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2288-原子弹演义-第7部分

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    第二天,玻尔在领奖台上讲演的末了,自豪地宣布了这一发现,并按照赫维赛的建议,将新元素命了名。    
    无疑,这是对颁奖仪式献上的一份厚礼。    
    玻尔的声望也随之提升。


第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起玻尔收了一个“童工”做弟子

    1922年入夏,玻尔接到邀请,要去德国的哥廷根做一次讲演,组织者提出的题目是《原子量子论》。这对玻尔来说是一个老题目。    
    玻尔如期到达。讲演之前,他的一个德国朋友来看他,并带来一个年轻人,只有20岁的维尔纳·海森堡:个子很小,一脸雀斑,头发是红色的,朝上竖着,眉毛和睫毛都是淡黄色的,看上去像个孩子。    
    玻尔一见便喜欢上了这个年轻人,可能正是由于海森堡长得不起眼。    
    海森堡留下来听了玻尔的报告。    
    大厅里坐满了人。在海森堡的心目中,玻尔算得上一个伟人了。夏日的阳光从敞开的窗户射进来。玻尔站在讲台上,头微微倾斜着,嘴上带着友好而有些窘迫的微笑。海森堡觉得玻尔的声音相当地轻。他看得出,每一个句子都是经过仔细组织的,关键的字眼儿都经过了认真推敲,因此,表达不但清楚明白,而且富有启发性。海森堡深深被吸引了。    
    但是,对于玻尔在讲演中再一次提到原子的“电子轨道”,海森堡却感到不是滋味儿。这是海森堡一种根深蒂固的思想在作怪,他讨厌把不能探测的东西加以形象化。上大学时读到柏拉图的《蒂迈欧》,那里面讲了原子的几何形状,他深感吃惊,说:“一个具有批判品格的敏锐哲学家,竟然堕入幻想的深渊,这不能不使我感到悲哀。”    
    现在,他的批判精神对准了玻尔,他认为,玻尔的“电子轨道”同样是一种幻想。    
    讲演结束后,玻尔找到海森堡,真诚地提出,要听听海森堡对演讲的见解。结果,海森堡讲了自己的感受,当然包括他对“电子轨道”的反感。    
    玻尔已经学会让自己不要惧怕向他发起挑战的聪明学生。他听了海森堡的见解后,当时没有讲什么,只是说,下午请海森堡同他一起到海因山去散步。    
    海森堡不晓得将要发生什么事,心中一直惴惴不安。实际上,他的真正的科学事业从那天下午开始了。散步中,玻尔认真地听取了海森堡的见解,并且告诉海森堡,他希望海森堡能够设法到哥本哈根去,以便他们一起工作。    
    海森堡的头脑里充满了希望和憧憬。可玻尔由于这次散步出了麻烦。第二天晚上吃饭时, 两名穿着哥廷根警察制服的年轻人闯进了玻尔的住处, 其中的一个拍着玻尔的肩膀说: “你因为拐骗幼童罪被捕了!”    
    他们要保护的“幼童”是海森堡,孩子气并带着雀斑和一头坚硬的红发。    
    玻尔哭笑不得。    
    无论如何,玻尔得到了海森堡。    
    海森堡有了新发现:“测不准原理”。这使玻尔无功的飞翔停了下来    
    玻尔不会忘记,卢瑟福不但赞扬了他的假设,而且指出了他假设中理论上的“障碍”。卢瑟福给玻尔写了一封信,信中说:我感到在你的假设中存在一个严重困难,我相信你会充分理解到,那就是一个电子当它从一个稳定态进入另一个稳定态时,它如何决定自己将以怎样的速度进行运转?我感到你必须假定电子知道它将在哪里停下来,以便使自己新的运转以一种新的速度进行。    
    这个问题,玻尔自然像卢瑟福所讲的那样,“充分理解到”了。    
    为此,他必须计算。而计算在各种力相互影响下不断旋转并改变速度的电子的某一时刻的运动频率,谈何容易!    
    玻尔最终走投无路了。海森堡也加入了解决难题的行列,同样被弄得精疲力竭。    
    1927年2月末, 玻尔去了挪威,想通过滑雪轻松一下。海森堡则继续奋斗。    
    在玻尔研究所的屋檐下自己屋子里工作至深夜的海森堡,想休息一下。但对他来说,只要是醒着,休息,就意味着换一种方式工作。他由计算改为思考。他走下楼,到了外边。当时已经过了午夜。他穿越研究所后面的巨大的山毛榉树林,来到法拉德公园的开阔的足球场。天气很冷,天上繁星闪耀。海森堡是一个精力旺盛的步行者,寒风正好为他助兴,夜空给了他莫大的思索空间。他进入最佳的思索状态。他开始有了一个明显的想法,那就是必须假定只有在量子力学数学形式框架中能够描述时,大自然才允许实验情况发生。随后,这一判断立即使海森堡得到一个惊人的结论:在原子的极端微小的尺度上,对事件能知道的准确程度必然存在固有的极限。假如你要证实一个粒子的位置,这就意味着你让这一粒子停留在固定的位置上,而这样,你实际上就改变了它的速度因此也就失掉了速度的信息。假如你测量它的速度,你因此也就不可能准确确定它的位置。一项测量总使另一项测量不准确。    
    想到这里,海森堡迅速地回到自己的屋里,开始把他的想法用数学表示出来。结果,想法被计算所证实。    
    那天夜里海森堡构想出来的东西后来被称为“测不准原理”。这一原理意味着物理学中严格决定论的终结,因为假如原子事件本质上是界线不清的,假如不能获得关于个别粒子的位置在时空上全面的信息,那么,对它们未来行为的预测只能是统计的。    
    海森堡这种使原子内部民主化的举动,使玻尔最终明白了,也最终回答了老师卢瑟福所提出的问题。这时他感到,无论精神还是体力,全都得到了解放。


