第二篇 对峙
第四章 梦幻金三角
一
1918年11月，以德国为首的同盟国战败，第一世界大战结束。德国再次沦落到1806年普鲁士国王威廉三世的境地，割地赔款，百业凋蔽。俾斯麦经营起来的德意志第二帝国垮了，代之以一个不成熟的民主共和国。经济学教科书讲解“超级通货膨胀”这个概念，无不以德国这一时期的魏玛共和国为例：在不到二年的时间里，价格指数上升100亿倍！物价飞涨，食品奇缺。1920年，波尔应邀到柏林作学术演讲，拜访爱因斯坦时“顺便”带了些奶油和其他食品，爱因斯坦的堂姐表姐妻子爱尔莎的谢辞是：“看到这些食品，我这个家庭主妇的心都醉了！”
面对危局，德国人再次祭起威廉三世的教育科学兴国的大旗。所不同的是，德国科学在世界的地位，已经不是威廉三世时代可比——她已经超越了英国，处于世界领先的地位。1919年，普朗克以非官方发言人的身份发表讲话，宣称：“有一样东西是国内外敌人无法从我们身上夺走的，那就是德国科学在世界上所占据的地位。”这是当时少有的真正能激励德国人的讲话。
我们前面见过的量子物理三大教父，有二位就在德国，就是那“一个半德国人”——普朗克和爱因斯坦。德国科学特别是物理学在一战后继续保持甚至发展了她在世界的领先地位，这二位无疑是起到了不可或缺的作用。
他俩在一战中的表现可是迥然有异。普朗克是个忠诚的爱国者，当时信仰国家主义。大战之初，德国学者发表了臭名昭著的《告文明世界宣言》，公然为德国的罪恶战争张目。在宣言上签字的共有九十三位德国学术精英，包括普朗克。爱因斯坦则是个世界主义者及和平主义者，他不仅拒绝签字而且强烈谴责这个宣言，反其道而行之，他携另几名科学家发表了《告欧洲人宣言》，毫不妥协地公示自己的反战态度。
原谅我们的普朗克吧，战后他为自己曾经的作为公开忏悔。此时他已经意识到，政治和科学的亲密捆绑，不仅会毁了科学，而且会毁了政治。在他的组织下，1920建立了非官方组织“德国科学与奖学金紧急协会”，从政府和国内外民间组织筹措资金，为德国科学乃至科学家的肚子提供物质保障。
在国际科学界，“科学有国界”和“科学无国界”两种观点针锋相对。英国皇家天文学会会长爱丁顿爵士显然属于后一观点。大战刚结束的1919年，他就组织英国科学家跨国越洋的为“敌国”科学家爱因斯坦的广义相对论做了“伟大的验证”，此后又力排众议邀请爱因斯坦到英国作学术演讲。正是在这次活动中，爱因斯坦对科学有无国界的问题作出了自己睿智的回答：“科学无国界，但科学家有祖国”。在法国情况就要糟糕些。1922年，爱因斯坦应朗之万教授之邀赴法讲学，不得不秘密潜入巴黎，而且必须取消一个在科学院的讲座，因为爱因斯坦一旦进入科学院大厅，就会有30名院士按既定方针退场，以抗议“讨厌的德国人”。
爱因斯坦虽出生于德国，但1896年已经脱离德国国籍。1913年，由于普朗克的力邀，才重归德国并再次入籍，拥有瑞士和德国双重国籍。爱因斯坦会不会再次脱离德国，成了德国政府和科学界的心病。事实证明他是对得住德国的。1923年索尔维物理会议决定不邀请德国科学家但爱因斯坦除外，他拒绝了邀请以表示对这种科学活动中的政治歧视的抗议，明确指出：“不应该把政治带到科学事务中来。个人不应承担他们所属国家政府的责任”。结果这个没有德国科学家的高端科学会议开得索然无味，是历届中最失败的一次。
斯堪地那维亚，这个曾经盛产海盗的地区，在一战后却表现出了宽容与大度。1919年，瑞典科学院决定把物理奖授予普朗克和斯塔克，把化学奖授予哈伯，这三位全是德国人，而且哈伯是德国的“毒气之父”，他的发明在一战中起了重要作用。科学界舆论大哗。波尔作为丹麦的科学领袖，他与德国同仁正常的友好关系和过于紧密的往来接触也深受国际科坛激进分子的诟病。
