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走进大师生活 物理学奖

近代物理学几乎对人类社会所有各方面都有深刻的影响,它已成为自然科学的基础,而自然科学与技术科学的结合已经从根本上改变了地球上的生活条件(既在有益的方面,也在有害的方面),现在几乎没有一种工业不利用原子物理学的成果。这些成果应用在原子武器上,对于世界的政治结构产生的影响是众所周知的。然而,近代物理学的影响所及远不止于技术,它扩展到思想和文化领域,导致我们的宇宙观和我们与宇宙的关系的深刻的修正。

right(美)f.卡普拉:《物理学之"道"》

€€玛丽·居里

出生日期

1967年11月7日

获奖年度1903年1911年获诺贝尔化学奖。在此只讲述其物理学方面的成就。

1902年,巴黎一个寒冷的夜,居里夫人给5岁的女儿伊伦洗了澡,哄她睡着了,她亲了亲女儿的脸,然后蹑手蹑脚地下了楼。她拿起针线,想把已经缝了一半的女儿的围裙缝完,但又突然把它放下了,站起来准备去穿衣。丈夫比埃尔·居里看到妻子的举动,马上心领神会,他也起身穿上了衣服。夫妇俩一起步入漆黑的夜中,寒冷使他们不由自主地加快了脚步,两人一起来到了那间破旧的棚屋。比埃尔打开门,习惯性地伸手去开灯,但居里夫人突然急切地说:"别开灯,瞧!"黑暗中,他们用了成吨的矿渣、经过几万次的提炼才取得的十分之一克纯镭正发出柔和的蓝光,太美了!夫妇俩摸索着走到凳子前坐下来,他们紧紧地依偎在一起,谁也不说话,此刻,时问仿佛凝固了。他们深情地久久地凝视着这美丽的蓝光,这是他们奋斗了近1400个日日夜夜换来的心血和智慧的结晶啊!如今,一切的辛劳、一切的努力都没有白费,他们从来没觉得生命像此刻这么充实过。人类历史上一个崭新的时代——原子时代就在这样一个平常的夜晚来临了,这是永远值得纪念的一个夜晚。

@@@初露锋芒

居里夫人出生于波兰华沙一个教师家庭,原名叫玛丽·斯可多罗夫斯卡。那时的波兰处于俄国沙皇的殖民统治之下,最好的教育和最好的工作一般都属于俄国人,但由于父亲毕业于俄国彼得堡大学,因此沙皇政府允许这个他们"教育"出来的人在华沙一所公立大学预科学校担任数学和物理教师。母亲则担任一所女子学校的校长,但在玛丽刚1岁时就因疾病及要照顾5个孩子母亲辞去了工作。由于父母那是教师,这使玛丽和她的哥哥姐姐能比一般的波兰人更便利地接受教育。

玛丽从小就是一个好奇心极强的孩子,并且记忆力超人。在她刚刚4岁时,她就爱凑在念书的哥哥姐姐旁边好奇地观看。7岁的二姐布罗妮雅觉得妹妹很好玩,就用纸板剪的字母拼成字教妹妹读写,没想到,小玛丽学得还真快,她不仅学会了字母和拼读,而且很快就能阅读姐姐的课本了。一大,父母让布罗妮雅念念刚学过的课文,还没读熟的布罗妮雅念得结结巴巴的,这时,站在一旁的小玛丽突然将姐姐手里的书拿了过来,熟练地将整篇课文念了下来。这让父母大吃一惊,他们怎么也没想到还没被教过、年仅4岁的小玛丽已经如此精进了。父母意识到了小女儿的不同一般,从此对她格外关注。

不久,父亲就注意到小玛丽的一个特殊兴趣:她总爱踮起稚嫩的脚尖。伸长脖子往他书房中的架子上看(那上面有父亲教课用的一些瓶瓶罐罐和仪器),但看完后却并不向父亲提问什么。父亲猜想玛丽的小脑袋瓜一定是想通过自己的努力寻找答案,这些瓶瓶罐罐为什么要摆在书架上而不象别的瓶瓶罐罐那样摆到厨房去?那个怪模怪样的东西又是什么?但这些东西显然有点超出了她的想象能力。有一大,玛丽终于憋不住好奇地问父亲:"爸爸,那是什么东西呀?"父亲慈爱地摸了摸她的小脑袋瓜,告诉她那是物理仪器。"物理仪器?"小玛丽头一次听说这个"新"名词,"它们是干什么用的呀?"父亲说:"做实验。"当时的父亲和玛丽本人都绝不会想到以后她将一辈子与物理仪器和实验为伍。

@@@在殖民统治下求生存

玛丽6岁那年,发生了两件大事一件是父亲由于不肯顺从地做沙皇的臣民,被解除了教职、减薪,并收回了住房,这使玛丽一家的生活陡然陷入了困境。为了与贫穷作战,父亲在家收了几个寄宿生,从此家无宁日。不过,这倒使玛丽练就了一身在嘈杂的环境中专心致志看书的过硬本领。玛丽的姐姐和几个寄宿生曾就玛丽的专心问题做过一次"试验",她们在正埋头看书的玛丽身旁又唱又跳又叫,但玛丽却像聋了似的没反应,仍旧看她的书,于是姐姐等又在她身旁架起了一堆凳子,只要玛丽稍微一动,凳子就会倒塌,但专心看书的玛丽全然没有发现她们的"阴谋";当她终于看累了从座位上站起来想走走的时候,周围的凳于轰然倒塌,有一张还砸到了她的胳膊上。大家以为她一定会很生气,没想到玛丽揉了揉被砸疼的胳膊,说了句"没劲!"就换个地方看书去了。看来,玛丽惊人的记忆力和智力实际上是和她学习时的绝对专心是分不开的,而她日后的成功也是和她无论干什么事情都专心致志密不可分的。

另一件事是玛丽的入学,这使她成为她们班上年龄最小个子最矮但成绩却是最好的一个,但这种优势却给她带来了一些不愉快的经历。由于她的突出,老师很以她为荣,因此每逢有人前来参观,小玛丽总会被叫到讲台前朗诵课本,天生胆小的玛丽常常为此困窘。玛丽从小就不喜欢抛头露面,成年之后也是如此,她是属于那种心甘情愿不求名不求利默默奉献的人。但所有的困窘都比不上一次痛苦的经历。

沙皇俄国对波兰实行的是残酷的"三光"政策:语言光、历史光、波兰光。他们不准老师用波兰语讲课,不准讲授波兰的历史和文化,企图计波十忘掉过去,永远地从属于自己。在小玛丽所属的学校中,一位老师出于爱国热忱,经常偷偷地用波兰语给学生讲课。如果突然响起了两长两短的警铃声,这是事先和看门人约好的信号,也就是说,沙皇的督学马上就要来检查了。学生们赶紧将波兰语的书本藏起来,在桌上摆上针线,装做在上手工课。有一次,沙皇的督学突然来检查,老师和学牛们刚刚准备完毕,督学就走进了教室。他们用怀疑的目光扫来扫去,又掀开桌盖看了看,竞然没有找到破绽。但督学并不想就此罢休,就让老师叫一名学生到讲台前背诵一下祈祷文。听到这一命令,玛丽的心里咯噔一下,她知道自己很难幸免。果然,老师点了她的名,她无可奈何地走上讲台,用流利的俄文熟练地背诵了那篇祈祷文,这对她并不难。

"按顺序说出自撒林二世以来,统治神圣的俄罗斯的沙皇!"督学紧逼道。

玛丽答得准确无误……最后,督学问道:"谁统治我们?"