第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起飞翔中的大鹏怎样对付风浪

    量子理论有些事情还没有做完,另一方面,这个理论受到了前所未有的攻击。    
    1927年夏,墨索里尼政府在科莫召开了一次国际物理学大会。召开大会的名义,是纪念100年前逝世的意大利物理学家阿里桑得勒·伏打,他发明了电池,人们曾按他的名字把电压的标准单位定名为伏特。除爱因斯坦外,所有的知名科学家都去了。爱因斯坦拒绝到会,是拒绝把他的声望送给法西斯。玻尔与会是去捍卫量子论,因为他预料,原子量子论在会上必然遭受到围攻。    
    1926年,欧文·薛定谔曾提出一种与玻尔的量子论相一致的理论,使量子论得到了有力的证明。    
    但薛定谔却是经典物理学的忠实维护者,因此,随后,他又把自己的理论“巧妙地”恢复到了经典物理的老一套。    
    许多传统的科学家却因此认为这是一次“胜利”,表示他们将带着一种“收复失地的感觉”祝贺薛定谔的这一胜利。    
    为了弄清真理,会议之前,玻尔邀请薛定谔去了哥本哈根。    
    辩论从火车站开始,一直持续到夜里。海森堡回忆当时的情况时说:    
    玻尔虽然是一个待人十分周到和礼貌周全的人,但在讨论到他认为极端重要的认识问题时,他会顽强地坚持己见,并以可怕的不留情面要求所有论点具有完全的明确性。甚至在若干小时的奋战后,玻尔也不让一步,直到薛定谔承认他后来的阐述是不充分的……薛定谔所有想绕过这个苦涩结果的企图都没有成功……    
    问题是,薛定谔不但没有成功,而且他还感冒了。    
    对他来说,更为不幸的是,自己不得不留在了玻尔的家里。结果,他的床头成了辩论的战场。玻尔太太看护着他,并拿来茶和蛋糕,尼尔斯·玻尔则坐在床边上对薛定谔说:“你必须承认……”    
    薛定谔火了,他大声叫道:“假如人们必须讨论这个该死的量子,那么,我很遗憾当初搞了原子理论。”    
    这时玻尔才安定了下来,道:“但我们其余的人都感谢你搞了原子理论,因为你曾给原子物理的前途带来了决定性的一步。”    
    会议如期举行了。玻尔获得了发言的机会。会上,玻尔顽强地捍卫了原子量子论,并第一次提到了事物的“双重性”和“互补性”的问题。我们会看到,从此以后,这种双重性和互补性的含义得到了他的进一步发挥,不但成了他在处理物理学问题上的一个重要指导原则,而且成为他在政治活动中的一个重要指导原则。