在这个最艰难的岁月，普朗克，爱因斯坦，柏林，无疑是德国科学的脊梁，可是，至少在量子物理，却不是灵魂。普朗克已经六十多岁，按瑞利的标准，已经到了“不参加学术讨论”的年龄。爱因斯坦则把大部分精力用于相对论和统一场论的建设，深层次的，他那种对现象“背后”绝对秩序的偏好，在这个领域已经成为障碍，而且越来越明显。这二位巨人工作所在地的柏林，也越来越披上传统和正统的色彩，新兴科学的触角，必须伸向她以外的地区，寻找革命的再次爆炸点。
二
1877年，在慕尼黑大学就读的普朗克赴柏林大学选修大四的课程，才发现慕尼黑大学教授给他的只是“地区性的学问”。如果不是大四在柏林大学学到的“世界性的学问”，日后他也不可能成为世界性的大师。但是现在慕尼黑大学物理系已今非昔比了，特别是拥有了索末菲。
阿诺德·索末菲（Arnold Sommerfeld），1868年出生于东普鲁士的柯尼斯堡（著名哲学家康德的故乡）。大学主修数学，取得博士学位后最初从事数学教学。1894年任著名数学家菲利克斯·克莱因（Felix Klein）的助手。克莱因的兴趣是数学的技术应用，耳濡目染的索末菲的学术目标就很平滑地转轨到理论物理。1900年，在克莱因的极力推荐下，索末菲以物理学教授的身份出现在亚琛工业大学。1906年，出任新成立的慕尼黑大学理论物理学院主任和教授。
按说索末菲也是量子革命的首义功臣。在1908年给朋友的一封信中就提到：“我转而确信普朗克的量子假说”。不过这个时期索末菲的思想还是倾向于保守，主要是致力于把量子理论这部战车拉回到经典物理的轨道。1911年他提出了一个基本量子论假说，与普朗克在同年提出的那个只有辐射过程量子化而吸收过程非量子化的第二个量子假说有异曲同工之妙，甚至他自认为他的方案与经典电动力学衔接得更好。总之他和普朗克的信念是共同的，一如后者所说，物理学乃至全部自然科学的辉煌成果都可以原封不动地保留下来，在经典力学这个坚如磐石的大厦上，只需要加盖几层就行了。到了波尔提出原子的量子化模型时，索末菲已经是量子假说的坚定捍卫者和积极推动者。1922年，索末菲出版了根据1916至1917年在慕尼黑所开课程编写的《原子构造与光谱线》，是一个综合性的教程，成为战后一代物理学家研究原子理论的“圣经”。之后这部教程一版再版，并且于1923年翻译成英文。这应该是旧量子力学的集大成之作了。
1918年10月，家里来了个来自维也纳的不速之客——18岁的奥地利孩子沃尔夫冈·恩斯特·泡利（Wolfgong Ernst Pauli）。“沃尔夫冈”是与他父亲相同的本名，父亲是一很有成就的生物化学家，维也纳大学教授。老泡利有犹太血统，原信犹太教，后改的天主教。小泡利的中间名“恩斯特”就是取教父的恩斯特·马赫（Ernst Mach）的名字。是前面见过的那位“令人讨厌”的马赫吗？正是！伟大的奥地利物理学家和哲学家。马赫的实证主义哲学影响了泡利一生的学术发展。孩子带来了父亲写给索教授的介绍信，提出了一很过分的要求——跨过大学课程，直接听研究生课。索教授能同意吗？
1900年，小泡利跟量子概念同年诞生。如果说他的科学天赋是父亲的遗传，而身为作家的母亲则给他的性格增添了戏剧元素。他酷爱读书不喜欢运动，但热衷看戏剧和参加舞会。自小才智过人，成绩优异，特别是数学。在中学，他所在的班号称“天才班”，日后出了二位诺奖获得者。对于小泡利贪婪的胃口，学校是喂不饱的。因此从中学起他就自学大学课程，而且还经常去附近的工学院听课。大概是这个机缘，12岁时听过来讲学的索末菲的演讲。一胖乎乎的小屁孩跻身在大哥哥中间挺抢眼的，所以演讲完索教授特意过来问这小孩：“听懂了吗？”“听懂了”，小泡利楞头楞脑地回答，“但黑板左上角写的那些除外。”索教授回头一瞅，发现确是自己写错了！