听到这个问题,台上台下的空气骤然紧张,老师和同学都紧张地盯着玛丽。人人心里都很明白:如果玛丽答得稍有差错的话,那么一场灭顶之灾很快就会来临,不仅是玛丽自己,就连老师、同学,还有家人都得一起遭灾。这一招真是太狠毒了,玛丽别无选择,她只能回答:"亚历山大二世陛下,所有俄国人的沙皇。"

督学终于走了,老师感激地吻了一下玛丽的额头。玛丽的眼泪夺眶而出,再也没有比这更屈辱的事了!

这件事对玛丽幼小的心灵是一个不小的伤害,但她把痛苦埋在了心底,开始拼命地学习。因为只有在学习中,才能找到真正的快乐,也才能让她暂时忘却屈辱。在学习过程中,她开始模糊地意识到:也许知识能让她为多灾多难的祖国干点什么。

除了殖民统治的压抑之外,玛丽还接连遭受了失去亲人的痛苦。第一个离开她的是一直代替多病的母亲照顾她的大姐,那一年她9岁,大姐14岁。两年后,长期患肺病的母亲也离她而去。没有了妈妈,没有了像妈妈一样的姐姐,玛丽度过了她人生中第一段最抑郁最痛苦的时期(后来丈夫因车祸突然去世使她步人人生中的第二段最痛苦的时期)但从此以后,玛丽学会了自己照顾自己,学会了独立自主,也学会了坚强。

@@@“弱者坐待良机,强者制造时机”

1883年6月12日,玛丽以极其优异的成绩从中学毕业了,她获得了金质奖章。这是一件值得高兴的事,但玛丽却怎么也高兴不起来,因为在殖民统治下的波兰,女子中学毕业后就无法再接受高等教育,前面她已经没有路可走了,所有大学的校门对她们都是关着的。当然,如果有钱的话,可以到国外去深造,但对于贫穷的玛丽一家来说,这只是一个美好的愿望罢了。前途的堵塞,使一直渴望上大学的玛丽心情灰暗到了极点。

看着女儿沮丧的神情,父亲的心里非常不好受,他知道女儿的志向,但他微薄的薪水无论如何也支付不起这笔出国学习的费用。为了让女儿重新振作起来,他拿出了本就不多的一笔钱,把女儿送到了乡下亲戚家。临别前,父亲对她说:"好好休息,尽情享受生活,然后蹦蹦跳跳地回来。"

在远离市区的乡下,没有了沙皇的监视,没有了学习和生活的压力,也没有了嘈杂的一切。生活是自由的,空气是新鲜的,呼吸是畅快的,玛丽的心情得到了最大限度的放松。这是她有生以来度过的最愉快的一段时光,也是她一生中度过的最轻松的一年。后来,每当有什么个顺心或工作太累时,她都会重返大自然,在大自然广袤静谧的怀抱中彻底地放松自己,并从中获取新的力量,然后重新回到研究中。可以说,大自然既是她的休息间,也是她的加油站。

1884年9月,在乡下享受了一年多幸福时光的玛丽回到了华沙,开始靠当家庭教师赚钱。但求知的愿望却始终没有消除,不能上大学,她就和其他一些同样渴望求知的中学毕业女生一起组成了一所"流动大学":她们定期聚会,在私人家中用波兰语互相传授知识,传阅书籍,并走出家门,把她们的知识带给贫穷的人们。玛丽在1924年写的一封书信中曾说:"在'流动大学'时,大家在交往和学术上都保持着同志般的情谊,对当时的和谐气氛我记忆犹新。那些处事的方式也许并不成熟,得到的结果也不太合乎情理。但我仍坚信,只有那些观念才能指导我们去促进社会进步。如果不把个人素质提高的话,我们怎能指望建造一个更美好的世界呢?从这方面进一步讲,我们每个人都必须尽最大能力发挥自己的潜能,与此同时承担对整个人类应负的责任一我们每个人的责任是去帮助那些能从我们这儿受益最大的人们。"

"流动大学"的活动是紧张而刺激的,每次聚会,她们都要保持高度紧张,以防计划败露,这种事被沙皇发现是要杀头的。但每一次聚会都让人激动万分,在互相学习、互相帮助的过程中,玛丽的心中涌动出一个大胆的计划,她对同样渴望上大学的二姐说:"我们联合起来,彼此支持,这样我们先后部有机会成功,如果各自奋斗,恐怕谁也无法实现理想。"

此后,姐妹俩开始为实现目标而奋斗,经过一段时间的努力,赚的钱已经够一个人上大学了,玛丽把这机会计给了姐姐,却把漫长的等待留给了自己。为了多赚点钱,她只身到乡下当了家庭教师,她把赚来的钱大部分寄给在巴黎的姐姐,留了一小部分供自己用。多少个夜晚,当她拖着疲惫的身躯打开书本开始缓慢艰难的自学时,她都会感到一种绝望,不知道这种漫长的等待何日才是个尽头;又有多少个清晨,当夜幕散去朝霞来临时,她的心中又充满了新的希冀。

在失望与希望的交替中,她渐渐被父亲从事的学科一物理和化学迷住了。当她结束了在乡下的三年合同返回华沙时,一个意想不到的惊喜在等着她:她的表哥约瑟·柏古斯基担任了"工农业博物馆"的负责人,这个名字其实掩盖着波兰的一所秘密学校,在这所秘密学校里,有一个小型的科学实验室,里面拥有玛丽所需的一切设备。这使玛丽激动万分,她把能利用的每个周末和每个空闲的夜晚都花在了这个实验室,这些早期的科学尝试巩固了她在自学过程中产生的对物理的热情,也使她初步拥有了实验基础。

1890年春,临近毕业的姐姐向仍在大学门外徘徊的妹妹发出了邀请,现在该轮到她回过头来帮助玛丽了。但经费仍不够的玛丽又在家乡逗留了一年多,1891年9月,中学毕业8年、当家庭教师也已6年的玛丽终于登上通往巴黎的火车,去实现她多年的梦想了。她靠自己不懈的追求与顽强的意志把本没有希望的事变成了现实,为自己创造了争取成功的机会。

只是她没有想到,这次去巴黎竞会使她永远地离开了她一直想为之做贡献的祖国,因为她在巴黎遇到了比埃尔。一方是自由的国度,她能在这儿从事自己喜欢的研究事业,而且这儿还有她深爱的比埃尔;另一方则是多灾多难仍在沙皇占领和蹂躏之中的祖国,在那儿她肯定不能很好地从事她希望的研究事业,至少在短期内是如此。这种艰难的抉择整整折磨了她一年,她终于还是选择了事业和家庭,留在了一个自由的国度,但她内心对祖国的深爱从来没有因此减弱过。1898年,她把自己最先发现的新元素命名为"补",以示对祖国波兰的纪念。

居里夫人是欧洲第一个荣获博士学位的女性,是巴黎大学讲台上的第一位女教授;她既是全世界第一个获诺贝尔奖的女性,也是全世界第一个两次获诺贝尔奖的人。她一生的奋斗事迹不知感动了多少人,她的名字已经成为顽强的毅力和坚定不移的精神的象征,激励了近一个世纪的有志于科学事业的年轻人像她那样去拼搏、去奋斗。她无疑是人类历史上最伟大的女性之一。1934年7月14日,居里夫人因长期受放射性物质伤害死于恶性白血病,结束了伟大的一生。

