量子物理领域已有的定理和规定视若无睹,这使他能够跨越很多障碍,而正是这些东西捆住了其他学者的手脚,让他们战战兢兢,不敢逾雷池一步。这种方法让海森堡建立了一种新的理论,能够用它来解释奇异塞曼效应。在抛弃了最初的草稿后,经索末菲的大力推荐,海森堡的结果被发表了。尽管后来这一理论被证明是错误的,但正是他的这第一篇科学论文引起了欧洲顶尖物理学家对他的关注,而玻尔正是其中一位。

第八章·量子魔法师(3)


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