2288-原子弹演义-第8章
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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“一个表现热忱、但讨人嫌的好男孩”。他说他的童年“并未使我对于世界是充满残酷和艰辛这一事实有所准备”。
他孱弱,经常生病。由于这个原因,也许加上母亲的第二个儿子生下后很快就死了,母亲不鼓励罗伯特到街上去跑。这样,他呆在家里,玩积木,收集矿物,阅读。10岁时他就可作诗了,但那时仍然喜欢摆弄积木。
他已经搞起科学来。一架专业用显微镜是童年玩具。他在3年级时就在实验室内搞实验,在4年级时便写科学笔记,在5年级时开始学物理,对化学尤其感兴趣。美国自然历史博物馆晶体馆馆长接受了他这个学生。他给纽约矿物学俱乐部的成员做了一次讲演,先使大家大吃一惊 ,然后使大家感到高兴,因为这位讲演者才12岁哩——由于他通信的质量,他被认作一个成年人而被接纳成了这个俱乐部的会员。
四、雏鸟出巢,尚不会飞翔
14岁时,父母大概觉得这个雏鸟应该出巢了——父母鼓励他去野营。野营活动中,他腼腆,笨手笨脚,并且表现了令人难忍的矜持,但优越感并没有丧失。有人找了他的麻烦,但他没有回击。他给父母写信说他能参加野营很高兴,并说他正在面对生活的现实。父母从信中嗅到了异味,急忙跑来了。经过是:野营主任严厉训斥了一些开下流玩笑的人,而这些人判定是罗伯特给主任打了小报告,于是把他拖到营地的冰窖中,剥光他的衣服,把他痛打了一顿,还把他的生殖器和屁股涂上了绿漆,并让他赤身裸体在冰窖里呆了一夜。
父母让他回家。他非常认真,坚持到野营的结束。
1921年2月,他从道德文化学校毕业了,并代表毕业生致了告别词。4月,他得了盲肠炎,做了手术,恢复以后他和全家到欧洲旅行,并单独去了约阿希姆斯塔尔。
第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起奥本海默在铀发祥地朝圣
喀尔巴阡山脉在捷克斯洛伐克境内拐了一个弯,它的北沿形成了这个国家的北部边界。在布拉格西南约60英里处,和德国之间,有一条低矮的山脉,德语称它为厄尔士,意为“矿山”。中世纪时这里发现并开采了铁矿。1516年,在这段山区的约阿希姆斯塔尔(圣约阿希姆峡谷)发现了银矿。那里是冯·施利克伯爵的领地,伯爵理所当然地占有了它。1519年,用约阿希姆斯塔尔出产的银子铸造出了钱币,命名为“约阿希姆斯塔勒”,缩短为“塔勒”。1600年,这一概念传入英国,英语中,它变成了“达勒”(dollar)。这被认为是美元名称的最初来源。
古老的约阿希姆斯塔尔矿场不但产铁,产白银,而且还产一种像沥青那样黑糊糊、粘稠而沉重的矿石。
自学成才的化学家、药剂师、柏林大学教授马丁·海因里希·克拉普洛斯,在1789年从约阿希姆斯塔尔沥青样的矿物样品中成功地提炼出一种灰色的金属物质。他想给它找一个适当的名字,最后,他以几年前被发现的天王星(Uranus)给它命了名:Uranium——铀。天王星的名字来源于希腊神话中最早的天王尤拉纳斯。
克拉普洛斯新发现的金属以二铀化钾和二铀化铵的形式存在着,人们发现它们是陶瓷釉料极好的着色剂,所以,为制陶瓷而大力开采了这种矿物。
厄尔士山矿石的放射性还使这个地区的几个矿泉一时名声大噪。
这里充满了神秘色彩,很快成为年轻人冒险寻宝的场所。
罗伯特·奥本海默来到了约阿希姆斯塔尔,当年他17岁。他来是为了到这里来看看原产地的铀矿石究竟是什么样子。他知道,正是从约阿希姆斯塔尔的沥青铀矿的残渣中,玛丽和皮埃尔·居里辛劳地分离出他们命名为镭和钋的两种新元素。他崇拜铀,也崇拜那两位镭泰斗。他来此,带有朝圣的意味。
罗伯特·奥本海默收集矿石,开始于战前他还是一个小孩之时。当时他去德国哈瑙看望还住在那里的祖父。祖父给了他一些矿藏收集品。这成了他收集的开始。他把他对科学发生兴趣的时间也定在了那时。他在晚年告诉一个采访者说:“最初这肯定只是收集者的兴趣,但它也开始有一点科学家的兴趣了。它不是关于岩石和矿物如何形成的历史问题,只沉醉于晶体、结构、双折射、在偏振光中所能见到的现象以及正则排列问题,等等。”
他的祖父是一位不成功的商人,出生在一个落后的、实际上几乎是中世纪的德国乡村,但对学问有偏爱。
罗伯特走进了那个黑暗的、看上去认为它们腐朽得就要折断的木头支撑着的采矿工作面,亲自在那里触摸到了那黑乎乎、黏糊糊的矿物,并把他带来的特制的厚铅皮小盒子装满。
这时,他有了往后令他说不完的感想。
可是,约阿希姆斯塔尔之行差一点要了他的命。
回来的途中,他患了严重的、致命性战壕痢疾。问题是,他还是客居欧洲啊——他卧病在床。
本来,他要9月进入哈佛。这样,当年的大学只好放弃了。
真是祸不单行,一场痢疾过后接着他又得了结肠炎。这使得他虚弱不堪。
回到美国后他呆在家中过了一冬。
第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起大学生活
夏天,经历了大病的罗伯特从欧洲回到美国。他父亲为了使罗伯特康复得更完满并使他健壮一些,安排一位