主题：《量子》重启贴 -- 奔波儿

第二部·男孩物理

“什么东西最值得人们羡慕？深谙逻辑思维，精通数学推导，无双的物理洞察力，清晰而有条理的表达能力，对学术文献的烂熟于胸，不达目的誓不罢休的干劲，或者鞭辟入里的判断力。”当爱因斯坦读到这篇“思虑严谨但又充满奇思妙想的文章”时，他被它深深地吸引住了。这篇关于相对论的文章总计237页，有394个注脚，但让爱因斯坦难以置信的是，这篇文章的作者是21岁的沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli：1900～1958），当时的他还只是一名大学生，而在他着手书写这篇文章之时，他还只有19岁。沃尔夫冈·泡利，江湖人称“上帝之怒（The Wrath of God）”，有些愤世嫉俗，被视为“堪与爱因斯坦比肩的天才”。“的确，从纯科学的角度看，”他曾经的老板马克斯·玻恩说，“他可能甚至比爱因斯坦还牛。”

1900年4月25日，沃尔夫冈·泡利出生于维也纳，这座繁华的城市还正沉浸在“世纪末（fin de siècle）”的恐慌之中。他的父亲，也叫沃尔夫冈，过去曾经是一位医生，但当时却已经离开医生行当，进入了科学研究的领域，在这一转换过程中，他将家族的姓氏从“Paschelles（帕施立斯）”改为“Pauli（泡利）”。这次身份改变是非常彻底的，由于惧怕日益高涨的反犹浪潮会影响到他的学术生涯，他放弃犹太信仰，改宗天主教。他的儿子在成长过程中对自己的犹太渊源一无所知。在大学里，当另外一位学生说他肯定是一个犹太佬儿，年轻的小沃尔夫冈非常吃惊：“我吗？不可能。从来没人告诉过我，我也不相信我是犹太人。”但是，当他随后返家看望双亲时，父母告诉了他这个事实。1922年，老沃尔夫冈被授予他期盼已久的教授职位，并被任命为维也纳大学新成立的医学化学学院的院长，他对自己这一身份转换并不觉得有什么负疚感。

泡利的母亲，伯莎（Bertha），是维也纳的一位著名记者兼作家。她朋友众多，人脉广泛，这意味着，在这样的家庭环境下长大的小沃尔夫冈和比他小六岁的妹妹赫塔（Hertha）从小就熟识那些艺术、科学及医学界的才智之士。他的母亲同时也是一位和平主义者和社会活动家，对沃尔夫冈·泡利产生了很大的影响。影响他一生的少年时光是在一次世界大战的硝烟中度过的，在这段日子里，随着战争的进行，“他的反战立场日趋坚定，而最终，他对一却‘约定俗成的东西’都持反对态度”，他的一位朋友回忆说。1927年11月，母亲逝世，这时距离她49岁的生日还有两周。在《新自由报》（Neue Freie Presse）发表的讣告上，伯莎被称为“奥地利妇女界中少数具有非凡人格魅力的人之一”。

泡利在学术上天赋异禀，但并非一个模范学生，因为他觉得学校里的日子平淡无奇。为了弥补他求知的渴望，家里为他延请了物理学的家教。没多久，他就对学校里单调乏味的课程丧失了兴趣，于是他把爱因斯坦所写的关于广义相对论的论文藏在课桌里，并（在上课时）开始阅读它们。奥地利物理学家和哲学家恩斯特·马赫（Ernst Mach：1838～1916）是泡利的教父，在他的影响之下，物理学逐渐成为泡利的少年时代的挚爱。泡利后来与爱因斯坦以及玻尔结成了深厚的友情，但当他回忆起与马赫的交往（他们最后一次相见是1914年的夏天）时，他说那是“我求知寻识的一生中最重要的事情”。

1918年9月，泡利离开了他称之为“精神荒漠”的维也纳。奥匈帝国此时已经步入末路，维也纳昔日的光芒也正在褪去，他抱怨在这个城市的大学里并没有一流的物理学家。他本来可以去任何地方，但最后还是选择去慕尼黑，投入到阿诺德·索末菲门下学习。泡利抵达之时，索末菲在慕尼黑大学执掌理论物理学研究所已经十余年了，而且他刚刚推辞掉维也纳大学的教授聘书。自1906年履新之日，索末菲就立志要让研究所成为“理论物理学的托儿所（A Nursery of Theoretical Physics）”。尽管这个研究所并没有像玻尔在哥本哈根的研究所那样庞大，仅仅只有四个房间，即：索末菲的办公室，一间教室，一间学术会议室和一间小型图书馆。另外，在地下室还有一个较大的实验室，1912年，马克斯·冯·劳厄在这儿通过实验验证了X射线是一种短波长的电磁波，从而迅速奠定了该研究所的“托儿所”地位。