第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起两个巨星之间的辩论

    科莫会议之后一个月,一年一度的索尔维年会在布鲁塞尔召开。这次,爱因斯坦出席了。出席会议的还有玻尔、马克思·普朗克、玛丽·居里、马克思·玻恩、保罗·埃伦菲斯特、欧文·薛定谔、沃尔夫冈·泡利,等等。海森堡也出席了,玻尔让他讲一讲他的“测不准原理”。    
    这是玻尔与爱因斯坦第一次见面,两个人一见如故。    
    海森堡在会上宣布了他的新发现。结果,引起了轩然大波。    
    这次争论的对象与科莫会议不同了,玻尔选定的争论目标不再是欧文·薛定谔,而是他第一次见面的阿尔伯特·爱因斯坦。    
    海森堡后来回忆说:“我们全都住在一个旅馆,发生了最尖锐的争论,不是在会议厅内而是在旅馆的餐桌上,其中玻尔和爱因斯坦争论得最为激烈。”    
    爱因斯坦拒绝接受在原子水平上的非决定论,反对宇宙的精微结构的不可知论。他一直用“上帝不掷骰子”来反击玻尔和海森堡。    
    这句话他是对着“测不准原理”的。    
    他常常是在早饭时节提出一个挑战性的思维实验,让辩论整天进行下去。    
    但是,通常的情况下,到晚饭的时候,会达到这样的一点:玻尔向爱因斯坦拿出证明,以证实“测不准原理”是颠扑不破的。    
    每逢这种情况出现,爱因斯坦似乎总是有些恼火。但次日清早,他的新的挑战性问题又提了出来,而且肯定,它比上一次要复杂得多。    
    这种状况持续了好几天,结果,爱因斯坦的老朋友保罗·埃伦菲斯特出面干预了,他向爱因斯坦咆哮:“我为你感到羞耻!你反驳‘测不准原理’像你的老对手反驳你的相对论一样,是无理的!”    
    爱因斯坦不动声色,事实上,他到死都没有承认“测不准原理”。    
    


