《波尔的信》等

自由的风

最近空闲时间在看关于量子物理的科普小读物，觉得当年的故事很有意思。
-----------------------------------------------------------------


波尔的信

高涌泉

　波尔与海森堡于1941年二次大战期间的哥本哈根之会，是这两位物理巨人情谊的分水岭。自此之后，两人就再也不是能彼此推心置腹的好友。大家早已知道他们当时谈到原子弹这个敏感话题，但是两人究竟讲了什么，则还不十分清楚。海森堡自己在战后回忆说，他问波尔是否相信「物理学家有道德上的权利可以参与原子能实际应用的研究」。波尔非常惊讶，反问海森堡是否相信原子能可以用于战争。海森堡回答说：「是的，我知道。」不过他告诉波尔由于技术上的困难，战争结束之前不可能作出原子弹。因为波尔从未公开谈论这场哥本哈根之会，所以历史学家对于海森堡的一面之词还是众说纷纭。一些人相信海森堡从未有意全力发展原子弹，另一些人则怀疑他抛出「道德考虑」说，纯粹是失败后的推卸之词。

　去（2002）年二月，波尔家族公布了十一份文件，为这场充满争议的会面注入新史料。这些文件原本预计要到2012年，也就是波尔过世后五十年才发表。或许是因为英国剧作家福瑞恩（Michael Frayn）五年前把哥本哈根之会搬上舞台，引发了大众对于这个历史事件的好奇与新一波的辩论，波尔家族才决定提前发表这些文件。

　新公布的文件中最重要的是波尔写给海森堡、但是并未寄出的信件初稿。其中主要的一封夹在波尔所有的一本谈论原子弹历史的书中，他过世后才被发现。这本书是戎克（Robert Jungk）所着《比一千个太阳还亮》（Brighter than a Thound Suns）的丹麦文版，发表于1957年。书中节录了海森堡写给作者描述1941年哥本哈根之会的信。显然波尔对于海森堡的讲法大不以为然，所以才起草了这封未寄出的信。信大致上是这么写的：

　「亲爱的海森堡：我读到了刚发行，由戎克所写的《比一千个太阳还亮》丹麦文版。我想我应该告诉你，我非常惊讶你的记忆是如何地愚弄了你。……以我个人而言，我记得我们谈话的每一个字，对于丹麦人来说，我们谈话当时的时空背景实在是极端悲伤与紧张。尤其是你与外载可（Weizsacker）留给我太太玛格丽特、我、以及（理论物理研究）所里的每一个人很深的印象。你们深信德国会赢，所以我们如果希望战争会有不一样的结果而对所有德国表达的合作之意有所保留，那是很愚蠢的。我也记得我们在我办公室里的谈话。你的用词虽然隐晦，但是你表达的方式让我坚信，在你的领导之下，德国正尽全力发展原子弹。你还说没有必要谈论细节，因为你完全熟悉它们，过去两年你几乎是完全投入这类准备工作。我只听你说，自己完全没有讲话，因为这牵涉到了人类的一件大事，尽管我们私人的交情很深，在这件事中我们只能当作是生死之战双方的代表。」

　波尔又写道：「你在（给戎克的）信中，把我的沉默与严肃解释成是因为听到你说原子弹是可能的，而震惊不已的表情，这实在是很奇怪的误解。因为早在三年前，我已经知道慢中子可以导致铀235，而非铀238，的分裂。我很清楚把铀分离后可以制造出有某种效应的炸弹。事实上，在1939年六月，我已经在伯明罕给过一场关于铀分裂的公开演讲，我提到了这样一个炸弹的效应，当然我也补充说技术上的问题很多，我们不知道什么时候才能克服这困难。如果我的行为要解释为震惊的话，那不是由于听到这类（关于原子弹）的报告，而是听到，我只能这么解读，德国正积极地要作出第一个原子武器。」波尔最后说：「这封信只是你我之间的事，但是因为这本书在丹麦引起了一些骚动，我曾想过或许将信的内容秘密地转告丹麦外交部长与德国驻丹麦大使是合适的。」

　没有人知道为什么后来波尔终究没有将信寄出。在公布的文件中，还有几封是波尔另外写给海森堡祝贺他六十岁生日的信稿，以及海森堡的回覆谢函。这些信都相当客气与温馨。

　对于很多人来说，这一批史料推翻了海森堡的故事。例如海森堡传《不确定》（Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg）的作者卡西迪（David Cassidy），就认为海森堡的确用尽了一切力量在发展原子弹。但是美国曼哈坦原子弹计画的要角贝特（Hans Bethe，1967年诺贝尔物理奖）则不这么认为，他相信两人并没有真的相互了解。他说：「波尔的信并未能澄清有关这次会面的任何事情，一个人谈的是一种假设，另一个谈的是完全另一套假设。」拥海森堡与反海森堡两阵营的人士后来还继续在《纽约书评》（The New York Review of Books）上辩论如何解读波尔这些文件。

　无论这场哥本哈根之会的真相为何，王道还指出了这场会面真正引我们关心的原因：假设波尔与海森堡二人在那场会面达成协议，物理学家要「封锁」住他们找到的秘密，不让人类「误用」这些知识，那是可以的吗？他们有权利这么做吗？人民如何「监督」科学家？谁来决定，又如何决定怎么「正确」地应用科学知识？这些问题今天依然没有答案。


｛本文原载于中央日报副刊92.2.26｝
　





　　　　　　　　　　　第七章　科学家与核冬天  

核武器诞生的悲剧

　　我已经谈到核冬天效应的发现吸引了许多不同领域、不同国
度的科学家参加到这场辩论中来，他们有的甚至中断了正常的研
究工，几乎把全部时间都投入到核冬天的研究中，还有许多科学
家运用他们的专业知识承担了他们能胜任的那部分十分复杂的计
算工作。要想知道核冬天为什么引起科学家如此重视，就不得不
追溯核武器的起源，从而理解为什么许多科学家对核时代的出现
总是怀有一种深深的内疚。

　　本世纪３０年代初，人们就开始思索利用原子核巨大的能量
来生产炸弹的可能性。尽管当时许多杰出的物理学家曾嘲笑这是
一个荒唐的想法。早在１９３５年，在柏林工作的匈牙利物理学
家列欧·西拉德就与许多原子能科学家接触，请他们考虑是否以
不发表他们的研究结果为好？这个建议在当时没有被认真采纳。
１９３９年初，法国和德国科学家研究的结果使人们开始懂得铀
原子是可以裂变为钡元素原子的，这标志着核时代黎明的降临。
这时，移居到纽约的列欧·西拉德越来越为可能出现的链式反应
而担心。铀原子在链式反应中分裂和放出一些高能量中子，然后，
这些高能量中子在逐步扩大的反应链里，又放出其他的铀原子。
这可用来制造成力巨大的炸弹。列欧·西拉德试图重新说服物理
学家们自愿建立起一个针对他们自己的保密检查制度。参加这一
活动的三位同事中竟有爱德华·泰勒（美国“氢弹之父”，美国
政府核武器政策的积极鼓吹者——译者注），这真是对历史的嘲
弄。当时美国物理学家们是支持这项运动的。遗憾的是，法国物
理学家弗雷德里克·约里奥·居里已准备公布他和他的同事的发
现。他如此渴望得到这项发明的荣誉，以致决定把文章送到伦敦
的《自然》杂志发表，因为这个杂志发表科研成果要比其他科学
刊物都来得快。手稿甚至是通过约里奥·居里的一个同事亲自送
到布尔歇机场装进送往伦敦的邮包。１０天后，即１９３９年３
月１８日就发表了。这个行动破坏了西拉德的计划。