€€尼尔斯·玻尔

出生日期

1885年

获奖年度1922年

@@@波尔的生活环境

玻尔于1885年诞生于丹麦首府哥本哈根,1911年5月获哥本哈根大学博士学位,接着于同年12月到曼彻斯特大学卢瑟福(e.rutherford)实验室工作,正是在这儿他作出了使他于1922年获诺贝尔奖的伟大发现。简单地说是这样的:卢瑟福通过用粒子射击金属靶发现了原子的太阳一行星模型,即带正电的原子核占原子很小很小的体积,如太阳系中的太阳一样,而核外广大的空间有数目不等的电子像行星绕太阳旋转一样,绕着核旋转。这是科学史上第一次根据实验而不是仅仅由思辨构造的一个原子模型。但这个模型有一个致命的弱点,那就是根据麦克斯韦电磁定律,凡作加速运动的带电物体,必然会以电磁波的形式向周围空间辐射能量。根据麦克斯韦电磁理论和牛顿力学的公式可以算出,绕核旋转的电子将在10叫秒的时间内,"坠落"到核上,于是原子也就"坍塌"(collapse)了!于是我们的宇宙也将不复存在。但事实上我们的宇宙并没有发生坍塌,因此这一致命的弱点使许多物理学家不能相信卢瑟福的原子模型。

居住在丹麦的犹太人所受到的待遇明显地好于西欧、东欧,即便在纳粹占领了丹麦的时期,由于玻尔的呼吁和具体帮助,有7200名犹太人逃避到瑞典而获救,只有60名犹太人死于纳粹之手。据徐新先生在《反犹主义解析》一书的"犹太人遭驱逐大事年表"中,从公元19年到1948年发生在世界各国大的驱逐犹太人活动有85次,丹麦一次也没参与。在这种宽容的环境里,玻尔一生似乎从来没有因为自己的犹太身份受到任何歧视,更没有像爱因斯坦在德国那样受到侮辱和迫害。

玻尔的父亲克里斯蒂安是德国移民的后代,他的母亲爱伦·阿德勒的父亲大卫·巴鲁赫·阿德勒是一位犹太银行家兼金融家,是哥本哈根银行的创办人,日德兰州信贷会的发起人。大卫对政治颇有兴趣,是丹麦国家自由党的一名议员。

父亲是哥本哈根大学生理学教授,是哥本哈根知识界中的活跃人物,社交活动极其广泛。爱伦成了克里斯蒂安的贤内助以后,这种知识界的交往不断扩大,善良贤德而美丽好客的爱伦,也成了备受大家爱戴的中心人物。哥本哈根大学外科教授契维兹(olechievitz)曾经写道:

"爱伦·玻尔的可爱的个性使她将温暖的光辉投向一切人,这是她的本性的精华所在。我想,初次见到她的人,也许会以为她的温暖有些虚假,但和她接触了几次以后,人们就会发现她的温暖就像她所具备其他品格一样,真诚而强烈,毫无自私之心。这不仅仅是一个母亲对她儿子或其他亲人的一种献身的爱,不是的,只要什么是需要的,她就立即可以奉献自己的温暖,而不去理会需要这种奉献的人是不是她圈子里的人。在关键时刻,她可以当机立断,拿出主意,行动有力。"

玻尔到卢瑟福身边的时候,卢瑟福正为此事颇感烦恼和不安。玻尔非常相信卢瑟福的原子模型,认为这个由实验推断出的模型不会错,至于电子在绕核旋转时放出能量的问题,玻尔则直感地认为也许电子在绕核旋转时根本不释放能量。但这种猜测未免过分大胆而且没有根据,会让众多科学大师耸耸肩膀然后嗤之以鼻、弃之如敝履。不过玻尔却也非等闲之辈,他认为在微观世界里,宏观的运动律也许根本就不适用,而这并非没有先例,普朗克(m.planck)在研究黑体辐射时,爱因斯坦在研究固体比热时,都发现宏观已有的运动规律并不适用他们研究的对象,更关键的是玻尔还根据自己设想的"氢原子"模型胆卢瑟福的太阳一行星系模型加上他的设想:在某些他称之为"定态的轨道"上电子绕核转动不发出电磁波,因而也不向原子外辐射能量人推导出了困扰物理学家几十年的氢光谱公式,还为谜一样的"里德伯常数"找到了物理解释。这真是太了不起了!

当时,爱因斯坦知道了这一事实后,立即表态说:"非常值得注意!玻尔的理论后面一定大有文章。我不相信他纯靠运气推导出了里德伯常数的绝对值。"后来爱因斯坦还非常钦佩地说:"有非凡直觉和机敏的玻尔发现了线光谱的主要定律,过去对我来说是一个奇迹,今天对我来说仍然是一个奇迹。这是思想领域中最高层次上的和谐。"

他的这句话大可值得注意。爱因斯坦本人是十分看重直觉的,他曾经说过一段让人醒醐灌顶、如大梦初醒的话:"物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律,并没有逻辑的道路,只有通过那种对经验的共鸣的理解为依据的直觉,才能得到这些定律。"连这位可称之为"直觉大师"的爱因斯坦都称赞玻尔有"奇迹"般的"非凡直觉",看来玻尔的直觉本领已经达到炉火纯青的地步了。

到了1925年为了解决连爱因斯坦也颇为恼火的波粒二相性的困难时,玻尔既反对薛定谔(e.schrodnger,1933年获诺贝尔物理学奖)试图用波统一波粒二相性的做法,也反对自己的爱徒海森伯试图用粒子统领波粒二相性的设想,并且出乎人们预料之外地提出了"互补性原理"。即,对微观世界的描述存在着两个互相排斥的理论,要想在一种描述中同时满足相互排斥的理论的要求是绝不可能的,但为了充分了解微观世界,这两种互相排斥的描述都不可缺少,它们在互补中发挥作用。举个例子:光既有波动性又有粒子性,波和粒子的两种描述是相互排斥的,粒子是聚集在一起的物体,其质量、能量都聚集在一个一定的空间里,但波却是无限弥散的。说光(或粒子)既是聚集的又是弥散的,这在经典物理中怎么也说不通,只能选取一种,熊掌和鱼不可兼得。但在微观世界里,这两者都不可缺少。用光栅研究光的时候,你只能用波动理论;用光电效应研究光的时候,你又必需用粒子理论。但对光的全面描述,则两者不能少,它们之间由统计上的关系连接起来。所以玻尔说:"互补一词的意思是:一些经典概念的任何确切应用,将排除另一些经典概念的同时应用,而这另一些经典概念在另一种条件下却是阐明现象所同样不可缺少的。"

与任何新事物一样,大家对玻尔的互补理论感到难于理解和无法接受,但后来被以玻尔为首的哥本哈根学派的物理学家们接受,并被称之为(量子力学的人'哥本哈根诠释"。现在互补原理不仅被科学界接受,而且还推广到人类学,生理学等众多领域之中。

@@@非凡的直觉

玻尔的直觉的确是非凡的,常常让别的科学家如在云里雾里一样,所以有人说玻尔总是被"北方的雾"(丹麦在北欧)笼罩着。这其中的意思是说,玻尔考虑问题常常不根据逻辑推理,让那些习惯按常规逻辑推理的科学家无法理解。玻尔一次又一次利用他那让人惊讶的"对经验的共鸣的理解为依据的直觉",提出一个又一个让人觉得"荒谬透顶"的假说,而且一个又一个取得成功,因此不由人感到神秘莫测,像有一层"雾"罩着他一样。

但对玻尔的思想在中国古代思想中却不乏共鸣者甚至"志同道合"者。例如互补思想,在中国古代思想家的著作中很容易找到。《庄子》中的《内篇·齐物论》中有一段话是这么说的:

"物无非被,物无非是。自被则不见,自是则知之。故日彼出于是,是亦因彼。彼是方生之说也……是亦彼也,彼亦是也。彼亦一是非,此亦一是非。果且有彼是乎哉?果且无彼是否哉?彼是莫得其偶,谓之道枢。"老子说过:"道可道,非常道。"

