泡利,昨晚你在哪里?| 我读

周劼(资深媒体人)

吴健雄和泡利同机飞行,一路上她喋喋不休地向老师泡利解释了最新工作进展。泡利说,和女士同航,她却如此沉醉于物理,就像我年轻时一样。我想她根本没有注意到机舱外满月的光辉,皎洁炫目,令人魂牵难忘。

有女同机,却话不投机,心不在焉,泡利和吴健雄虽是师生,但研究领域和志趣迥异,可见一斑。

吴健雄是标准的实验物理学家,她曾谈起如何成为伟大的实验物理学家:“聪明是要的,但不像理论物理学家那么重要。对实验物理学家来说,最重要的是坚持、判断力和运气。”对泡利而言,聪明和判断力才是最重要的,坚持和运气根本不值一提。更重要的是,当吴健雄絮絮于自己的实验工作时,泡利连基本的兴趣、聪明和判断力都没有了——因为泡利效应。

一个人进了实验室,引发一场血案、一次灾害,就叫泡利效应。根据物理学里的命名原则,它当然源于泡利不擅实验,进实验室如同公牛进了瓷器店。最邪乎的故事有两个版本:

版本一:一天,哥本哈根研究所的某部仪器忽然坏了,大家分析了好久找不到原因。后来有人提出,那一天泡利从别的地方来到哥本哈根,他搭乘的火车刚刚进站,仪器就坏了。

版本二:在哥廷根工作的弗兰克有一天早上来到实验室,发现冷却水中断了,泵爆炸了,玻璃碴满地都是,满目疮痍惨不忍睹之景象。弗兰克当时的第一反应是发了一份电报:“泡利,昨晚你在哪里?”回电:“在苏黎世到柏林的火车上。”火车经停哥廷根5分钟,大家于是恍然大悟。

奥本海默在哥廷根和苏黎世都跟随泡利学习过,他最有发言权,他说泡利是如此优秀的理论物理学家,以至于只要他一走进实验室,如同秤砣掉在鸡窝(捣蛋)、芝麻落到针眼(赶巧)、小娃娃捡炮仗(慌手慌脚)、老爷爷练琵琶(老生常谈),不是故障就是爆炸,不是一片狼藉,就是一地鸡毛,总之一塌糊涂。

这个效应以泡利命名,似乎比他获得诺贝尔奖的”泡利不相容原理“流传更广,所以泡利自己也很得意,他自述的版本是,1922年他去汉堡大学当无薪讲师。那段时间里,第一次发生了“泡利效应”:当他走进一间实验室,就会有些事情变得不对头。他的朋友、汉堡大学物理化学系实验室负责人斯特恩只好“防火防盗防泡利”,关起实验室大门,隔墙和他商量事情。更夸张的一次,汉堡天文台邀请泡利来访,他谢绝说:“不,不,望远镜很贵。”天文学家们微笑着摇头不信。于是泡利硬着头皮来了,进入圆顶屋后,突然一声震耳欲聋的咔哒声,尘土飞扬中,一个望远镜上的大铸铁盖掉下来,砸在水泥地上。泡利效应有一种躲也躲不掉的宿命感。

推而广之,一切理论物理学家在实验面前的束手无策、束手缚脚都叫泡利效应。当然,之所以能称为效应,还自带声光电效果,所以也称泡利血泪效应。

拿几个现代理论物理学的大师来说吧。

爱因斯坦读大学的时候,在实验室犯了一个错,引起一次爆炸,手缝了好几针。实验室主任把他叫到一边,温和而坚定地劝告道:“为什么你不去改学医学、法律或是语言学呢?”

当然,爱因斯坦也不是完全不能动手,他一生都喜欢自己动手发明东西,和别人合作申请的专利有二十多项,可惜没有一项能变成商品推广到市场。比如他发明了一种“猫背式”飞机,找人试飞。试飞员形容说,在陆地上,飞机像兔子一样蹦跶,起飞后,尾部下沉,像一只怀孕的鸭子悬停于空中。爱因斯坦难堪地说,一个想得多看得少、思快行慢的人搞发明难免如此。

玻尔也是在上大学的时候,无机化学课实验,他的老师回忆说,在打碎玻璃器皿方面谁也比不上他。据说有一天实验室发生猛烈爆炸,老师说:“噢,那一定是玻尔。”

和玻尔有得一比的是冯·诺伊曼,在瑞士联邦工业大学上实验课,成绩一般般,但一个成就——打碎实验室玻璃容器的赔款纪录,几年下来无人打破。

从这些来看,除了个性、兴趣外,在爱因斯坦那一代物理学家里,搞实验的热情不减,可惜能力不够,他们只好如传记作家们所言,“不是注定要搞理论物理学的,只是由于不得不”。非不为也,乃不能也。正因为理论物理学家在实验面前都有一把辛酸泪,一部“血泪史”,所以伽莫夫总结说,所谓理论物理学家,就是不会使用实验仪器,碰什么就坏什么的人。

从这个角度来讲,泡利效应很好地解释了理论物理学家的学业、职业选择,不是因为在理论上太聪明,而是在实验上太笨,就像1900年代,维也纳一家报纸登载消息:一位学生刚刚在维也纳大学物理系注册,据说因为失恋而一蹶不振。

阅读书目:

《吴健雄——物理科学的第一夫人》江才健 著 复旦大学出版社

《史情室文帚》 戈革 著 中国工人出版社

《残缺的记忆》 弗里希 著 张昭理 余学工译   江苏人民出版社

《奥本海默传:原子弹之父的美国悲剧》 凯·伯德/马丁·J.舍温 著 李霄垅等 译 译林出版社

【编辑:叶军】



(作者:周劼)

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