Sunday, January 1, 2012

宇宙的精灵 #17.1




第十七章 盗火者



美国西南部的新墨西哥州,从首都圣菲向西北沿一条山路逐级向上走约五十多公里处,出现一块海拔两千米高原台地,两山之间的大峡谷,其西面的杰姆兹山和东面的克里斯托山海拔都在近四千米。尤其是克里斯托山,作为被地理学家称为北美洲“脊骨”的洛基山脉的南端,向北一直延伸到加拿大,绵延起伏几千里,山头终年白雪皑皑,往下原始森林四季郁郁葱葱,既有壁立千仞的严峻,也有苔藓野花的柔美,山涧溪水潺潺,山脚大河湍急,好一派壮丽景色!

在这块台地上,1943年几乎一夜之间就崛起了一座被称为“洛斯阿拉莫斯”的小镇。在镇上简陋的平房里,除了军人,头年就住进了一千多名、第二年达到三千多名二十郎铛的学生模样的年轻人,当然也有些年纪偏大的教授模样的,但如果超过五十岁就会像考古文物一样珍稀。这支“学生军”是美国最优秀的科技人员,他们的平均年龄只有大约二十五岁,他们的首领是一名39岁的大帅哥。他一顶西部牛仔帽,粗呢花格衬衫或者军便装,一条牛仔裤,一双牛皮短靴,嘴角永远叼着一支香烟或一个烟斗;再看相貌:浓密的弯刀眉,湛蓝的大眼睛,薄薄的嘴唇,笔挺的罗马式的鼻梁,像克里斯托山一样粗犷与柔美结合的脸廓——活脱脱一个酷毙了的电影男星。

这就是二战期间美国研制原子弹的“曼哈顿计划”的心脏——“洛斯阿拉莫斯实验室”,这些年轻人可不是来这里过家家,他们从事的事业号称“物理学三百年最重大的发明”,尽管“原子弹”这个名词不是那么令人愉快,但这毕竟是人类利用核能的发端。这里一定是世界上空前绝后智力最密集的地区,诺奖获得者和准获得者在这里变得稀疏平常,所以这里也被戏称为“诺奖集中营”。集中营的营长,那个大帅哥,罗伯物·奥本海默(Robert Oppenheimer)倒从没获过诺贝尔奖,但人们认为他对科学的贡献不逊于任何诺奖获得者。还不仅仅指他卓越的管理才能——在军事化管理的条件下不泯灭科学家的自由创造能力,就是最伟大的管理大师也未必能做到奥本海默的程度,而且物理学领域的理解力、洞悉力和创造力他也达到卓越的层次,有人说就聪明程度言只有泡利能够超越奥本海默。

这就是一部奇迹史,奥本海默本身也是一个奇迹——他曾经是一个精神病患者,一个谋杀罪嫌疑人,能活下来并健康成长,连奥本海默自己都说是“隧道效应”式的奇迹,更遑论成为“物理学三百年最重大的发明”的领导人,“原子弹之父”。

奥本海默1904年出生于美国的一个犹太人家庭,父亲是一个成功的企业家,母亲是一个画家。奥本(朋友对他的昵称)兴趣广泛,理由很奇怪——他对知识领域的空白部分有不安全感。除了自然科学,文学也是他一生的钟爱。192310月波尔访问哈佛并作了两场报告,奥本都听了。他后来说:“很难想像我是怎样崇拜波尔的”。那时候量子理论对美国人来说还是挺新鲜的事,由此奥本的物理学兴趣日益增长。于是1925年秋,以优异的成绩毕业于美国哈佛大学化学系的他赴英国剑桥,师从J.J.汤姆逊攻读物理学研究生。

早在大学期间,奥本就有了抑郁症的征兆,他落落寡欢,喜怒无常。剑桥的门他其实是投错了,实验物理决非奥本所长。相形之下,只比奥本大几岁的布莱克特成了他的实验课老师,这时后者在实验物理领域已经是硕果累累闻名遐迩。抑郁症使他产生了变态的嫉妒心。所以当他把布置下来的实验作业做得一塌糊涂的时候,对年轻的实验课老师布莱克特就妒从心头起杀从胆边生。他从实验室带回了致命的化学品制作了一个毒苹果放在布莱克特的桌子上,好在被发觉而没有吃,否则后果不堪设想。这件事让学校的行政部门发现,欲走公诉程序。恰好父母探望儿子在剑桥,苦苦相劝才改为留校察看。看精神病医生诊断为“早发性痴呆症”——一种与精神分裂症有关的古老的病症,并断言:“再多的治疗对他都是有害无益的。”这等于是判了他的死刑。