在中国,这些思想与玻尔的互补思想真个是何其相似乃尔!难怪玻尔于1937年访问中国时,对于中国对立两极互补的思想感到非常震惊。西方科学家颇不容易接受的互斥互补思想,在古老的东方文化中却能遥相呼应!他多次指出,古代东方的智慧与现代西方科学有着深刻的协调性。在《原子物理学和人类知识》一书中,玻尔指出:

"在近代原子理论中所遇到的形势是在物理学史上没有先例的。……要想在这种不能无限制应用的常见的理想化方面为原子理论求类似的教益,我们事实上必须到心理学这一类完全不同的科学分支中去找,甚至要到前辈思想家如释迎牟尼和老子所遭遇的那一些认识论问题中去找,当他们企图凋和我们在宇宙大舞台中既作为观众又作为演员的两种不同地位时,他们就遇到这种问题。"

更为有趣的是,当玻尔被封为爵士要选盾形纹章图案时,他选中的是中国古代的太极图,图案上的铭文是"对立即互补"。

强调直觉思维方式正是东方思想的特征。美国一位十分重要的理论物理学家韦斯科夫(v,f.wejss kopf,曾任欧洲核物理研究中心,即cern的总主任)曾说过:"汤川秀树受到日本一中国文化传统的影响,特别了解逻辑严密性和直觉、想像在科学以及其他人类活动中的作用之间的差别。逻辑推理与直觉思维的关系,是他经常思考的问题。中国式的思维强调直觉的成分——灵感在科学思维中的重要性。"

他的思维方式与东方思维方式能如此不谋而和,恐怕与犹太民族文化的深层影响不无关系。我这样说虽然有一定的风险,还需要进一步讨论、证实,但至少不能说是毫无根据的。在20世纪,物理学进入微观世界时,人们熟悉的宏观语言已经无法确切描述其运动规律,这时科学家普遍地感到迷茫和不知所措,经典物理学习惯的严格逻辑和习惯语言都像银样描枪头一样,中看不中用。正在这种需要新的思想、新的思维方法时,爱因斯坦、玻尔、玻恩……这些犹太人科学家出现了,他们根据很不相同的思想和思维方法,建立了里程碑式的贡献。爱因斯坦说:"理论的建立只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉。"还说:"从特殊到一般的道路是直觉的,而从一般到特殊的道路则是逻辑的。"

1954年获诺贝尔物理学奖的犹太人科学家玻恩说:"正像在任何其他人类活动中一样,在科学的进步之中,信仰、想像和直觉都是决定性的。"

1977年获诺贝尔化学奖的科学家普里戈金(i priggogine)非常重视东西方思想方法的交流、融合,他曾多次强调地指出:"现代宇宙学表明,整个宇宙也是演化的。……这个异乎寻常的发展带来了西方科学的基本概念和中国古典的自然观的更紧密的结合。……我相信我们已走向一个新的综合,一个新的归纳,它将把强调实验及定量表述的西方传统和以'自发的自组织世界'这一观点为中心的中国传统结合起来。"还强调:"中国的思想对于那些想扩大西方科学的范围和意义的哲学家和科学家来说,始终是一个启迪的源泉。"

另一位科学家奥本海默(j.r.oppmheiinermer)他被誉为"美国原子弹之父",在第二次世界大战中他曾统率几十位诺贝尔奖获得者和数以万计的科学家、工程师制出人类第一颗原子弹。这位科学大师对印度佛教情有独钟。他在《科学和常识》一书中写道:

"原子物理学中的发现所表明的……有关人类认识的一般概念,就其本质来说,并非全然陌生,闻所未闻,或者是全新的。即使在我们自己的文化教育中,它们也有其渊源,而在佛教和印度教思想中,则具有更为重要的地位。我们将要发现的只是古代智慧中的一个例证,一种激励和精炼。"

并非只有这几位科学家意识到东西方思想和思维方法融合的重大价值,我只是说当物理学在20世纪每一次处于重大突破的时候,总是有相对来说很多的犹太科学家从东西方思想和思维方法的融合中获得了灵感,取得了突破,这是颇值得我们注意的。仅以爱因斯坦、玻尔两人为例,就足以证明这一点。那么,这其间是不是有什么必然关联,而不仅只是一种偶然的现象?我认为这绝不是偶然的,这儿正隐藏着一个重大的线索(或秘密),即犹太人为什么有那么多获诺贝尔奖的秘密的诸多原因中的一个。

@@@文化融合

世界各国科学家已逐渐承认:东西方思想和思维方法的融合对现代科学的发展至关重要的作用,但这种融合并不十分容易,从中国、埃及、印度这些东方古国的现代科学发展历史来看,这种融合往往受到民族主义的强烈影响和彼此的膈膜,使融合往往成为貌合神离、圆凿方枘,不能发挥很好的作用。就拿我们中国来说,开始是瞧不起蛮夷之说,何足挂齿;后来又似信非信,于是中学为体,西学为用;再后来又是怕,怕失去国粹,怕自由化,怕精神污染……结果,现代科学的精神恐怕至今也没有融入我国文化之中。其他东方古国都有类似的现象。而作为东方亚洲人的犹太人,就不存在形成这种弊端的条件。他们由于屡受迫害而没有失去犹太文化的传统,又由于长期生活在欧洲各国,尤其是在西欧,这使得他们中的一部分思想开放、不固守犹太教义不放的人,真心诚意地向西方文化学习,这部分犹太知识分子具有最优越的条件和环境,深谙西方思想和思维方法的精妙,又能熟知东方思想和思维方法的奥秘,于是在探索奥秘时,他们常常在西方思维方法黔驴技穷、歧路亡羊之时,使出绝招——用直觉打破逻辑垄断的地位,得出完全"不合逻辑"的结论。正如玻尔提出氢原子理论那样,看似完全不合经典物理逻辑的"定态假说",却奠定了量子理论的基础。这并不奇怪!皆因为他们深谙爱因斯坦的那句话:"从特殊到一般的道路是直觉的,而从一般到特殊的道路则是逻辑性的。"直觉和逻辑两法,就像天下第一英雄罗成手上的两把流星锤一样,在他们手上玩得炉火纯青。这样的科学家在重大困难面前,成功率自然比那只用逻辑一个锤子的人要高明许多了。

综上所述,我们还可以得出一个结论(这次恐怕真是一个结论了,而不仅只是一个待商榷的意见):凡获诺贝尔奖的犹太人科学家(获文学奖与和平奖的不在此内),一定不是坚守犹太教的犹太人,他们或者自己改信宗教或不相信(至少不固守)犹太教教义,或者从他们的父辈起就已经开始不到犹太会堂去、也不在家念《塔木德》和《托拉》了。就我们已经写的几位犹太科学家或思想大师,都是如此。以后将写的获奖犹太人科学家,也莫不如此。所以,我希望读者要弄清两件事情,一是犹太宗教作为一种文化,在使犹太人凝聚团结起来对待外教的残酷迫害、屠戮,使犹太民族在近2000年大离散中没有消亡,还能独立于世界民族之林,的确起了至关紧要的作用,而且在激励犹太科学家做出重大发现(如弗洛伊德的自述)方面,也的确是不可忽视的因素。二是如果犹太人都像保守的哈西德虔诚者(hasid)那样,固守犹太教义,不向西方文化学习,那绝不会出现126位犹太人获诺贝尔奖的奇迹。恰好相反,只有当一部分思想开放的犹太人不固执、不保守,而能以容纳百川的精神向西方文化学习,他们才可能将东西方文化充分和谐地融合在一起,避免其他东方古老民族的缺陷和遗憾,在诺贝尔奖颁奖史上大显身手!