第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起决定意义的会见

    20世纪40年代之前,欧洲是物理学的中心。这个中心聚集的大多是欧洲人。美国人很少,罗伯特·奥本海默是来到这个中心的极少数美国人当中的一个。他的生活背景既不同于卢瑟福,又不同于玻尔。他童年时、少年时来过欧洲,那是为了游玩儿。进入青年时代,他又来到这里,并且在铀的发祥地朝圣。大学毕业后,他自己来到了这里,目的很明确,就是要进入“中心”。在美国上学,他几乎一帆风顺,但来到这里之后他遇到了挑战。他几乎挺不住,但最后,他挺住了,完成了涅NFECC。    
    一、一次对生活和事业具有决定意义的会见    
    1926夏,有一天,卢瑟福把一个细高挑的青年带到玻尔的身边,向玻尔介绍说:“罗伯特·奥本海默。”    
    玻尔一边看着眼前这位青年,一边回忆——他觉得这个名字在哪里见到过。    
    他伸出了那只大手。这时他想起来了,这个名字是他在《物理评论》上见到的。有一篇关于原子量子论的文章曾引起他的兴趣。那篇文章就署名“罗伯特·奥本海默”。    
    奥本海默握住了他的手。玻尔问:“现在有什么新进展?”    
    奥本海默:“我遇到了困难。”    
    玻尔:“啊!哪一方面:数学的还是物理的?”    
    奥本海默:“我也不知道……”    
    玻尔:“那太糟了。”    
    玻尔静静地等了一下,笑了起来。他觉得,他一下子喜欢上了这个年轻人。    
    玻尔那种像长辈的温暖,那种单纯、真诚、和蔼,则一下子吸引了奥本海默。    
    从这一刻起,他们之间建立了终生的友谊。    
    现在我们要讲一讲罗伯特·奥本海默了。    
    二、美国年轻物理学家的群像和生活背景    
    不过,要讲罗伯特·奥本海默,怕应该先讲一讲美国的物理界。    
    当时,物理界的大本营在欧洲,但在粒子加速方面美国却占据领先地位。劳伦斯的回旋加速器就是一个例证。这种领先地位,是美国机械化传统带来的:机械化装备了工厂的生产,而工厂的生产伸展到了实验室。    
    1914年,一位众议员在一次拨款听证会上曾讲了这样一句话:“物理学家是什么?我曾在众院会议中被问到过。凭常识,我明白物理学家是什么,可我却讲不出来。”    
    第一次世界大战使物理学家是什么这一问题明确了起来,科学促使技术,特别是军事技术发展的事实明朗了。于是,政府对科学的支持,私人基金会对科学的支持源源而来。科学家的数量也随之增加。1920年到1932年,12年间,美国物理学家的数字翻了一番,总数达到2500人。与老一代科学家相比,他们得到了更好的训练,靠全国研究理事会或国际教育协会或古根海姆奖学金的资助,到欧洲学习的就有50余名。物理学的刊物出版也活跃了起来。原来奄奄一息的《物理评论》,1929年改为双周刑,并成为剑桥、哥本哈根、哥廷根和柏林的欧洲科学家们争相浏览的读物。    
    这批人的崛起,引起了心理测验学家的关注,他们急着想知道这群男男女女是些什么样的人,急着想闹清楚他们是从什么背景中涌现出来的。他们搞了一次调查,找了64名物理学家,其中有22名是全国知名的。调查发现,中西部和太平洋沿岸的小型文科院校培养的科学家最多。从他们的家庭背景看,实验物理学家的一半,理论物理学家的84%,是工程师、医生、教师等自由职业者的儿子。农家子弟也有,但屈指可数。他们的父亲至少是一个熟练工人。父亲是商人的寥如晨星。还有一个值得注意的现象:他们几乎清一色是第一个出生的儿子。另外也发现,理论物理学家平均有最高的语言智商,在170左右,几乎超过实验物理学家的20%。理论物理学家的平均空间智商也最高,实验物理学家居次席。    
    根据调查,调查人画出了当时那批科学家的青年时期的综合形象:    
    他可能是一个病弱的孩子,或者早年就失去双亲中的一位。他有很高的智商并在少年时代就开始大量阅读。他倾向于感到孤独和“特异”,而且腼腆,因此喜欢远离他的同学。他对女孩子兴趣不大,直到大学时代才开始同她们约会。他结婚较晚……有两个孩子,并能在家庭生活中找到安全感。他的婚姻比一般人更为稳定。直到大学3年级或4年级时他才决定以科学家作为他的职业。这个决定是由于他有机会在大学一项计划中搞了点独立的研究——为他自己发现一些事物。一旦他发现了这种工作的乐趣,他就不再改变。他对他所选择的职业感到完全满意……他在实验室中辛勤专心地工作,常常一星期干7天。他说他的工作就是他的生活,娱乐很少……电影使他厌烦。他规避社会事务和政治活动,宗教在他的生活和思想中占不到什么地位。比起任何其他兴趣或活动来,科学研究似乎更适合于他本性的内在需要。    
    我们应该记住:这就是罗伯特·奥本海默青年时代的画像,而且这个画像的背景,正好是这位奇才成长的真实背景。


第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起在蜜中滋生的幼虫

    奥本海默祖籍是德国,一家都是犹太人。父亲于1898年17岁时离开祖居地来到美国,靠经营起家,直到拥有一家大的纺织品进出口公司。    
    在美国的奥本海默一家——父亲朱利叶斯·奥本海默、母亲埃拉·奥本海默,他,长子罗伯特·奥本海默,小弟弟弗兰克·奥本海默——有足够的美元到欧洲度假,年年如此。    
    朱利叶斯·奥本海默和埃拉·奥本海默都是犹太人,但不信教。他们的一幢宽敞的宅邸,俯视着哈得逊河。在长岛临近水边,他们还有一幢宅子专供度夏。他们穿着仔细剪裁的衣服,注意教养,并小心翼翼地把自己和他们的孩子保护起来,免于现实中的和想象中的伤害。    
    朱利叶斯能言善辩,不但是一个成功的企业家,而且是一位颇有名气的社会人物。罗伯特的一位朋友说:“他和蔼可亲,渴望使人愉快。”    
    埃拉·奥本海默美丽、善良、贤惠,但天生有残缺——右手有毛病,因此总是用手套把它遮盖起来。她很可爱但拘于形式,在她面前只有她丈夫能高声说话。    
    罗伯特·奥本海默记得他自己是“一个表现热
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