　　纳粹企图研制原子弹的消息在美国物理学界引起了一片恐慌。
当时好几位最伟大的核物理学家，如沃纳·海森堡和奥托·哈恩
都还在德国，如果条件允许的话他们凭藉自己的专门知识是可以
制造出原子弹的。西拉德觉得他应设法提醒美国政府注意这一危
险。由于在美国几乎没有人认识他，因此，他说服爱因斯坦在递
交给罗斯福总统的一封信上签字，要求加快原子能的研究。爱因
斯坦这位将大部分精力投入国际和平运动的科学家，后来才惊恐
地意识到，他已为核武器的发展鸣响了起跑的信号。

　　后来事态的发展证明美国物理学家害怕德国生产原子弹的忧
虑是不必要的。希特勒对科学研究没有多大兴趣，他已经驱逐了
许多当时最优秀的科学家。更重要的是，德国物理学界的关键人
物如海森堡决心不为希特勒研制原子弹。虽然他们继续从事铀和
链式反应的研究工作，却对德国政府隐瞒了制造原子弹的可能性。
德国科学家的消极抵抗在核武器的诞生史上写下了全人类为之崇
敬的篇章。海森堡甚至设想由各国科学家之间达成默契以制止原
子弹的生产。１９３９年夏天海森堡访问美国时，起草一个协定
的机会事实上已经来到了。海森堡自己也曾提到：“１９３９年
夏季，１２个人或许仍可达成一个相互协定以制止原子弹的产生。”
但遗憾的是美德之间相互不信任的气氛已经太浓了。

　　１９４１年１０月，出现了阻止原子弹发展的最后一次机会。
海森堡去德国占领的哥本哈根讲学，借此机会他拜访了他原来的
老师和朋友尼尔斯·波尔。尼尔斯与英国和美国的核物理学家们
保持着联系。海森堡想对波尔说明，德国物理学家不打算为希特
勒制造原子弹，但他知道波尔正受到德国纳粹的监视不能坦率交
谈。波尔问海森堡是否认为生产原子弹在技术上是可行的，海森
堡回答道，他认为是可行的，但需要在技术上做出巨大的努力。
这使波尔产生了德国正集中主要力量研制核弹的印象。这与海森
堡的本意恰好相反。

　　由西拉德起草、爱因斯坦签名的信直到１９３９年１０月才
送到罗斯福总统手中。总统对此虽很感兴趣，但研究工作的开始
仍使西拉德和他的同事们付出了很大的努力。直到１９４１年１
２月６日，日本偷袭珍珠港的前一天，美国才作出将大量财力和
技术资源投入制造原子弹的决定。起初，这项称为“曼哈顿”的
研究项目，是包括美国、英国和加拿大等国的许多实验室同时展
开的研究工作。１９４２年初，在加利福尼亚州伯克利进行专门
研究的罗伯特·欧本海默提出，实验室应集中建设在一个地方。
这一建议得到广泛支持。１９４２年１１月，一个建设在新墨西
哥州边远沙漠的研究现场开始投入使用。１９４３年７月，科学
家们集中到一起，欧本海默被指定为洛斯阿拉莫斯实验室主任。
两年后，洛斯阿拉莫斯的科学家们就准备试验第一颗原子弹。

　　这时，对德战争已经结束，最初试制原子弹的动机已不复存
在。制造原子弹的目标遂转向日本的一些城市。一个主要由洛斯
阿拉莫斯的科学家们组成的委员会拟定了轰炸日本四城市的名单。
此时，科学家又有一次阻止原子弹发展的机会。他们本可以建议
不直接轰炸日本的城市，而只做一次原子弹爆炸的表演给日本人
看。这就是１９４５年６月由７位科学家组成的委员会向美国战
争部长递交的报告中所提出的一项建议。这个委员会在芝加哥大
学成立，由诺贝尔奖获得者詹姆斯·弗兰克任主席。其中包括列
欧·西拉德在内。这份有远见的报告预言，如果不迅速达成一项
国际协定，那么战后一定会出现核军备竞赛。但是，包括新任总
统杜鲁门的顾问欧本海默在内的科学家们却不支持弗兰克报告提
出的积极建议。这样，日本的广岛和长崎便在劫难逃了。

　　战后最初几年，美国的许多科学家开展了反对制造任何核武
器和和平利用原子能研究的运动。遗憾的是，美国公众没有响应
这一运动。于是原子弹的试验和生产很快恢复了。１９４９年８
月，美国空军“飞行实验空”在大气中发现了放射性物质的踪迹，
他们很快明白苏联成功地试验了一颗原子弹。紧接着美国总统批
准了爱德华·泰勒的关于研制“超级”炸弹——氢弹的长期计划。
１９５２年１１月，美国的第一颗氢弹在南太平洋的马绍尔群岛
爆炸成功。仅在九个月之后，苏联也试验了第一颗氢弹，核军备
竞赛就这样一直进行下去了。

　　回顾这一段暗淡的历史，我们看到，曾经有过许多阻止军备
竞赛的机会。从１９３５年起的每一阶段，总有人对未来的前景
提出明确的警告。然而，原子弹并不是军方不顾科学家们的反对
滥用他们所掌握的知识造出来的，而是科学家们自己下力量把发
展核武器的计划付诸实施并以巨大的精力和热情把它们的发展推
向高峰，并亲自选定目标，建议使用核武器。

　　也许在事后争论这一点是太容易不过了。西拉德和爱因斯坦
极力促成试制原子弹的行动作为抵抗纳粹的防御手段是可以理解
的。许多原子科学家亲眼目睹了纳粹主义，渴望以自己的工作来
推翻希特勒，这是情有可原的。如果我处在当时他们的地位，我
或许也会同意搞曼哈顿工程。但是历史决不会宽恕他们作出的使
用原子弹轰炸日本城市的决定。

　　有一点一直争论不休，即当时美国手头只有三颗原子弹，如
果示威性爆炸失败，就会失去迅速结束对日战争的机会。正是这
种失败的风险促使他们强烈地要求把两枚原子弹运到太平洋并用
来惩罚日本。这种失败风险的论点是难以让人接受的。科学家们
看出原子弹在日本城市的爆炸效果比他们原来期望的还要好。毋
庸置疑，事实上军方和许多科学家当时希望在真正的目标上试验
原子弹。否则，为什么在广岛被炸成一片废墟三天后，又以不同
于广岛的高度向长崎投掷了第二颗原子弹呢？所有这些表明这是
在进行一次可怕的科学试验。


贝蒂的测算

　　在曼哈顿工程的早期阶段，有些科学家突然感到焦虑不安，
担心原子弹的爆炸会引起链式反应，在一次大规模核爆炸中，链
式反应最终将吞没整个地球。汉斯·贝蒂受委托来计算这一设想
的真实可能性，他发现并非如此，所以工程又继续下去。

　　核冬天计算结果与贝蒂的计算十分相似。当然，多年来已经
做了几次调查研究以评价核冬天是否会对地球产生长期灾难性的
影响，迄今为止，这些调查通常得出的结论仍然是不会产生这样
的影响。早在１９５３年，世界武器库中储备的核武器已经超过
了足以引起严酷核冬天的限度。这对人类实在是一个悲剧，因为，
如果我们在３０年前就明白这一点，疯狂的核军备竞赛也许已经
避免了。


