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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(3)

1922年六月,玻尔在哥廷根做了一场有关原子物理的系列报告会,索末菲带领一些弟子参加了这次学术会议,在那儿海森堡第一次见到了玻尔。玻尔用词精准,这给海森堡留下了非常深刻的印象“他说的每一句话都字斟句酌,这说明他发言之前都是经过深思熟虑的,而且他的话语包含着深刻的哲学含义,有所寓意,但却并不直白。”玻尔主要是通过感觉和灵感,而不是靠详尽的推导得出其结论的,有这种想法的人并不只是海森堡一个。在第三场报告会结束的时候,海森堡站起身来,指出在玻尔所推崇的几篇公开发表的论文中,存在着几处理论上的问题。在问答环节结束以后,大家为许多问题争论不休,这时玻尔找到海森堡,询问这位二十岁的年轻人是否愿意在这天午后和他一起去散步。他们二人在附近的山上徒步远足,待了有三个小时。后来,海森堡记述道“从那天下午开始,我的科学生涯真正起步了”。第一次,他发现“这位人物虽然跻身于量子理论的缔造者行列,但对这一领域所面临的困境忧心忡忡”。玻尔邀请他去哥本哈根待上一个学期,这让海森堡感到他的未来一下子“充满了希望和新的机遇”。

但哥本哈根还要等上些日子。索末菲要去美洲访问,在他离开这段日子,他让海森堡在哥廷根跟随马克斯·玻恩学习。尽管他看上去“像是一位单纯的农家孩子,留着短而齐的头发,有一双清澈而明亮的眼睛,很讨人喜欢”,但玻恩很快就发现对自己而言,除了看到这双眼睛,他得到了更多的东西。玻恩在写给爱因斯坦的信中谈到海森堡“像泡利那样才华横溢”。海森堡回到慕尼黑以后,他完成了自己关于湍流的博士论文。索末菲给他选择这个题目的时候,目的是为了让他开拓一下眼界,并加深对物理学的理解。在海森堡进行口头答辩的时候,他未能回答诸如望远镜的分辨率这类简单的问题,这让他差一点就丢掉了博士帽。海森堡在解释电池的工作原理时支支吾吾,这让实验物理的负责人威廉·维恩感到很不满意,他想给这位未来的理论物理学家投否决票,但却最终与索末菲达成妥协。海森堡可以得到他的博士学位,但却得到倒数第二等的分数---三级,而泡利所得到的分数是一级。

海森堡觉得自己受到了羞辱,那天晚上他就收拾好行李,乘坐通宵火车走人了。他甚至不愿多待一分钟,他就这样匆匆逃离慕尼黑,来到了哥廷根。“一天清晨,早在约定的时间之前,他就突然出现在我的面前,面含羞愧,这让我非常吃惊,”玻恩后来回忆说。海森堡激动地描述了他进行口头答辩时的情形,他担心玻恩不再会聘用自己当助教了。玻恩一心想把哥廷根建设成为理论物理学的一座圣殿,他坚信海森堡一定会重新崛起的,并告诉他自己的想法。

玻恩认为物理学大厦必须从地基开始重新建造。在玻尔---索末菲的量子原子理论中,量子定理和经典物理学搅和在一起,这盘大杂烩必然会被一套逻辑严密的全新理论所替代,而这就是玻恩所命名的“量子力学(Quantum Mechanics)”。对那些试图解开原子理论诸多问题这团乱麻的物理学家而言,这种想法并不新鲜。但是,这恰巧深刻地反映出一个现实,即在1923年的时候,大家日渐觉得物理学家们根本无法跨越原子研究领域的卢比孔河(Rubicone)。泡利本人只要一有机会,就会对人宣扬自己的看法,他认为现有理论无法解释奇异塞曼效应,这正说明了“我们必须要创立一套全新的理论”。在和玻尔会面以后,海森堡坚信玻尔就是那位最有可能取得突破的人。

自1922年秋天开始,泡利就一直待在哥本哈根,给玻尔做助教。他和海森堡保持着有规律的书信往来,彼此通报各自所在研究所的最新研究进展。海森堡和泡利一样,也从事着奇异塞曼效应方面的研究工作,1923年的圣诞节前夕,他在写给玻尔的信中谈到了自己的一些最新的工作成果,因而收到一份邀请,玻尔请他去哥本哈根做几周的访问。1924年3月15日,星期六,海森堡站在布莱达姆斯外大街(Blegdamsvej)17号门前,这是一座新古典主义风格的红色斜顶的三层建筑。在主入口处,映入所有的来访者眼帘的是一块牌子,上书“大学理论物理研究所(Universitetets Institut for Teoretisk Fysik)”,这就是后来声名显赫的玻尔研究所(Bohr Institute)。

海森堡很快就发现,在这座建筑中,真正用于物理学研究的地方,仅仅只占一半的空间,即地下室和底楼,其余的房间则是用于住宿。玻尔和他日渐壮大的家庭成员占据了一楼,这处公寓配置有典雅的家具。女佣、门房以及来访的诸位贵客们则住在顶楼。在底楼,有一间报告厅,里面有六排木制长椅,旁边是一间藏书丰富的阅览室,以及玻尔及其助教的办公室。还有一间中等规模的工作间,是为访问学者们准备的。尽管名为研究所,但在一层只有两间小实验室,主实验室则位于地下室。

为了能够争取到六个长期的教职以及资助一些访问学者,研究所一直在苦苦努力,玻尔也正忙着制定研究所的扩张计划。在稍后的两年间,研究所买下了旁边一块地,又加盖了两栋新楼,这样,研究所所拥有的空间就翻了一番。玻尔全家搬到旁边那栋多功能楼房里,而老楼经过改造以后拥有了更多的办公空间,包括一间餐厅,在其顶楼则布置了一个拥有三个房间设施齐全的公寓,而这间公寓在之后的岁月中成为泡利和海森堡的栖身之所。

第八章·量子魔法师(4)


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