€€玻恩

出生日期

1882年12月11日

获奖年度1932年

@@@动荡年代

他的父亲,布雷斯劳大学医学院的讲师,是一位持严格自由主义的犹太人。他不特别偏爱犹太教,对基督教也如此。在德国历史上,有无数次迫害、驱逐、屠戮犹太人的行为,但在1848年革命以后到希特勒上台前夕,有70多年的时间是相对宽容、轻松的时期,在这段时期里犹太人处于一种比较自由。可以自我奋斗的氛围里,由此犹太人的同化现象十分明显,不少有教养的犹太人不顾自己的犹太血统而把自己看作是德国人。玻恩的父亲也是如此,他愿意成为一个德国人,甚至连圣诞节他都要像其他德国人一样,准备一棵圣诞树,用德国的方式庆祝这个节日。而且,许多犹太人成了伟大的德意志爱国者,在1848年革命中曾为自由和立宪的权利而斗争,并与德国人一同遭受苦难。玻恩家族也有这样的爱国者,玻恩的叔祖父斯特凡·玻恩就曾参加过著名的巴登的反抗活动,后来逃到瑞士躲避报复而居留在瑞士,后来成为瑞士巴塞尔大学的文学教授和瑞士报纸《巴斯勒消息》的编辑。

每一个现代科学家,特别是每一个理论物理学家,都深刻地意识到自己的工作是同哲学思维交织在一起的,要是对哲学文献没有充分知识,他的工作就会是无效的。在我自己的一生中,这是一个最重要的思想。玻恩这样说。

麦克斯·玻恩于1882年12月11日出生在德国西里西亚省的省会布雷斯劳市华尔街8号。这是一个犹太族的家庭。像许多德国犹太人知识分子家庭一样,这个家除了学术气氛十分浓厚。

玻恩有一个表哥谢格曼德把名字改为德国人最常用的名字汉斯,他的行为、气质完全与雅利安人无异,后来他成了一名后备役军官,在第一次世界大战中战死。如果这种宽松的氛围一直持续下去,至少德国的犹太人将全部被同化而不复存在了,就像我国开封的犹太群体无形中消失一样。法国思想家、作家萨特(j.p.c.a.sartre,1964年获诺贝尔文学奖)说得好:"使犹太人团结起来的惟一纽带是周围社会对他们的敌视和蔑视。"我们稍加改变,就可以说犹太民族之所以没有消亡,正是因为对他们持续不断的驱逐、迫害、屠杀。关于这一点,我们在写到哈伯的时候还将进一步展开。

虽然总体上是宽松的,但反犹思想仍然潜伏在社会的各个角落,"偶而露峰嵘"。上小学时,玻恩所在的班有不少犹太人(约1/3)。玻恩在他的《自传》中写道:

"那时已经有了排犹的最初迹象。应该为校方人员辩护,我得说,在老师的那边是几乎不带任何种族和宗教偏见的。然而p及其他少数同学却或多或少地公开反犹,只要不被公正心肠的老师们发现,他们随时都会以欺侮犹太人作乐。高年级时,p成了那种后来影响到全国的极端民族主义者。地理课上,他喜欢完全按照纳粹方式勾画未来的大德意志新疆界。……就这样,在早年的学校生活中,我已经预感到德国以后将发生怎样的事情了。"

在这动荡的年代里,即1900-1907年,玻恩像所有德国大学生那样,"游读"了布雷斯劳、海德堡、苏黎世和格廷根诸大学。开始他对天文学有兴趣,并于1907年获得格廷根大学天文学博士学位。1907-1908年,他在剑桥大学同维尔和凯厄斯学院当研究生。回到德国以后,受爱因斯坦相对论的影响,决心改变研究方向,开始想涉足实验物理,后来他发觉自己完全没有做实验的天赋,就决心从事理论物理研究。

@@@玻恩-夫朗克时代

他开始点阵动力学的研究是在1912年。开始的时候,他与另一个从匈牙利来的犹太人冯·卡门一起作研究。他们两人住在同一幢房子里,整天讨论晶体点阵假设,并且由这一假设导出了晶体的所有性质、引人了这一领域的几乎所有基本概念。冯·卡门在自传中曾记述道:"1911年,我的专业方向已经明确。我在格廷根的经验和成就,概括地讲,就是研究流体运动理论。本来我想一直干下去,但我与空气动力学和航空结缘的时机尚未成熟,而另外有许多问题对我具有不可抗拒的吸引力,比如,探索原子奥秘就是其中之一。那时候,全世界研究现代原子理论的热情真是盛况空前。"

他们两人,即冯·卡门和玻恩两人在"上完希尔伯特的数学课后总要对固体内部结构(即原子排列方式)讨论一番"。

在他们发表了几篇晶体理论文章以后,冯·卡门就和玻恩分道扬镰了。玻恩和他的学生继续研究晶体动力学理论,并和他的中国学生黄昆写了一本此后成为经典著作的《晶格动力学理论和玻恩因为这方面的卓越成就而被科学界誉之为"晶格动力学之父"。

玻恩在1921年接替荷兰化学家德拜(p.j.w.debye,1936年获诺贝尔化学奖)的职位,成为格廷根大学物理系主任并兼任理论物理教授。格廷根大学在那个时代是相当开放和宽松的。1902年,年轻的犹太人数学家闵可夫斯基(m.minkowsky)就以他卓越的智慧和成就,冲破了普鲁土大学的反犹屏障,成为格廷根大学数学系继伟大的希尔伯特(d.hilbert)第二教授之后,成为第三教授。后来,由克莱因(f.klein)建议,又任命了犹太人天文学家史瓦西(k.schwazschild)为教授。正是这种任人唯贤、开放宽松的氛围中,格廷根迎来了它历史的黄金时期。玻恩就任物理系主任之后,他又设法将犹太人物理学家夫朗克o.franck,1925年获诺贝尔物理学奖)从柏林物理化学研究所调到格廷根大学物理系,主持实验物理研究。在玻恩的领导下,格廷根的物理学研究迅速崛起,并形成了以玻恩和夫朗克为中心的格廷根学派,成为当时国际上活跃的一个量子物理研究中心。至今人们常提到的"玻恩-夫朗克时代",实际上指的就是高度抽象的数学风格与精细实验分析的成功结合的时代。玻恩一生最重要的发现——量子力学的统计解释,就是在这一"格廷根的美好岁月"中这一结合的最好说明。

玻恩的助手海森伯在玻恩的帮助下,于1925年创立了矩阵力学。我们知道矩阵力学与薛定谔的波动力学并驾其驱,成为量子力学的另一种表达方式(补充一句:"量子力学"这个专业术语还是玻恩在1924年的一篇文章中首次使用的)。

学术界的争论是难免的。当物理学家们为两种量子力学的表达方式和其解释争论不休之时,玻恩却大出人意料之外地提出了量子力学的统计诠释,彻底解决了"波粒二相性"这一长期争论。玻恩的统计诠释以最通俗的话说就是;"薛定谔(电子)波动方程所解出的某处的波函数的强度,表示该处(电子)出现的几率用可能性的程度)。"即,(电子)波强度越大的地方,找到(电子)的机会越大,反之,机会就越小。于是,长期让人迷惑的薛定谔方程所代表的波,不再具有什么物质性的内容,只是代表一种几率,因此这种波也就自然地被称之为"几率波"。