里根的星球大战计划

　　看来，要控制核武器库的增长是困难的。那么，有没有希望
设计出一种对付核武器的有效防御系统呢？里根总统的“战略防
御计划”就是这方面的尝试。他在１９８３年的演说中发出了这
个倡议，号召美国科学界要找到在弹道导弹到达目标之前将其中
途拦截和消灭的方法和手段，“使核武器对我们无效和过时”。

　　防御带有核弹头的弹道导弹的研究开始于６０年代，当时两
个超级大国通过使用截击导弹，来发展“反弹道导弹”（ＡＢＭ）
系统。１９６８年苏联在莫斯科周围部署了反弹道导弹系统。到
１９７４年，美国也已完成了类似系统的部署，以保护北达科他
州大福克斯空军基地附近的民兵式导弹。这些系统存在的问题是，
他们易被假目标诱惑。这些系统还直接导致了ＭＩＲＶＳ（多弹
头分导重返大气层运载工具）的发展。每枚导弹不再是携带单一
的武器，而是代之以运载几枚伴有多样化装置的导弹，用以欺骗
对方雷达和反弹道导弹系统，例如：轻量假目标、伪装成类似假
目标的武器、被称作“碎箔”的雷达反射物和红外线放射烟雾剂。

　　６０年代后期，几位曾经作为美国政府的顾问参加研究反弹
道导弹系统的科学家作出了惊人之举，他们把拟议中的几种反弹
道导弹系统的批评公诸于世。许多科学家参加了紧接而来的辩论，
并且形成了拟议中的反弹道导弹系统有缺陷的舆论。这些缺陷是：
系统在对付迷惑和其他反措施方面十分脆弱，并且，苏联进攻时
只需增加导弹的数量，就可使反弹道导弹系统超过负荷而失去效
力。争论一直持续到１９７２年５月，美国总统尼克松与苏联总
书记勃列日涅夫在莫斯科签订了限制反弹道导弹系统的条约。禁
止多弹头分导重返大气层运载工具的条约，本应和反弹道导弹系
统的条约一起签订，遗憾的是，尽管科学顾问们警告，发展多弹
头分导重返大气层运载工具会损害两个超级大国之间的战略平衡，
美国仍一意孤行，继续进行研究。苏联也很快赶了上来。７０年
代期间，双方战略军备中核弹头数量大为增长，大部分是由于采
用了多弹头分导重返大气层运载工具系统。

　　里根的战略防御计划要求保护全美国免遭导弹的攻击，也就
是说，苏联可以用于攻击的一万个左右有效的核弹头中的每一个
都必须在中途被拦截和消灭。由于精心设计的伪装，多弹头分导
重返大气层运载导弹能形成一个由武器、假目标和碎箔组成的巨
大“威胁云”。它的要害是大多数导弹在发射后会立即遭到破坏，
这必须在多弹头分导重返大气层运载系统轨道之前、助推火箭还
在燃烧时完成。目前助推火箭仅在发射的最初几分钟内保持燃烧，
而且在不久的将来，这一时间有可能减少到只需一百秒；苏联导
弹轨道上的这一点在接近北约组织地球表面上的任何地方都看不
到，所以攻击只能在太空进行，因此里根的这一计划的别号是“
星球大战”。

　　中途拦截物或是永久在轨道上运行，这就需要许多个拦截物
以便连续地监视苏联；或是在有攻击威胁时由潜水艇发射弹射系
统，必须借助于导弹排气中红外射线和某种射弹自动引导，或使
用其他装置诸如激光发光器或高能量的粒子束引导，来摧毁导弹。
然而这些系统要花几十年功夫并耗费巨额资金才能搞上去。更重
要的是，搞出来的系统也不是完全有效的。以下是一些反对意见：
（１）由于进攻性武器与防御性武器便宜，任何防御系统都可能
被导弹击溃；（２）防御系统不得不攻击每个具有火箭助推器功
能的物体；（３）空间的拦截物比起想要消灭的洲际弹道导弹更
易于受到攻击；（４）以火箭助推器红外线检测为基础的方案容
易受欺骗。

　　里根建议的可行性受到来自各方的攻击。我们不得不希望这
些反对意见最终能占优势，我们还希望美苏双方能达成一项新的
禁止空间军事化的协定。我相信，反导弹防御系统不能为我们带
来免遭核战争后果的任何真正希望。我希望科学家们坚决抵制雷
纳德·里根和玛格丽特·撒切尔关于研究这种防御系统的倡议。


科学家们如何为军事所利用

　　显然，科学家们对第二次世界大战期间发明原子弹，用原子
弹袭击日本的广岛和长崎，并且在和平时期发明了氢弹等都负有
不可推卸的责任。今天，科学技术继续推动着核武器工业向前发
展，许多科学家参与了制造、试验、改进核武器和研究发射导弹
系统的工作。据统计在英国和美国大学物理专业的研究生中，有
４０％的人以不同形式终身为国防工业部门服务。

　　科学以某种微妙的方式被军事机构所利用。天文学应该是一
门能够避免卷入军事研究的科学，但它却用来粉饰空间工程，而
空间工程反过来又为研究一些更大更精确的导弹开路，更不必说
空间已日益军事化了。航天飞机就是一个例子，如果没有军事上
的需要，它绝不会存在下去。

　　在我的科学生涯中，也曾花了几年时间研究空间天文学工程，
这个工程称为红外线天文卫星，简称为IRAS。它的目的是以红外
线的波长对天空进行观察。有几次机会使我开始意识到，工程是
如何巧妙地被运用于军事以及与之相关的行业的。因为IRAS为了
监视天空必须进入极轨道，不得不从加利福尼亚的范登堡空军基
地发射。当然，“空军基地”是个委婉说法，实际上这是导弹基
地。为了让报刊和其他宣传工具报道发射场面，他们做了很大努
力。果然，所有的电视新闻节目都播放了IRAS发射场的美丽画面，
把范登堡空军基地描绘成对外宣传所需要的清洁、健康，而在基
地大门外反对部署ＭＸ导弹舱示威活动却没有充分报道。在发射
卫星和抛射望远镜掩蔽物成功后不久，曾经承担制造低温恒温器
和望远镜的承包商纳尔兄弟，在《航空周刊》上自豪地宣布，现
在他们充满信心地期望得到大批订购军事红外线天文卫星的定货。
任务完成几个月以后，这些科学家们便在国家航空和宇宙航行局
的巨大压力下，向美国国会作了关于红外线天文卫星试验结果的
大型报告，用来支持国家航空和宇宙航行局向国会提出的预算（
那时航天飞机的研究项目进行得并不顺利）。

　　马丁·赖尔是射电天文学的先驱，诺贝尔物理奖获得者，他
在去世前几个月的一封信中写道，第二次世界大战后，他想寻找
一个远离军事应用的研究领域，最后选择了天文学。然而，在他
生命的后期，他开辟的射电探测技术的发展，却为军事带来了最
大的利益。他开始怀疑，是否他在１９４６年当一个农民或许会
好些。他还提出一个问题，在新的恐怖武器发明出来以前，现在
停止基础科学研究可能还为时不晚。这就是一个将自己毕生精力
投入科学研究的科学家的悲哀。其实，正是马丁·赖尔帮助英国
核能工业成为英国和美国核武器所需钚的重要来源。在他生命的
最后１０年中，他一直从事反对核武器和核能工业的运动。

