Monday, December 5, 2011

宇宙的精灵 #3.2



你发现没有?一个城市越小,她的排外心理就越少。同样,像丹麦这么一个小国家,就很少有什么民族偏见和文化偏见。她南接德国,深得德国,或广义的大陆理性主义的浸淫。同时,她西隔大西洋北海与英国相望,英国的经验主义传统,也在这个蕞尔小国畅行。作为地理概念,丹麦并不在斯堪地那维亚半岛;但作为政治文化概念,丹麦则被划入斯堪地那维亚范畴。这是因为,在农耕文明时代,地处天寒地冻的北欧的丹麦不得不以劫掠作为生活资源的补充,就像中国北部的游牧民族;由此形成的生产方式和文化心理与北部斯堪地那维亚半岛上的挪威和瑞典更为接近。当世界进入工业时代,这个被边缘化的曾经强悍的民族,同样面临文化资源匮乏的问题,同样需要“劫掠”。当然,不能再凭借长型战船,只能凭借一个民族虚怀若谷的胸怀。对,这不能叫“劫掠”,应准确地称为“学习”。

现在,我们的尼尔斯·波尔(Niels Bohr)正紧张地准备渡海赴英国学习。关于金属电子研究的论文,在丹麦没有真正的判官,得拿到英国去向老师请教。波尔物理学是没有问题,英文却烂得可以。找到一个在英国学习过几年的邻居帮翻译,英文倒是没有问题,但物理学却是门外汉!看来两个臭皮匠是凑不成一个诸葛亮的,那论文是翻得一塌糊涂。比如,所有丹麦文“带电的”,一概都翻成英文“装载着电子的”。直到启程那一天,论文还开着不少天窗。

波尔的目的地是英国剑桥,将师从卡文迪许Cavendish实验室主任J.J.汤姆逊(J.J.Thomson)教授。“卡文迪许实验室”,“J.J.汤姆逊”,两个物理学史上同样熠熠生辉的名字,简单地介绍一下大家就知道波尔该有多幸运!卡文迪许实验室,创建者和首届主任是电动力学泰斗麦克斯韦,第二任主任是前面说过的提出黑体辐射公式的瑞利,1884年汤姆逊接任第三任主任,当时年仅28岁。J.J.汤姆逊一生成果累累,但仅就“电子发现”一项,就足以让他标炳物理史册。

汤姆逊接任实验室主任的当时,阴级射线研究激战正酣。阴级射线是什么?当时形成了“粒子流”的英国学派和“波动说”的德国学派。波动派的主将是大名鼎鼎的赫兹,仗麦克斯韦理论之威,此派明显占据着战场主动。处于弱势的粒子派在汤姆逊的指挥下,通过睿智的理论构思,精巧的实验设计和严密的实验操作,测定了射线的速度、偏转、电极、荷质比,终于在1897年取得决定性的胜利,证明所谓“阴级射线”是一种粒子流,这种粒子速度远低于光速,带负电,质量约为氢原子的千分之一(现在的标准答案是质子的1/1836),是所有物质共有的组成部分,并把这种粒子命名为“电子”。这是人类认识的第一种基本粒子。J.J.汤姆逊因此获得1904年的诺贝尔物理学奖,1909年被授予英国勋爵。

波尔于1911年9月到达剑桥,很快就去拜访了仰慕已久的汤姆逊教授,以表达自己的敬意。来到这个灿烂文化传统且当时世界第一强国的英国,波尔也就一农村来的乡巴佬。加之年少,英语太烂,波尔不免局促和腼腆。这样挺好,会显得你谦虚可爱。可是偏偏这小家伙有太强的倾诉欲,且不知英国候门深似海。他用他磕磕巴巴的英语介绍那还没有翻译好的毕业论文,但同时犯下了个致命的错误。话说在一个女人面前不要夸另一个女人漂亮,在一个科学家面前不要夸另一个科学家聪明,特别是汤姆逊这种功成名就的科学家。波尔却毫不掩饰他对普朗克和爱因斯坦量子理论的热烈追捧,大揭经典理论其短。这也就罢了。这个不知天高地厚的小波尔居然傻乎乎把自己论文中对汤姆逊的批评也和盘托出。汤姆逊很绅士,心中的不快一点也没有表露出来,甚至表示:“我恨不得马上看到你的论文”。

天真的波尔信以为真,反正这次接见让他很兴奋。但接下来的情况就不对了。汤姆逊对这小家伙的想法在各种场合表示出批评和不屑,却不给机会当面交谈(汤教授确实也忙),重大的实验不安排他做,安排做的又是根本出不了结果的,“很高兴地”做安玻璃一类的活。论文最终弄好后送去,直到12月,汤教授也没看,原来当初的话只是客套。大好的机会和时间似乎就这样白白的浪费掉了,这心理的落差也忒大了!

吉人自有天象,在1911年10月,在卡文迪许一年一度例行的聚餐会上,波尔遇上了卢瑟福。虽然没有机会接触,但他的个人魅力一下就把波尔给迷住了,境遇不顺的使他立刻产生了投奔的念头。

出生于新西兰的欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)该算是穷苦人出身了,父亲是一手工业者,母亲是低级知识分子——小学教师。23岁在新西兰修完大学,报考英国的奖学金。1895年收到剑桥大学的录取通知书时,他正在家里刨土豆呢,遂即兴奋地丢掉锄头,大叫:“这是我挖的最后一个土豆!”那一年,他24岁。在剑桥他师从汤姆逊,在卡文迪许实验室。手工业家庭出身的他在实验室那是得心应手,从此一路顺风顺水。因放射性射线的研究,他获得了1909年的诺贝尔化学奖。他说在射线实验中见过许多怪异的变化,但最怪异的变化莫过于他变成了化学家!现在他当曼彻斯特大学的物理系主任已经四年。按说跟汤教授一样卢教授现在也是功成名就地位显赫,但整个儿还一新西兰老农民的形像——身材魁梧,声如洪钟。其声音之大足以影响精密的实验。在曼彻斯特实验室内挂着一块大大的警示牌:“SOFTLY TALKS PLEASE”(请轻声说话),显然是针对这个实验室主任的。据说有次英国广播公司邀请他去做个广播讲话,同事们玩笑道:何必浪费电波?升上发射塔让他吼就是了。

次年三月,春光明媚的日子,波尔就转到了曼彻斯特实验室,开始了他的光辉篇章。



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