这样,玻恩第一次把几率上升为物质运动的根本属性。在19世纪后期,玻尔兹曼也曾在解释热运动时提出用几率来解释分子热运动,但那时人们认为每个分子还是严格遵守牛顿力学的规律的,统计规律只不过是一种权宜之计。但在玻恩的几率诠释中,几率已经是物质构造和运动的根本属性。高精密的量子力学只能预言某一事件的几率,人们不能就这一事件的发生与否做出决定性论断。拉普拉斯全能预言者的神话,从此被彻底粉碎。

几率的解释,不仅是物理学的一次重大革命,而且也是人类自然观、认识史上一次伟大的飞跃。这一匕跃立即受到哥本哈根学派的欢呼,并立即以这一诠释为量子力学的"正统诠释"。但是,不愿放弃决定论的许多科学大师怕爱因斯坦、薛定谔等人)坚决不同意这种几率诠释,例如爱因斯坦就曾武断地对玻恩说:"我不相信上帝会玩掷骰子的游戏。"由于当时强大的反对几率诠释势力,1932年海森伯获诺贝尔奖时,玻恩却失去了获奖机会。直到22年之后的1954年,玻恩才因为"量子力学方面的研究,特别是因为波函数的统计解释"而荣获诺贝尔物理学奖。

@@@遭遇

美好的东西总是很快逝去,美好的格廷根岁月没有持续多久,就被反犹主义的恶浪所击碎。1933年希特勒上台以后,玻思写的书被归为"犹太物理学"而全部被销毁。接着,4月17日,夫朗克向格廷根大学提出辞职;4月25日,玻恩和其他一些犹太教授被大学解雇。使玻恩感到愤怒的是,格廷根那些非犹太人教授们不仅不抗议纳粹的疯狂迫害,竟然还有人落井下石。平时标榜的公正、客观、独立的精神,全成了一纸废话!焚书的大火到处熊熊燃烧,告密者的凶险无处不在。玻恩不得不离开他曾无比热爱的格廷根和它的学术传统,不得不离开从父辈们开始都以能做一个德国人为荣的德国。希尔伯特曾愤怒地说:格廷根的犹太人学者被清除后,格廷根就没有数学了。德国正在堕落为一个中世纪般黑暗的王国。

1933年5月10日,玻恩全家悄悄离开了格廷根,沿途焚书的大火为他送行。他在英国度过了第二次世界大战。

有人说:经历就是财富。科学研究的经历和两次世界大战的经历,使他不仅仅成为一个科学家,而且铸就了他深邃的哲学观点,使他成为"通向人类思想的深层的哲人科学家"。本书不能在这方面再作发挥,我引用玻恩的一段话作为我"话尚未尽"的收尾,也许是再合适不过的了。玻恩说过:

"哲学始终而且仍然倾向于作出最终的、绝对的陈述。这种倾向顽强地影响到科学。例如,早期物理学家们就认为牛顿力学的决定论有特殊的价值。……我确信,像绝对的必然性,绝对精确,最终真理等等观念都是应当从科学中排除出去的幽灵。人们可以根据关于一个体系目前的有限知识,依靠一种理论,推演出用几率表示的关于未来情况的推测和期望。从所使用的理论的观点来看,每个几率的陈述或者是正确的或者是错误的。"

"在我看来,这种思维规则的放松,是现代科学给我们带来的最大福音。因为我觉得,相信只有一种真理而且自己掌握着这个真理,这是世界上一切罪恶的根源。"

€€丁肇中

出生日期

1936年1月27日

获奖年度1976年

@@@我是中国人,我要用汉语发表演说

1936年1月27日,一个大头的男孩在美国密执安州安亚柏且市一所医院里降生了。他便是第3位获得诺贝尔奖的华裔科学家丁肇中。

丁肇中在谈及他自己的身世时曾十分诙谐地描述了他诞生在异国他乡的由来,他说:"我在第二次世界大战初期,出生于一个主要由教授和革命志士组成的家庭。我的父母亲都希望我出生在中国,但在他们访问美国时,我提早出世,由于这个意外,我成为了美国公民。这个突来的小插曲却也影响了我的一生。"

丁肇中的祖父丁惟汾早年追随***先生从事民主革命活动,曾东渡日本,在日本参加了同盟会。回国后,积极投身推翻清朝统治者的革命斗争。袁世凯称帝时,丁惟汾痛斥袁世凯倒行逆施的行为,并声称:"头可断,革命之志不可夺!"

丁肇中的外祖父王以成早年留学日本,学习土、木建筑专业,受革命思想影响经了惟汾介绍加人同盟会。1911年武昌起义后,王以成积极组织革命武装参加反对清朝统治者的战斗。在一次战斗中不幸被俘,他坚贞不屈,拒不投降,被敌人惨无人道地砍成数块。王以成牺牲后留下女儿王隽英。

丁惟汾的儿子丁观海30年代初到美国密执安大学学习土木工程,随后王隽英也到美国,攻读教育心理学。后来,两人分别获得硕士学位。由于两家是世交,从小又相互熟悉,在异国他乡他们结为伉俪。正当他们学业有成,准备回国的时候,王隽英怀孕了,似乎要提早临产。丁观海夫妇本想让第一个儿子出生在祖国,因恐怕在归国途中分娩,只好修改计划。他们决定了观海先走,王隽英分娩后再回国。

丁肇中在美国诞生后刚满两个月就随母亲回到中国。

丁肇中虽然没有见过祖父和外祖父,但是父母经常和他谈及过去,特别是他在奶奶无微不至的照料下幸福地生活过四五年,奶奶那种坚不可摧的气质、朴实无华的作风、甘愿奉献的精神体现出爷爷、姥爷这一辈人的高尚品格。祖辈的英雄气概潜移默化地影响着丁肇中的品格和作风。数十年后,丁肇中获得了1976年的诺贝尔物理学奖。在授奖仪式前,丁肇中提出用本国语言发表演说的要求。他说:"我是中国人,需要用汉语发表演说。"会议主持者要求他用英语演说。双方僵持不下,最后达成协议:丁肇中的获奖演说先用中文,后用英文。

丁肇中的演说是从介绍中国古代科学对现代科学的影响开始的。他说:"研究光和物质的相互作用是物理学中最早知道的课题之一。《墨子》中就有这方面的事例。20世纪物理学的许多重大发现都与研究光线有关。"

后来有人问丁肇中为什么要这样做,丁肇中只是淡淡一笑:"讲讲好玩而已。"这里面的深刻含义岂是一两句话能够说清的。从中我们不难看出丁惟汾追随***革命的精神和王以成视死如归的气概。丁肇中作为一个站起来的中国人将这种精神和气概再一次体现出来了,它是饱受欺辱而站起来的民族的一次怒吼。

@@@不能上学,家成了他的学校

丁肇中的幼年时期是在严酷的抗日战争中度过的。回国不久便爆发了卢沟桥事变,祖国的大好河山落在日本侵略者的铁蹄之下,一场空前的大浩劫落在中国人民的头上。

幼年的丁肇中随其父母开始了动荡不安的流亡生活。1938年8月12日,他们逃到南方,不久又流亡到了合肥,后来又辗转到芜湖、徐州、郑州、武汉、万县,最后到达当时的陪都重庆。

丁观海一家人在重庆住下后,生活虽然清苦,但比起流亡生活总算好多了。过了几年,丁肇中到了上学的年龄,他穿上新做的学生装高高兴兴地随妈妈去附近一所小学报到注册。

上学是人生一个新的开端,但是对于丁肇中来说却是好景不长,他只上了几天便不敢去上学了。

当时中国的空军力量薄弱,尽管重庆是大后方,仍然受到日本空军的轰炸和扫射,经常发生小孩上、下学时被炸死或房屋倒塌砸死的事情。丁肇中的父母实在不放心,便决定不让丁肇中上学了,在家中由他母亲亲自教课。