　　我想，所有各个领域的科学家都能找到军事工业体系直接或
间接运用科学技术的更多例子。遗憾的是赞成这些看法的科学家
只是少数。大多数科学家认为政治问题让别人去决定，至于科学
如何被运用，他们个人不负什么责任。

　　我已说过我认为科学家必须承认他们对发展核武器是负有责
任的。正是科学家们推动了原子弹的发展，正是他们卖大力制造
原子弹，是他们建议用原子弹轰炸日本的城市，并且，他们还促
进研究毁灭性更大的氢弹。当时，在街上行走的普通人对发生的
这些事情一无所知。今天，这些人还在受蒙蔽，因而默许或支持
核武器竞赛。我认为科学家们有义务开展反对核武器的运动，例
如英国的“科学家反对核武器”组织和美国的有关科学家联合会
所开展的活动。这是科学家们对我们人类所应负的责任。

　　核冬天效应给科学家提供了开展反对核武器运动的极好机会。
如果核冬天的预言是正确的，那么就必须改变目前的核战略，必
须大力减少目前庞大的武器库。甚至还有可能说服全世界完全放
弃核武器。我希望有越来越多的从事各种学科的科学家参加到核
冬天的辩论中来，并作出贡献。当前，核战争会导致地球大部分
地区毁灭以及人类势必会成为核战牺牲品的可能，给了我们一个
迫使政府悬崖勒马的机会。当然，最终一切还要取决于广大的人
民群众不再支持发展核武器。


未来的可能性

　　在我看来未来将会有两种可能的前景。一种前景是：在下一
世纪某一时候，可能会早一些而不是晚一些，宇宙中有智慧的生
命将会泯灭。因为没有迹象表明宇宙中还有其他生灵，也不能证
明生命除地球而外会在任何其他地方发展起来。然而不论核冬天
是多么的严酷，也不会结束地球上的一切生命。因为在海洋深处，
水下火山喷发坑口的周围存在着一些完全不需要太阳能就能生存
的生物。造成恐龙灭绝的灾难可能与严酷的核冬天景象非常相似。
这些灾难，只杀死一系列在当时活动着的生物。生命会继续延续
下去，但人类已不复存在了。第二种前景是，将来数百万年以后
的某一天，某个其他文明世界偶然发现地球及其所拥有过的奇迹
般的生命，发现人类短暂文明的遗物，就像考古学家偶然发现图
腾墓一样。与前一种可能的前最相比，这一前景仅能给我们以稍
许安慰，即地球上的文明虽然消失了，但文明在宇宙中毕竟得以
延续。

　　即使将来事实证明核战争对气候的影响不大，核战争的直接
结果仍是骇人听闻的，人类必须摆脱战争的深渊。核冬天加剧了
核战争的破坏力，同时也迫使人们立即行动起来为根除这一战争
而竭尽全力，我们绝不能让人类从这个美丽的星球上消失。



--------------------------------------------------------
幾個科學家的故事──楊振寧演講


‧許伯威、李隕滇整理‧

　　今天我想談談一些物理學家的故事，我想大家是會感興趣的。

　　我是1945年去美國芝加哥大學念書的。為什么去那裡呢？因為我在國內做
研究生時已學到夠多的物理知識，因而對恩裡科‧費米非常佩服。費米是20世
紀的一位偉大的物理學家，也是最后一位既在理論物理又在實驗物理方面有一
流貢獻的物理學家，在他以后，物理學的知識發展越來越廣泛，研究的方法越
來越複雜，所以現在基本上沒有人能在這兩個方向上都做出第一流工作。

　　我在芝加哥大學念書，后又當了一年的教員。總共三年半的時間，和費米
的關系很好，從他那裡學到了很多東西，費米是一個腳踏實地的人，他的物理
學知識以及他對世界上一切事情的看法都是從非常具體、非常實際的方向開始
的，他對繁瑣複雜的形式化理論是不贊成的。他對我有根深的影響，原因是他
在物理中的價值觀念和我在中國西南聯大念書時形成的價值觀念的方向不一樣。
在中國念的物理學傾向于從公式出發，而費米對物理學的想法是從現象出發的。
這是兩種不同的看法，當然最終目的是一樣的。但從公式出發容易鑽牛角尖，
而從現象出發是腳踏實地的，這一點給我很深印象。

　　在芝加哥大學還有一位老師叫愛德華‧泰勒。他現年80多歲了，住在斯坦
福大學，當時教我書時才30多歲。他因發展氫彈，有人稱他為氫彈之父，但他
不喜歡這個稱號。他的思想非常敏捷，也是一位從現象出發的理論物理學家。
他是匈牙利人，早年不幸被電車撞了一下，所以一只腳不大方便，走路時一拐
一拐的，一只腳重一只腳輕。1945年我打電話到芝加哥大學問他是否可跟他做
研究工作，他和我約好日子要我在物理系的大樓門口等他。那時芝加哥大學還
沒有恢複到平時狀態，因二次大戰時芝加哥大學是美國研究原子彈的中心之一，
物理系所在的那座大樓為美國軍部所占用，泰勒的辦公室就在裡面。那天早晨
我在大樓門口等他，只聽見樓梯上“蓬、蓬、蓬”的走路聲，他下來了，他見
我后說︰“你就是楊唄﹗”我說︰“是的。”他說︰“我們去散散步。”他問
我是否知道氫原子的基態波函數。學過大學物理的都知道這是量子力學中非常
基本的知識，我多年前念書時就已經知道了，于是就告訴了他。他說︰“好。”
就這樣錄取了我，泰勒對他的學生有很多幫助，他的學生很多，他常常一星期
就給你一個題目，下星期當你和他談論時他常全忘了上星期給你的題目。他的
見解非常多，平均每天有八九十個見解，其中95％都是錯的。但這沒關系，因
一個人如每天有半個好主意，則其成績將是不得了的。他有個作風給我印象很
深，這一點我特別愿意提出來和在座的同學談一談。泰勒有許多不成熟的見解，
並且很愿意和別人談，有時在走廊碰到你就談他剛想到的見解怎樣怎樣……這
是和中國的傳統不一樣的，也是中國傳統極不贊成的，中國傳統的觀點認為沒
有想清楚的東西不能亂說。泰勒完全不是這樣，所以跟他談話非常有意思，可
學到很多東西，而且當和他熟了以后，知道他的見解不一定對，從而采取一點
懷疑的態度，結果對彼此都有好處。以下我舉一個實際例子。1948年我得博士
學位后當了一年的教員，在這一年中每星期都參加系裡的討論會，討論會是費
米建議的，沒有固定的題目，在下午喝咖啡時教授和研究生隨便談論，任何人
有新的想法或得到新的消息都可談。經常參加的有費米、泰勒、尤裡（即發現
重氫的那位化學家），所以是不愁沒有題目討論的。有一次泰勒說，他剛接到
電話，在伯克利發現介子，介子可衰變成兩個光子，這是當時大家不知道的消
息。泰勒緊接著說他可証明的自旋為零。費米問他如何証明，他到黑板前講了
一通，講完后被大家駁得體無完膚，因他的想法不完善（但結論是對的）。我
回去后想了想，覺得他的想法雖不完善，但並不是不可挽救的，所以想了幾天
后我寫了一篇當時覺得（至今還認為）滿意的文章。這是和泰勒交談得益的一
個具體例子。泰勒的思想很奔放，工作很多，所以沒有花時間備課教書。國內
的老師對教書很認真，所以從這個標準來看，泰勒是一個壞老師。我剛去時，
他教量子力學，有時聽他的課，聽著聽著發現他已出了錯誤，因他沒很好備課，
出了一點差錯，再過10分鐘，就知道他將走到不可收拾的地步。于是你可坐在
那裡看他掙扎，他在想這是怎么回事。這是很有意思的，這件事實際上很有教
育意味。特別是當你對他講的題目事先有些認識，在這種情況下看一位資深的
物理學家在左沖右突時注意的是什么，這對自己是很重要的教育。通過這樣的
接觸，我深深了解到，對于泰勒什么是重要的，什么是不重要的。公式對他沒
什么重要性，只是公式的意義對他是重要的，這一點很有啟發性。大家知道19
54年美國發生了一件震動世界的“奧本海默事件”。奧本海默生于1901年，比
泰勒大幾歲。在1938年前他們兩人雖不是一流物理學家，但都已相當有名了，
在二次大戰時美國政府任命格羅夫斯將軍主持原子彈製造工作，美國政府認為
這是十分必要的工作。大家知道原子彈基于原子核裂變，而裂變現象是由德國
的奧托‧哈恩和斯特勞斯曼在柏林發現的。德國有非常優秀的物理學家，尤其
是有創立量子力學的海森堡，所以美國的物理學家很怕德國製造原子彈。從歐
洲移民去美國的物理學家錫拉德、泰勒、維格納等請愛因斯坦寫信給羅斯福總
統提請美國政府注意此事，如讓德國製造了原子彈，對美國是十分危險的。