大概因为这个原因吧，总之索末菲同意了泡利的“过分要求”。还有更“过分”的呢。研究生的课没听几天，小泡又要求参加高级班的讨论课。索教授嘴上是答应了，心里却不以为然——还没会走呢，你就想飞呐？但事实又一次让索教授大跌眼镜——泡利居然是高级班里接受和理解最快的学生！1921年数学家克莱因主编《数理科学全书》，把有关物理学的第五卷的编辑任务交给了自己曾经的学生和助手索末菲。相对论部分，索末菲想请爱因斯坦主笔未遂，自己写又时间精力有限，于是邀请泡利与自己“合作”。这时21岁的泡利正在写博士论文呢，接到任务后居然在很短的时间内写出了250页的综述。看过书稿索末菲就觉得没自己什么事了，于是“合作”就改成了学生的独立撰稿。1922年爱因斯坦对此文的评价是：“读了这篇成熟的、构思宏伟的著作，谁也不会相信这是一个21岁的人写的。”这个原先就一部全书的一个词条，以后独立成书，是物理学史上的一部经典。
小泡利冒闯慕尼黑刚过二年，1920年，索末菲又遭遇另一楞头青——19岁的海森堡。维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）。1901年出生于巴伐利亚州小城乌尔兹堡。1910年海森堡一家迁居慕尼黑。父亲在慕尼黑大学担任中世纪及现代希腊语言学终身教授，算是索末菲的同事。母亲是一高级文科中学校长的女儿。跟泡利一样，海森堡从小才华横溢。家庭氛围的熏陶，他的古典文学和古典音乐功底很好，跟少年普朗克一样，也曾考虑过是否选择以音乐为职业。不过数学让他更有成就感。家里的一个朋友准备化学博士的考试，竟让14岁的海森堡辅导数学。稍长，著名数学家韦尔（Weyl）一本高深莫测的《空间、时间与物质》让他如痴如醉。
1920年高中毕业的海森堡的理想导师是 慕尼黑大学的数学教授林德曼（Lindemann）。也许是无缘，海森堡去拜访那天这位60岁的老教授正身体不适心情不好，听这孩子说要拜到自己门下便不耐烦地问：“最近读了什么书？”小海信心满满地回答：“韦尔的《空间、时间与物质》。”心想这部时尚的数学大作连大学生都看不懂，说出来能把这老头吓一跟头。不料这正犯了忌。老派的林教授对时尚有本能的反感，觉得韦尔的歪门邪道是毁了数学。这孩子如此津津乐道，看来也不是什么踏踏实实的善类。于是给他的数学前途判了死刑并立即执行，决绝地对这孩子说：“那你就根本不能学数学了！”历史要大大地感谢林教授的拒绝！
退而求其次吧，沮丧的小海想，理论物理毕竟与数学还沾边。所以才找的索末菲。到了索教授这儿一点也没吸取在林教授那儿的教训，又一次地夸夸其谈韦尔的《空间、时间与物质》。小家伙的好高骛远让索教授心有不爽，谆谆教导他学术要从小题目开始而不是从最难的问题开始。小家伙不识趣地继续吹嘘：“我对大题目后面的哲学问题更感兴趣，而对小题目不太有兴趣。”索教授也是好耐心，继续教导说：“大诗人席勒说过：如果国王要建造宫殿，推手推车的人就有事情可做啦。”言下之意，你给我把手推车推好先。索教授会收海森堡吗？嗨，泡利那么窜都收下了，这位又算得了什么？
泡利和海森堡，这两位年龄相差只一岁的同龄人，从此兵合一处，物理学将会被这对捣蛋鬼搅得天昏地暗。
慕尼黑大学，好漂亮哟！
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