索末菲是一位异常优秀的导师，他善于为自己的学生设定一些他们力所能及的问题，用于锤炼学生们的能力。尽管手下不乏才智非凡的学生，但索末菲很快就发现泡利是那种罕见的特殊天才。1919年1月，泡利离开维也纳之前所写就的一篇关于相对论的论文发表了，索末菲并非那种能被人轻易打动的人，但这篇文章却给他留下了深刻的印象。在他的“托儿所”里，他的这位不满19岁的一年级新生，已经被其他人视为相对论的专家了。

在短时间之内，泡利就名声大振，而他对那些哗众取宠的新观点毫不留情、一针见血的批判也让人对他心生畏惧。由于他坚持决不妥协的立场，因而后来被一些人称为“物理学的良心（Conscience of Physics）”。他瞪着一对牛眼，虽然有些吐字不清，但他却一步步成为物理学界的一尊佛（the Budda of Physics）。每当他陷入到沉思中去时，他总是茫然若失般踱来踱去。大家均一致公认，他在物理学上的直觉感在当时无人能及，可能连爱因斯坦也得甘拜下风。他对自己的工作异常严谨，超过其他任何人。有时，由于泡利对物理问题理解过于透彻，以至于他的创造力未能完全自由发挥出来。因为同行们没有他那样的聪明智慧和无拘无束，因此，当泡利的思索和直觉肆意奔流之际，他并没有和同行互相交流，而是任由这些可能的思想财富白白浪费掉。

唯一让泡利在当时以及日后感到心悸的人物是索末菲。就是在成为一位著名的物理学家以后，每当泡利遇见自己的这位前导师，那些让泡利驳得灰头土脸的同行们就会惊讶地发现这位“上帝之怒”会谦恭地应答索末菲“是的，教授先生”，“不，教授先生”。他们很难相信这个家伙刚才还在嘲弄一位同行：“我并不介意你这人思维迟钝，但我很看不惯你发表文章的速度怎么能比你思考的速度还快呢。”一次，当泡利读到一篇论文时，他评价说：“它不仅仅是漏洞百出。”他有些目中无人。在他还是学生的时候，他就对着人头攒动的课堂嚷嚷：“你们知道，爱因斯坦先生的话并非如此可笑。”坐在前排的索末菲闻言大怒，他绝对无法容忍自己的任何其他学生胆敢如此大放厥词。但接着，他也明白其他学生绝不敢有这样的言行。每当谈论到物理学时，泡利总是充满自信，甚至在爱因斯坦面前依旧本色不改。

索末菲对泡利一向青眼有加，他请泡利相助，为《数学百科全书》（Encyklopadie der Mathematischen Wissenschaffen）就“相对论”写一篇文章。索末菲当时接受了一项任务，即担当该百科全书的第五卷（物理学部分）的编辑。由于爱因斯坦对此不感冒，索末菲决定自己动手写一篇关于相对论的文章，但他发现自己根本没有空余时间做这件事情。为此，他需要一个帮手，于是把这项工作委托给泡利。索末菲看到泡利交上来的初稿以后，赞叹道：“这篇文章如此深入浅出，看来我不必再画蛇添足了”。这篇文章不但对狭义和广义相对论进行了介绍，而且对该领域已有的学术文献进行了无与伦比的总结和提炼。在此后的数十年间，此文在该研究领域的具有教科书般的地位，并赢得了爱因斯坦衷心的称赞。1921年，在泡利获得博士学位两个月之后，这篇文章得以正式发表。

做学生的时候，泡利喜欢泡在咖啡馆里尽情享受慕尼黑的夜生活，等回到自己的住宅后，再通宵工作。自然，第二天早上的课就被他翘掉了，他一直要到中午才露面。但是，他所上的这些课足以让他被索末菲吸引到奇妙的量子物理世界。30年之后，泡利回忆说：“当时，在第一次了解到玻尔对量子物理的基本假设后，每一个被经典物理学驯服的物理学家都会感到震撼，我也没能幸免。”但是，当泡利着手开始自己的博士论文时，他已经成功地与这种震惊告别了。

索末菲给泡利布置了一项工作，让泡利利用玻尔的量子理论以及他自己所作的修正理论，检验一下离子化的氢分子，该分子是由两个氢原子组成，而其中一个原子失去了电子。果然不出意料，泡利在理论上做了无懈可击的分析。唯一的问题是他的理论结果和实验数据并不吻合。泡利已经习惯了从一个胜利走向另一个胜利，而这种理论和实验之间的出入让他很难堪。然而，他的这一博士论文项目反映出玻尔——索末菲量子原子模型已经走到了尽头。量子物理学当时被经典物理学处处桎梏，这种局面已经让人忍无可忍，而现在，泡利的结果说明玻尔——索末菲模型甚至连离子化的氢分子都无法解释，更遑论涉及到更加复杂的原子。1921年10月，拥有博士头衔的泡利离开慕尼黑，启程前往哥廷根大学担任理论物理学教授的助教一职。

第七章·自旋博士（2）