　　1941～1942年美國總統任命格羅夫斯主持這項工作。格羅夫斯到各學校看
了一下，最后選定奧本海默擔任洛斯阿拉莫斯製造原子彈的實驗室主任。泰勒
和其他重要的物理學家例如費米等都在該實驗室工作，戰后奧本海默到普林斯
頓任研究所主任，泰勒任芝加哥大學物理系教授。但他們和成百的其他物理學
家經常和美國政府討論美國的國防事項，這中間常發生一些意見上的分歧，主
要是美國政府是否要製造氫彈。這段歷史很複雜，我不想細談。我要說的是，
奧本海默這個人鋒芒畢露，容易得罪人，他在1948～1950年初得罪了美國政府
中的一些重要人物，所以在1954年的奧本海默事件（由美國政府主持的討論奧
本海默的有關背景）中，最后的結論是奧本海默今后不能繼續得到美國國防機
密消息，美國政府不讓奧本海默參與美國國防工作。這件事導致了奧本海默和
泰勒的友誼的絕對決裂，因聽証會中泰勒被請去作証，泰勒的話普遍地被聽証
會解釋為泰勒是堅決反對奧本海默的，這對奧本海默打擊很大，對泰勒打擊也
很大，因幾乎所有的物理學家認為泰勒做了不道德的事，在聽証會上的講話對
奧本海默不利，導致了聽証會作出對他不利的決定。但大家認為奧本海默對美
國有極大功勞。直至今天，在電視上經常可看到批評泰勒的節目。多年來，盡
管他的影響還很大，但他和物理界的關系並不好，這是他覺得不高興的事。

　　奧本海默是20年代在哈佛大學畢業的，后在德國哥廷根大學讀博士學位。
大家知道近代科學在美國突飛猛進發展是二次大戰前后的事。在20年代美國學
生讀博士學位要去歐洲。奧本海默的老師是馬克斯‧波恩（1882年生），當時
已很有名了。波恩在他的自傳中這樣提到︰一天來了一個高瘦的美國人當我的
研究生，不到兩天全系都知道他是一位絕頂聰明的年輕人；有一次我寫了一篇
文章給奧本海默看，過了兩天他來了，說︰“這篇文章寫得很認真，是你寫的
嗎？”

　　1949年我在普林斯頓當博士后，當時研究所中最有名的物理學家是阿爾伯
特‧愛因斯坦（1879年生）。他和牛頓被公認為最偉大的物理學家，因為他們
改觀了整個物理學的基礎。我在研究所時，愛因斯坦70多歲了，已退休，但他
每天還來研究所。我們這些20多歲的博士后不愿打擾他。事實上我和他有所直
接接觸是1950年。當時李政道和我寫了一篇關于相變的文章。大家知道相變是
熱力學和統計力學中的一個重要的課題，例如水在100℃變成蒸汽，在0℃結成
冰，都是相變的例子。愛因斯坦有位助手叫考夫曼，把我們的文章給愛因斯坦
看了，他看后很感興趣，叫考夫曼把我們兩人找去。愛因斯坦在物理學方面的
傳統是統計力學和電磁力學，這兩方面的傳統是他靈感的來源，相變是統計力
學中十分重要的現象，所以他感興趣，我們到他辦公室談了約一個小時，愛因
斯坦年紀大，說英文時又夾帶許多德文，但我的德文很蹩腳。當我猜想那些德
文的含義時，他就講下面一句話了。再說我對愛因斯坦很佩服，見他時很緊張，
所以談了一個小時，沒得到什么要領，不知道愛因斯坦講了些什么話。大家如
有機會可看看愛因斯坦言論集這本小書。愛因斯坦的文章非常短，但非常中肯。
例如他的一篇關于居裡夫人的追悼文總共才半頁，但讀后不可能沒有深刻印象。
從中可知道愛因斯坦對居裡夫人如何佩服，居裡夫人的為人，以及他們之間的
感情，這是一篇非常精彩的文章。除這本書外，愛因斯坦的許多其他文章也都
是很值得讀的。

　　19世紀初，1870～1900年間出生了很多傑出人物，這是很有意思的事。許
多的大物理學家集中出生在這幾年之中，這清楚証明一個人在學術上的成就與
機遇有很大關系。這一些年中出生的物理學家在1900年前后正當三十多歲，當
時在物理學中正發生一場歷史性的革命，即量子力學的創立。和量子力學發展
一起成長的物理學家后來作出了重大貢獻。其中一位就是發現不相容原理的沃
夫根‧泡利，這個原理是在1924年發現的，對原子構造的建立有革命性的影響。
泡利曾經和我很熟悉，他在19歲（1919年）時寫了一篇關于廣義相對論理論和
實驗結果的總結性論文。當時距愛因斯坦發表“廣義相對論”（1916年）才3
年，人們認為他這么年輕卻有如此獨到的見解，所以震驚了整個物理學界。從
此他一舉成名了。關于他的故事很多，據說在一次國際會議上泡利見到了愛因
斯坦，愛因斯坦演講完后，泡利站起來說︰“我覺得愛因斯坦不完全是愚蠢的”。
泡利對他的學生很不客氣，有一次一位學生寫了論文請泡利看，過了兩天學生
問泡利的意見，泡利把論文還給他說︰“連錯誤都夠不上”。