由于教学过程是在母子之间进行的,因此丁肇中感到亲切和自由,他可以随心所欲提出问题,也可以从不同角度去回答问题。这对丁肇中的思维方式和学习方法有极大的影响。后来丁肇中回到正规学校学习,由于思维活跃,考虑问题深入而多方面,经常提出一些"怪"问题而使老师头痛,被老师看成是调皮学生。

在重庆,由于父母从事教育工作,家中经常来访的客人不是大学教授就是大学学生,他们来自全国各地,了解日本侵略者在各地的暴行和全国人民在抗日战场上英勇斗争的情况。这些都极大地激励着大后方人们的斗志。每当客人来访,丁肇中总是在旁边听父母与客人谈话,久而久之,这些谈话就成了丁肇中接受爱国主义教育的课堂。这些生动的教材是正规学校学不到的。从1956年丁肇中赴美学习至今已经40多年,他始终不忘祖国,童年时所受的教育永远铭记在他的心中。

与丁观海交往的朋友和同事中有很多人是有真才实学的学者,他们来访时经常与丁观海讨论各种自然科学方面的问题和研究治学的方法。天长日久,耳儒目染,丁肇中从中似乎也悟出点什么道理来。在获得诺贝尔奖后写的自传中,他曾专门提及这一段往事:"由于战争的原因,我直到12岁才受到传统教育。然而,我的父母一起在大学任教,因此使我有机会接触到许多经常来访的有才智的学者。也许由于这个早期的影响,我一直有从事研究的愿望。"

@@@在台湾的读书生活

但是家庭教育与学校教育之间衔接上也存在问题。1948年冬天,丁肇中全家搬到台湾,那时丁肇中已经12岁了,他母亲王隽英想让他报中学一年级。可是一看课程表,这才发现丁肇中没有上过正规小学,许多课程没有学过。小时候基础知识不打好,对将来的学业会有很大影响。王隽英是研究教育的,对这一点非常清楚,她决定让丁肇中留一级,再读一年小学六年级。

初到台湾的时候,丁肇中一家在台中住了一段时间,不久全家就搬到台北市。丁肇中先考人成功中学,在那里读到二年级,后来又转人建国中学,直到高中毕业。

在中学丁肇中受到良好的教育,通过考试他进入台北最好的中学,学校又是按学生的能力和程度编班,他又被编到了最好的班级。这个学校的老师很出色,特别是教几何、中国历史、英文和化学的老师犹为出色。丁肇中在读高中的时候,开始最感兴趣的是中国历史,其次才是化学和物理。但他很快就意识到在历史学中寻求真理比在自然科学中寻求真理要困难得多。因此他在物理和化学的学习中投人很大的精力,他的兴趣也集中于这方面了。

丁肇中读书非常投人,外界的干扰对他几乎不起作用,夏天大雨倾盆、雷声隆隆,只要他专心读书就什么也听不见,真是雷打不动。丁肇中非常爱惜时间,他总是把一天的时间安排得有条不紊。中学期间很少看电影,他认为看电影是时间和金钱上的浪费,特别是时间,那是最浪费不起的。

每到晚上,丁肇中便和几个要好的同学一起去附近的师范大学图书馆念书,那里有很好的学习气氛,又很安静,一直到图书馆关门后才回家。这样日复一日地用功,丁肇中在班级中成绩首屈一指。每次班级里同学们为习题争辩不休时,总是找来丁肇中,只见他摇摆着大脑袋,把问题解释的一清二楚,同学们无不佩服赞扬道:"丁大头的大头里可盛着不少才华和智慧啊!"

丁肇中以优异的成绩毕业了,学校决定保送他进台湾成功大学,但是丁肇中心气比较高,他希望能进台湾的清华大学或台湾大学。丁肇中决定放弃保送参加联考。尽管他作了周密的准备,但是大有不测风云,他还是被成功大学机械工程系录取了。这对丁肇中来说,无疑是一次不小的打击。但是丁肇中从祖辈那里传下来的性格就是不怕失败,他很快就把情绪调整过来了,因为他有更远大的目标。他并不想在机械工程方面发挥什么作用,他的兴趣是在物理和数学方面。

一个偶然的机会,丁肇中开始了新的生活。丁观海在美国留学时的师长和挚友布朗教授到丁肇中家作客,谈话之余丁肇中的母亲向布朗提出请他帮助丁肇中赴美留学。这本是一句半开玩笑的话,布朗教授却认真地办起来了。几个月后,丁肇中便乘飞机来到了美国底特律,这一天是1956年9月6日。

@@@20美元的赌注使丁肇中声名鹊起

丁肇中的家庭生活并不富裕,他去美国时家里只能拿出100美元支持他。到了美国,他首先要解决的是生活问题,但是他的最终目的是要在学术上有所建树。两全其美的办法就是努力学习,争取得到奖学金,早日获得学位。

丁肇中说到做到,别人4年才能读完的大学课程他3年就完成了,并且获得了数学和物理两个学士学位。别人要花5年时间才能拿到的博士学位,他两年就拿到了。

丁肇中到美国5年的时间就走完了大学和研究生的道路,而在美国一般人则需要花10年的时间。

有了坚实的基础,丁肇中开始向新的高峰冲击。选择什么作为科研的主攻方向,他颇费了一番脑筋。丁肇中做博士论文时曾在蒲尔教授手下做过一些实验,已经显示出他在实验物理方面很有才能。蒲尔教授劝告他从事实验物理方面的研究工作。丁肇中却徘徊于实验物理和理论物理之间,犹豫不定。

乔治·乌伦伯克教授是著名的实验物理学家,丁肇中想听听他的意见。老教授劝他从事实验物理工作,因为在实验中任何新的发现都是很重要的贡献,而理论工作则要在很多实验的积累下才能产生;只有极少的理论物理学家是重要的。如果想作一个理论物理学家,一定要极出色才有用。听了老教授的一席话,丁肇中反复思考了自己的实际情况,他决心从事实验物理工作。

他曾师从吴健雄和杨振宁,又到西欧核子研究中心,在何可厄手下工作,这些经历使他的实验技能有了长足的发展。为一厂创造出更多的学习机会,丁肇中又从西西里大学匆匆回到哥伦比亚大学。

这时他从科学文献中得知一个消息,有好几个很有名的物理学家用实验发现了有违反量子电动力学的事实。丁肇中并不同意这些人的看法,他自己准备设计重新实验。他拿着制定好的实验计划去请教李昂德黎曼教授。李昂德黎曼教授是当时一流的物理学家,他劝丁肇中不要在这个问题上耗费青春年华,因为这个实验即使花费3-4年的时间也难得出结果,但丁肇中认为只需一年的时间就可以证实。李昂德黎曼教授摇头不已,否定了丁肇中的计划,双方争执不下。李昂德黎曼教授以20美元做为赌注,向丁肇中挑战:如果他能在短时间里做出实验,他就输给丁肇中20美元。丁肇中接受了挑战,他对此是很有把握的。

在半年之内丁肇中就完成了他所设计的实验,纠正了这些物理学家的错误。李昂德黎曼教授自然也输了zo美元。人们开始注视这位年青物理学家了。也许他能够创造出更多的奇迹。

丁肇中对未来充满了必胜的信心。当时他写给父亲的信中就说道:"爸爸,未来的10年我将有希望获得诺贝尔奖。"

1974年4月丁肇中开始寻找一种新的粒子,在美国东海岸著名的布鲁克海义实验室里,丁肇中进行了异常艰苦的工作,其难度之大,丁肇中曾作过一个生动的比喻,他说:"在雨季的时候,一个像波士顿这样的城市,一秒钟之内也许要降下千千万万的雨滴,如果其中的一滴雨有着不同的颜色,我们就必须找出那滴雨!"