最后是“玻恩幼儿园”拯救了他。1926年夏季后奥本转投哥廷根继续他的研究生学业。这是一个量子革命最火热的季节,海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动力学均已问世,他的校友狄拉克初露锋芒,在德国比英国更能感受到这股催人奋进的革命热浪。如果说剑桥是世界实验物理的中心,哥廷根则是世界理论物理的中心。实验是人各一方的单兵作战,理论则需要群雄混战才能激发出灵感。当时在哥廷根的年轻人,矩阵力学创始人之一的约尔当、即将创立狄拉克方程的狄拉克,电子自旋的首创者乌伦贝克和古德斯米特,连已经获得诺贝尔奖的康普顿都是这里的学生。天才云集,使奥本第一次意识到知识还可以从别人身上学到,而在哈佛和剑桥只有一个途径就是书本。

当然他也有自己的优势:首先他有钱,父亲很富有加上美元在这个奔腾式通货膨胀国度里的价值,同学聚会总会是他埋单——被别人需要恰好又是他最需要的;其次他博学,欧洲人比较有专业精神,德国系更是形而上学盛行,物理学谈不过别人就谈文学,这招几乎百战百胜。在这里,他居然跟狄拉克这只闷葫芦结成了终身的朋友。狄拉克深邃的物理思想让奥本兴奋,而奥本的文学才华才让狄拉克困惑——物理和诗歌是截然相反的两个东西,一个人怎么可能二者兼得?在这里奥本海默像是脱胎换骨,“变得自信、激动而专注”。在给朋友的信中他兴奋地写道:“我发现工作很难,可仍要高兴地感谢上帝。”

最重要的还是玻恩和弗兰克这些宽容大度惜才如命的老师的“幼师精神”。由于奥本海默博学多才、慷慨大方和点子多会来事等特点,他就成了一个学生头,但也有点得意忘形了。玻恩的研讨会是很自由的,但奥本发展到了放任。他经常打断别人的发言,包括玻恩的,自顾自地跳到黑板前,又是板书又是训导。最后是玻恩忍得了同学们忍不了啦。以一个女同学打头给玻恩写了一封联名信,发出了最后通牒:除非“神童”有所收敛,否则同学们将联合抵制研讨会。这下玻恩就有些犯难了,实在不忍心伤害这个才情横溢却少不更事的孩子,他才22岁呀。于是他下次研讨会把这份通牒放在讲台上,“恰好”被别人叫出去了几分钟。玻恩摸透了奥本——只要自己一离场他就一定会跳上讲台。果然,再回来时发现通牒生效了——奥本面色苍白话锋立钝,从此果真就收敛多了。

在这种环境下,奥本的潜能得到最充分地发挥,高水准的理论物理论文频频产出,在哥廷根不到一年的时间里,在哥廷根之外发表的论文就达七篇之多,成为与狄拉克和约尔当相提并论的“哥廷根三大才子”之一。他用量子理论对原子结合为分子机制的探索被写成了与玻恩合作的论文《关于分子的量子论》,是高能物理的奠基之作。还有一篇论文讨论了“隧道效应”,也是很前卫的观点。

前哥廷根才子海森堡专门探访过这位现哥廷根才子。俩人在许多方面极其相似,奥本的文学杀手锏对海森堡可不管用。二人相谈甚欢,惺惺相惜。孰料仅仅几年以后,两人被安置在了两大敌对阵营的相同的位置,怀着同样对自己祖国的忠诚和置对方于死地的信念,殚精竭虑进行着你死我活的竞争。

1927511日,奥本以优秀的成绩通过了博士论文的答辩。作为答辩老师之一的弗兰克事后对别人说:“我及时逃离了考场,因为他开始向我提问题了。”

哥廷根9个月是奥本海默的一次重生,正如他以后说的:“就像在隧道里爬山一样,你根本不知道是否会爬出山谷,或者是否会爬出隧道。”但哥廷根这个势场终于帮助他实现了势垒贯穿,巨大的成功帮助他战胜了心魔。那个判了他精神死刑的医生不知作何感想,我想这应当成为精神病研究领域的一个典型案例。

这让奥本上了瘾,1928年春他又申请到博士后奖学金到欧洲留学一年。头一个学期师从荷兰莱顿的埃伦费斯特。埃教授有抑郁症,对奥本显然不合适,他觉得简直是浪费时间。还真是一物降一物哈?费米在莱顿就待得比在哥廷根愉快。而埃教授也让这个性格乖张的学生折腾得筋疲力尽,甩给谁呢?以往他总是推荐学生给波尔,但他觉得波尔的心慈手软对奥本不合适,得“有人打他的屁股”,因此推荐给了在瑞士苏工大的泡利。这一对年龄仅差四岁的师生碰到一起果然热闹。奥本同学“夸”泡老师:“理论物理是如此的优秀,以致于他一进实验室设备仪器就要坏掉或者爆炸。”奥本发言不打底稿,经常说到一半就停下来“嗯、嗯”地思考,于是泡利给他起了个外号叫“嗯嗯男孩”。总之苏黎世是愉快的,被“打屁股”后的奥本心理更健康了。

天将降大任于斯人也!




“原子弹之父”——罗伯特·奥本海默(J. Robert Oppenheimer,1904—1967)。怎么样,很酷吧? 


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