　　20世紀另一位偉大的物理學家是尼耳斯‧玻爾，他比愛因斯但年輕六歲。
大家知道量子論是本世紀初由普朗克提出的，這是一個半途出家的理論，並不
形成完整的系統，其中有些是對的，有些是不對的。這干擾了物理學家長達25
年之久（1900～1925年）。玻爾的貢獻是在1913年用這不完整的理論解釋原子
的構造，為什么有氫、氦、銀、鈹……元素的周期現象。這工作有驚人的成功，
也有驚人的失敗。在這以后，物理學家致力于了解其中什么是對的，什么是不
對的，整整奮斗了12年，最后終于在1925年出現了自圓其說的理論--量子力
學。所以在20年代，玻爾已是舉世公認的物理學大師。丹麥政府為他修建了玻
爾研究所，中國的很多研究生和訪問學者都去過那裡。上世紀，丹麥有一位富
翁叫卡爾斯伯，今天的卡爾斯伯啤酒廠就是他創建的，他去世時，將自己的房
子送給丹麥政府，要政府將房子給最重要的丹麥學者居住，所以30年代后，玻
爾就住在那裡。1951年，我去丹麥哥本哈根訪問，在旅館中打聽玻爾的地址，
接待員說不需知道玻爾的地址，只要告訴出租車司機去找玻爾，他就會送你去。
果然，當我告知司機要找玻爾，他就將我送到卡爾斯伯的那座房子，房子很大，
院子外面還有走廊，玻爾和我在走廊上來回走了一個多鐘頭，丹麥人講話舌音
很重，在中國人聽來覺得丹麥人都是大舌頭，尤其是玻爾，他還常抽煙，嘴裡
銜著煙斗，講話更是聽不清楚，所以和他一個多鐘頭的談話，我幾乎沒聽懂一
句話。

　　大家知道，量子力學的建立是一個奮斗結果，原因是量子論的觀念中有許
多似是而非的東西。后通過海森堡的測不準原理，對量子力學才有較深的了解。

測不準原理中有複雜的數學，也有奧妙的哲學上的想法，它對20世紀哲學的發
展有非常重大的影響。尼耳斯‧玻爾對這方面有很大的影響，他也特別喜歡考
慮這方面的事情。他講過一些很有哲理性的話，例如︰一個真理和一個很深的
真理是不一樣的，一個真理是對的，真理的反面是錯的；一個很深的真理是對
的，很深真理的反面也是對的。這包含了測不準原理的部分含義，這一類想法
是玻爾最喜歡講的，海森堡在玻爾那裡做博士后研究工作，他的測不準原理是
和玻爾辯論的最后成果。

　　海森堡生于1901年，和玻爾（1885年生）相差16歲，但他們之間的關系非
常深，超過普通師生關系。二次大戰時，海森堡留在德國，納粹政府要他主持
製造原子彈的工作，德國當時也有一個很大的計劃，雖然沒美國那么龐大。19
41年海森堡去哥本哈根看望玻爾，這是歷史上一次有名的會見，但這件事至今
並不清楚。很好的海森堡傳記至今還沒寫出，而已有的傳記對這件事是語焉不
詳的。玻爾至今也沒很好的傳記，已有的傳記對此也是語焉不詳的。當時哥本
哈根已被納粹德國占領。海森堡猜想美國在製造原子彈，他到底知道多少現在
我們不清楚。玻爾猜想德國在製造原子彈，但他到底知道多少現在我們也不清
楚。在這樣的心情下海森堡和玻爾在院子內散步，但這次散步和1957年我和玻
爾散步時情況不一樣，因為他們怕有竊聽器。海森堡戰后說，在散步中他想和
玻爾講要美國和德國物理學家都不製造原子彈，但當他一提到原子能，玻爾立
刻變得很激動，所以他們的話沒有講下去，玻爾對這件事諱莫如深，始終不講。

　　玻爾現已過世，他的兒子奧格‧玻爾也是一位著名物理學家，曾擔任玻爾
研究所主任，年齡和我差不多，在當時已有20歲，和他父親的關親很親近。在
海森堡和玻爾那次談話不歡而散后，玻爾一定會和他兒子講那天發生的事，所
以大家猜想奧格‧玻爾是清楚這次談話的。但奧格‧玻爾至今沒講那天發生的
事情。后來德國製造原子彈的工作完全垮台了。其垮台的一個基本原因是德國
一位著名實驗物理學家波特（Bothe）的測量上的錯誤（波特后來是得諾貝爾
獎金的）。他當時的任務是測量中子在石墨中的吸收截面。因原子反應堆中有
很多中子，如果石墨很容易吸收掉中子，則原子反應堆就不能繼續運轉。當時
大家還不知怎樣建造原子反應堆，所以一個很重要的問題是要問石墨（或其他
物質）對中子的吸收能力有多大。美國的費米和德國的波特當時都在進行這方
面的測量工作。波特的錯誤測量在歷史上很重要，但為什么會錯，不知道。他
錯誤認為中子被石墨吸收的可能性很大，所以不能用石墨製造原子反應堆。費
米的測量結果是對的，証明石墨吸收中子的截面很小，所以費米建造的第一個
原子反。反應堆用的就是石墨，費米做實驗后想發表這一結果，如真的發表，
則以后的歷史可能會完全不一樣，德國因此會知道波特的實驗結果是錯的，幸
虧當時哥倫比亞有一位重要的物理學家錫拉德，他雖沒有作出第一流的物理學
貢獻，但卻有第一流的政治遠見，他覺得事關重大，希望費米不要發表，但費
米不接受，于是錫拉德找院長勸費米不要發表，結果費米同意不發表。波特實
驗的錯誤結果導致德國沒有用石墨製造原子反應堆，這件事對世界歷史有決定
性的影響。但另一原因是，德國方面的整個理論觀念不對。

　　據海森堡戰后說，理論觀念不對是因為他和其他德國物理學家都不希望德
國製造出原子彈，所以不去努力想問題，使原子反應堆走入錯誤的方向，不少
人認為海森堡以上的話只是在掩飾他自己，因在原子彈爆炸后，他對他們沒有
想出原子反應堆和原子彈的構造是不高興的。當初海森堡是鋒芒最露的年輕物
理學家，30年代德國的物理學在全世界是執牛耳的，但后來1989年12月在接受
上海交通大學名譽教授大會上不僅沒製造出原子彈，而且考慮的方法至今看來
是可笑的，對此海森堡是耿耿于懷的。如果閱讀海森堡后來的有關文章，可以
了解這一點。這是一段非常複雜的歷史，我相信將來有人會寫出重要的有關海
森堡的傳記。

　　談到原子反應堆和原子彈的歷史，我想和大家談談我所了解的中國在這方
面的發展。中國在核武器方面的發展是驚人的，去年美國一位叫路易斯的教授
和一位姓薛的中國訪問學者寫了一本有關中國原子彈發展的書。我1945年離開
中國前參加過中國物理學會，那時開一次會參加的人數不過30多個，只在有限
的三五個方向有一些人寫些文章在國際雜志上發表。

　　50～60年代，中國造就出成千上萬個物理學家和其他工作者。從勘探鈾礦
到開采、提煉鈾礦，純化石墨，還有許多非常複雜的技術，如爆炸學、化學、
金屬學等，都在很短的時間內解決了。所以在1964年爆炸了第一顆原子彈，這
是一項驚人的成就，西方學者對此研究后有一評價。但尤為驚人的是繼原子彈
之后，只花了2年8個月就製造了氫彈。法國從原子彈到氫彈花了7年時間，法
國起步早，但製造出氫彈的時間遠比中國晚。中國製造氫彈最主要的理論工作
者是鄧稼先和于敏，也許在座的多半不知道他們兩位。中國在基礎物理方面作
出重要貢獻的前輩有兩位，一位是趙忠堯先生，一位是王淦昌先生。趙先生是
浙江人，現任高能所研究員，關于兩位先生的工作，我曾作過研究寫了文章，
我之所以寫文章是因為看到日本的物理學家對他們前輩的貢獻不遺余力地去研
究，並把他們的重要性提出來，他們寫了很多文章和書，中國在這方面做得非
常少。關于兩位先生的工作及其重要性的兩篇文章，是我花了些時間和高能所
的李炳安合作寫成的。趙先生重要的貢獻是1930年在加州理工學院做的兩個實
驗，第一個實驗從后來的眼光看來是發現了光子產生了正負電子對。根據1928
年的狄拉克理論，除了帶負電的電子外，還有帶正電的正電子，正電子除了電
荷為正以外，其他性質和負電子一樣。這是了不起的預言。根據狄拉克理論，
光子可變成一對正負電子。趙先生1930年的第一個工作就是發現了這一現象，
趙先生1930年底從事的第二個實驗觀測到了與第一個實驗密切相關的另一現象，
即正電子如遇到負電子，將湮滅成兩個光子，這就是湮滅現象，但趙先生當時
沒有懂得他所發現的是正負電子對產生以及湮滅現象，因為當時大家還沒接受
狄拉克的理論。兩年后才真相大白，當時從事實驗工作的都受到趙先生1930年
工作的影響。王淦昌先生曾是北京原子能所副所長，核工業部副部長。他們兩
位現都己80多歲了。抗戰時，在非常困難的情況下，王先生在遵義寫了一篇理
論文章，基本粒子中有一很神秘的粒子，叫中微子，它沒質量，不帶電荷，所
以很難發現。理論上了解到必須要有中微子是在1931～1933年，這是一個重要
的發展。之后很多實驗工作者從實驗上尋找中微子，但很久都沒找出來，因為
實驗很難做。1941年，王先生在很閉塞的情況下寫了論文寄給《物理評論》，
一針見血地指出用K俘獲的辦法可較簡單地發現中微子。文章發表后的半年內，
美國的一位年輕物理學家傑姆斯‧阿倫（現已去世）根據王先生的辦法進行實
驗。阿倫對王先生是非常推崇的，所以在他論文的一開始就指出是根據王先生
提出的K俘獲的方法尋找中微子的，而他所報告的就是以上實驗的結果。不幸
的是，他的實驗不夠精確，結果不清楚，不能得到定論。當時正值戰時，許多
物理學家不能從事普通的研究工作，所以一拖就是七八年。直到50年代初阿倫
以及其他物理學家重新用了王先生的方法，果然在實驗上發現了中微子，這是
一個非常重要的貢獻。

　　今天我講了很多的故事，在座的哪位同學如對物理學史感興趣，從中可了
解到它的傳統。當然不只是物理學，其他如化學、數學等各種學科和工程，它
們的歷史都有一種傳統，研究這種傳統是一件重要的事，也是很有意義的事。


---------------------------------------------------------------------
沃納．海森堡(作者：楊振寧)    * 為紀念海森堡百年誕辰（1901-2001）而作。

    沃納．海森堡（Werner Heisenberg）是歷史上最偉大的物理學家之一。

    當他作為一個年輕的研究者開始工作時，物理學界正處於一種非常混亂而且令人灰心喪
    氣的狀態，對此，派斯（Abraham Pais）曾用狄更斯（Charles Dickens）在《雙城記》（A     Tale of Two Cities）中的話，將其描述為：

    這是希望的春天，這是絕望的冬天

    人們在做的是一場猜謎遊戲：純粹是通過直覺，一次又一次地，有人提出一些臨時方案，驚    人地解釋了光譜物理學中某些規則，這些了不起的成就會讓人歡欣鼓舞。可是進一步的工作    總是揭示出新方案的自相矛盾或不完善，於是又帶來了失望。在最後的光明到來之前的那些    年月中，這種司空見慣的起伏不定典型地反映在泡利（Wolfgang Pauli）在四個月前後寫給    克羅尼希（Ralph Kronig）的兩封信中：

    物理再一次走入了死胡同。至少對我來說，物理是太困難了。

    泡利致克羅尼希
    1925年5月21日

    海森堡的力學讓我恢復了對生活的興趣。

    泡利致克羅尼希
    1925年10月9日

    在第二封信中，泡利提到的是海森堡在1925年夏天所做的工作。不過這一次與以前那些充滿    歡欣與希望但又總是給人帶來失望的時期不同，這是物理學中一個新時代的開端。因為就在    泡利寫這兩封信之間的那段時間，海森堡獨自在赫里戈蘭（Heligoland）渡假時，得到了一    個新的想法，這個新想法將給由牛頓在大約250年前最先建立的偉大的力學科學帶來革命。它   帶來了無疑是人類歷史中最偉大的智力成就之一的新科學，即量子力學。

    對於這一震驚世界的成就，或是對於這一成就的應用後果，怎樣講都不能算是誇張。在
    這裡，我們只需說海森堡當時並未充分理解他的想法的意義，但他卻把它寫了下來，並於1925    年9月發表在《物理學雜誌》（Zeitschrift für Physik）上。許多年以後，在回憶當時是    如何尋找新的方向使這一關鍵的想法呈現時，他以登山作為類比：

    有些時候……你想攀登某座山峰，但到處都是霧氣……你雖然有地圖或其他甚麼東西指示你   可能要去的地方，但你依然在霧中完全迷失方向。這時，你突然在迷霧中模模糊糊地看到一    些細微的東西，你會說「噢，那正是我要找的石頭」。在你看到它的這一瞬間，整個情況完    全改變了，儘管你並不知道是否你會走到石頭那裡，但此時你會說，「……現在我知道我在   那裡了，我必須再走近一點，那樣我肯定就會找到要走的路……」只要我看得仔細些，就像    在任何登山邉幽菢樱铱梢哉f好了，我要再前行15碼，或100碼，甚至也許是一公里，但   我仍不知道是走對了，還是完全偏離了正路。

    這是一份極為有趣的自我分析。這個比喻揭示了海森堡如何看待他自己的創造過程：當在迷    霧中摸索時，他能夠看到「一些細微的東西」，因此「整個的情況完全改變了」。在下面我    們將看到，這確實是對他在物理學中大多數重要工作的一種恰當的描述。

    1925年9月的論文一旦打開了大門，由玻恩（M. Born）、約爾丹（P. Jordan）、狄拉
    克（P. A. M. Dirac）和海森堡本人所寫的許多重要論文便相繼迅速地隨之而來。接著泡利以    雷霆萬鈞之力證明了海森堡的力學確實正確地給出氫的光譜，這對所有追隨海森堡的人來說   是一種極大的精神鼓舞。從而，下一個關鍵的問題就是下一個原子，即氦的光譜了。但這裡    有一個首先要克服的障礙：人們從實驗中得知，氦的兩個電子或是具有平行的自旋，或是具有    反平行的自旋，因而它有兩種不同的形式，即三重態或單態。奇怪的是，為甚麼在三重態和    單態的基態間有如此巨大的能量差。戈德史密特（Samuel A. Goudsmit）是電子自旋的發現者   之一，為了解釋這種巨大的差別，他嘗試了在兩個電子之間所有種類的磁相互作用，結果發    現這些相互作用在數量級上太小，不足以解釋能量差。

    當時戈德史密特正在哥本哈根訪問，在那裡，玻爾（Neils Bohr）讓他解決這個問題，
    但他沒有成功。許多年以後，在一次訪談中，戈德史密特說：

    於是他（即玻爾）要海森堡來做，海森堡確實找到了答案──即反對稱的波函數等等。這發    展可就完全超出我能理解的範圍了。

    在這裡面，海森堡發現的還要更重要：他發現神秘的泡利不相容原理與兩個電子的波函數的    反對稱相關，這一要求反過來導致了單態和三重態被一個由交換積分來近似地表示的能量差    所分開，而且這個交換積分具有庫侖相互作用的數量級，足以解釋被觀察到的巨大的能量差。

    海森堡在1926年快到4月末的時候到了哥本哈根，顯然玻爾馬上就告訴了他戈德史密特那    不成功的嘗試。他們意識到戈德史密特被困惑在迷霧中，不知道該走哪條道路。只用了不幾    天的時間，海森堡就奇跡般地指出了走出迷霧的道路。他特色鮮明地做到這點，既不是通過    與實驗相吻合的完整計算，也不是通過對波函數進行完整的理論分析（這項工作是狄拉克後   來在1926年做的），而是在摸索的過程中覺察到了本質性的線索：

    你突然在迷霧中模模糊糊地看到一些細微的東西，你會說「噢，那正是我要找的石頭」。

    值得注意的是，在這些細微的東西中有對不相容原理意義深遠的重要了解（泡利不同意這種    了解，表明海森堡的看法是如何不那麼顯而易見）。更為值得注意的是，海森堡得出這種了    解是在他看到薛定諤（Erwin Schrödinger ）的波函數觀點之前。事實上，大約在海森    堡到達哥本哈根一周後，當他在1926年5月給泡利寫信時，在他的辭彙中還沒有波函數的反
    對稱這個觀念：

    我想要寫信告訴給你，我發現了一個相當決定性的論點，即你排除相同軌道的觀點與單態─    三重太的分離有聯繫。

    這是在他了解對此想法的數學意義之前。達到一種新的本質性的線索──還不十分清晰的線    索──的這種能力，是海森堡之天才的標誌。他真正讓人震驚的能力，就是能在模糊而不確    定地、以直覺而不以邏輯的方式，覺察出控制物理宇宙的基本定律的本質性線索。

    從海森堡在另一個完全不同的領域的工作中，可以找到其天才的另一個範例。這是關於
    在兩塊平行板之間的湍流突然出現的問題。這是一個著名的問題，在去哥廷根之前，他就在    索末菲（Arnold Sommerfeld）的指導下研究這一問題。令人驚奇的是，他猜出了對這一問題    的近似解。若干年後，在1944年，加州理工學院的林家翹在他的博士論文中以分析的方法證    明了海森堡的猜測。後來，IBM 的馮．諾意曼（J. von Neumann）和托馬斯（L. H. Thomas    ）以數值計算的方式證實了林的結果。海森堡因為這些後來的發展而感到非常高興，並寫信    將這些發展告訴了他舊日的老師索末菲。

    1928年，狄拉克以其關於電子的相對論方程讓所有的物理學家都感到震驚。這個方程是
    如此的簡單，又是如此的意義深刻：它說明了為甚麼電子有1/2的自旋，說明了為甚麼電子    有在實驗中觀察到的磁矩，說明了為甚麼電子有同樣是從實驗中得知的自旋─軌道偶合。    這是一項天才的卓越工作，它肯定使年輕的海森堡既欽佩又惱火。1928年5月3日，他寫
    信給泡利說：

    為了不永遠因狄拉克而煩惱，我做了一些別的事情以求改變（心情）。

    這一些別的事情成了另一項劃時代的成就：它解釋了在鐵磁體中相鄰自旋之間很大的相互作    用的起源，為現代理解一個磁體為甚麼是一個磁體奠定了基礎。

    在1925-32年間，由於在物理學中有如此眾多的革命性成就，顯然是為主要的貢獻者授予    諾貝爾獎的時候了。1932年底，瑞典皇家科學院宣布1932年的物理學獎延期。一年後，在19
    33年底，它宣布：

    因為創立量子力學，特別是它的應用導致了對氫的同素異形的發現；

    將1932年的獎授予海森堡。而1933年的獎則同時授予薛定諤和狄拉克，這是

    因為發現了新的富有成效的原子理論形式。

    1932年和1933年獎的這種同時而不對稱的頒發，以及在頌辭中的用語，明顯地是諾貝爾
    獎委員會中複雜的內部討論的結果。

    當此海森堡百年誕辰紀念中，我們很自然地注意到，在1900-1902年這三年間，有四位二    十世紀偉大的物理學家誕生：

    泡利
     （1900-1958）
     
    費米
     （1901-1954）
     
    海森堡
     （1901-1976）
     
    狄拉克
     （1902-1984）
     

    這四人中，每一位都對物理學作出了偉大的貢獻，每一位都以與眾不同的風格來從事物理學    研究。我們可以對他們每個人的風格的主要特徵做總結嗎？幾年前，在一篇以中文寫的題為    〈美與物理學〉的文章中，我曾嘗試將海森堡與狄拉克進行比較。把這樣的討論拓寬，將他們    四個人一起進行比較應是有趣的事。在古代中國的藝術與文學批評中有這樣一種傳統，是選    用很少幾個詞來印象式地描繪每個畫家或詩人的獨特風格。現在允許我用同樣的方法對這四    位偉大的物理學家進行初步的嘗試性比較，不過我用的是英文：

    泡利
     ──
     威力 （power）
     
    費米
     ──
     穩健，有力 （solidity, strength）
     
    海森堡
     ──
     深刻的洞察力 （deep insight）
     
    狄拉克
     ──
     笛卡爾式的純粹 （cartesian purity）
     

    第二次世界大戰之後，海森堡曾多次到美國旅行，我有機會聆聽了他數次在美國和在歐
    洲的演講。其中有一次，1958年他在歐洲原子核研究所（CERN）召開的羅切斯特（Rocheste    r）高能物理學大會的演講，是最戲劇性並且令人難忘的。他談的是他部分地與泡利合作的    關於「世界方程」的工作，這是對工作的總結，也是在由泡利主持的會議上的主要發言。在大    會之前幾個月，泡利決定退出合作，並對海森堡做了一些非常嘲諷的公開評論。這天，聽眾    大多數人都是我們這一代的物理學家。我們知道這兩個人之間關係緊張。儘管如此，我們還    是沒有料到泡利在海森堡發言結束時為嘲笑這一工作而使用的措詞，諸如「愚蠢」、「廢話    」、「垃圾」。這正是泡利在這次戲劇性的場合中所使用的辭彛海森堡則很冷靜，而且是非    常鎮靜地對待泡利的攻擊。他站在自己的立場上寸土不讓，但卻沒有使用任何帶有感情色彩    的詞語。這似乎只是給泡利的兇猛火上澆油。在聽眾中，我們都很驚訝。在這兩個我們都佩    服和尊敬的人之間這一令人尷尬爭辯中，我們都覺得相當不自在。

    今天，在回憶那次會議上所發生的事情時，與泡利的勃然大怒和諷刺挖苦相比，海森堡
    拒絕泡利的公開挑釁的能力給我留下了深刻的印象。

    二十世紀70年代，海森堡出版了他的自傳《物理與物理之外》（Physics and Beyond）
    ，對他早年參與青年邉印λ芯康拈_端、對在赫里戈蘭日出時的突破、對希特勒的興起    及其對德國的影響，都作了敏感的低調描述，而且，也敘述了他在戰爭期間和在戰後重建期    間的經歷。他追憶了與愛因斯坦（Albert Einstein）、狄拉克、歐拉（Hans Euler）、費    米（Enrico Fermi）、玻爾以及其他一些人的重要談話。人們在字裡行間中可以感受到他對    祖國的深愛。在第191頁上，他

mh

good read.

jane

圈子里的人都对杨振宁很尊敬，此人人品很好。