经过了4个月的紧张工作,奇迹出现了,他发现了一个重量比质子重3倍的新粒子,并命名这个新粒子为j粒子。j粒子的发现,开扩了人们的眼界,基本粒子家族的大门被打开了,还有很多基本粒子有待人们发现。j粒子的发现使丁肇中成为当代最著名的物理学家之一。

10年未到,丁肇中已经走上了诺贝尔奖的领奖台。

€€阿诺·奥兰·彭齐亚斯

出生日期

1933年4月26日

获奖年度1978年

@@@灰色童年他依旧烂漫

人在一生中,有时会受到厄运的威胁,有时又会遇到难得的机会。如何才能摆脱厄运。把握住机会呢?美国物理学家彭齐亚斯的经历也许会给我们以有益的启示。

1938年的冬天显得格外寒冷。德国慕尼黑火个站上一列客车就要发车了,乘客们正在排队上车。这趟列车有些异样,它没有了德国旅客列车惯有的整洁,车厢内很脏,设备也残缺不齐,连车站和列车的服务员也失去了往日对旅客彬彬有礼的态度。再看看旅客,大多是成群结伙、有男有女。有老有少,好象是举家出行,几乎看不到单身旅客。这列车未设豪华包厢,那些衣着像是富裕人家的旅客也坐进了通常只有平民才光顾的硬卧车厢。

这确是一列特殊列车。当时,德国纳粹政府掀起了反犹浪潮,大批犹太人被解雇。抄家和殴打,纳粹还将许多犹太人驱逐到邻国去。这趟列车就是将被驱赶的犹太人运送到波兰去。

列车的周围有许多警察,还有成群的穿着制服的纳粹党徒。他们检查犹太人的证件和行李,见有值钱的东西就没收。谁要是稍有反抗,就会遭到拳打脚踢。旅客们面对命运未卜的旅途,脸上流露出忧郁、悲伤的表情,有的妇女在小声哭泣。

在旅客中,有一个四口之家,一对中年夫妇带着两个年幼的男孩。稍大一点的男孩仅有5岁,他的名字叫阿诺·奥兰·彭齐亚斯。他瞪着大眼睛,好奇地看着身边的一切。

彭齐亚斯的父亲原是一个木匠,后来经营一家皮革厂。到彭齐亚斯出生时,父亲已经积累了一笔可观的家产,俨然是一个中产阶级。小彭齐亚斯还没来得及充分享受本应是金色的童年,纳粹的魔影就已笼罩在他家的头顶,并彻底改变了他的人生轨迹。父亲的企业已被没收了,父母带着孩子和仅剩下的一点家当,踏上了东去的列车。

列车在白雪覆盖的旷野上疾驰。"少年不知愁滋味",小彭齐亚斯和弟弟不改天真烂漫的本性,仍然在顽皮地玩耍嬉戏,在硬卧车厢的三层卧铺之间攀上爬下。

火车由西向东穿越了已被德国吞并了的奥地利,来到了与波兰接壤的一个小镇。旅客们进入波兰境内后,被赶进了一座大房子。在这里,他们要等候波兰边防警察的检查验证,才能被波兰政府批准接收。但是,彭齐亚斯一家很快又被波兰方面从大房子里轰了出来,驱逐回了奥地利境内。原来,当时波兰政府也有严重的排犹倾向,他们并不欢迎这些来自德国的犹太人。他们以这批难民已经过了波兰政府规定的期限为名,拒绝接收。彭齐亚斯一家只得又返回到慕尼黑。

年幼的彭齐亚斯此时还没有意识到世道的险恶,他甚至对那间大房子还感到十分有趣。他没有想到,正是由于"迟到",使他们与死神擦肩而过。彭齐亚斯后来回忆说:"我记得那次旅行以及那间大房子,但我当时并不知道害怕。许多年以后,我得知'及时'到达的人都被赶到雪地里露营,有一多半人被冻死了。"而且在一年以后,德国人侵并占领了波兰。那些没有被冻死的犹太人大多数又被德军屠杀或送人死亡集中营。彭齐亚斯一家的"迟到",也许是一种"幸运"。

@@@逃生

回到慕尼黑后,父亲明白还会有难以预料的厄运在等待着他们。他不像有些犹太人那样,在困境中只知唉声叹气,束手待毙。那怕只有万分之一的机会,他也要付出十万分的努力,设法使一家人离开德国。在国际人道主义组织的呼吁下,英国政府同意接收1万名犹太少年儿童。父亲想尽办法,好不容易为自己的孩子争取到了两个名额。就在彭齐亚斯6岁生日之后不久的一天晚上,父母将他和弟弟冈瑟送进一列开往大西洋海岸的火车,从那里再乘船前往英国。小兄弟俩各拿一只父母给准备好的手提袋,上面写有孩子名字的第一个字母,每人兜里还揣了一包糖。父母嘱咐彭齐亚斯要坚强,并照顾好弟弟。就这样,残酷的现实世界使彭齐亚斯一下子长大了。当火车开动的时侯,他像个"小大人"似地对弟弟说:"现在我们必须独立了。"

小彭齐亚斯兄弟俩离开德国后不久,父亲为母亲搞到了最后一批移民出境许可证,而父亲自己则设法偷渡到了英国,一家人得以在伦敦团聚。彭齐亚斯的父母可以说是从德国流亡到英国的最后一批犹太人;因为两个星期后第二次世界大战就全面爆发了,英国与德国成为交战国,再想平安地离开德国几乎是没有可能了。

但英国并不愿意接收这些犹太难民,而只是为他们提供一个临时的避难所,作为他们移民到其他国家之前的一个中转站。父亲是一个做事有远见、有计划的人,还在慕尼黑时,他就已想好了要把全家带到美同,并在一年前就预订好了从英国赴美的船票。1939年12月,全家人乘船前往美国。由于是在战争期间,这艘轮船在甲板上安装了一门3英寸口径的大炮。它是此次旅行给小彭齐亚斯留下印象最深刻的东西,他围着这门灰色的大炮转来转去,这可能是出于一个男孩子的天性吧。

@@@靠自己改变命运

在丧失了一切财产、被迫背井离乡之后,遭受了如此重大打击的父母并没有失去生活的信心。他们意识到:财富会丢失、会被人抢走,而智慧和知识将永远伴随着你,并帮助你改变命运。1940年1月,彭齐亚斯全家抵达纽约。刚刚结束了颠沛流离的生活,父母做的第一件事就是将彭齐亚斯和弟弟送进学校学习。

不久,父亲成为一家公寓的勤杂工,他们全家也因此成为这家公寓的"特殊人物"——住进了一间不用付房租的地下室,这等于是给彭齐亚斯一家增加了一笔"额外收人",并解决了住所的燃眉之急。母亲则在家中给人洗衣服,并可以照顾孩子。

彭齐亚斯不仅从父母的言传中懂得了只有拥有智慧和知识的人才是真正富有的人,并且通过父母的身教明白了不能向命运低头,要依靠自己的努力改变命运。他十分珍惜得来不易的学习机会,他知道惟有加倍刻苦学习才能对得起父母。他从迈进校门,到最后获得博士学位,一直是学习上的佼佼。他还经常帮助母亲料理家务,并跟着父亲学会了木工手艺,修理家中的破旧家具。

彭齐亚斯以优异的成绩中学毕业。凭他的学习成绩本可以考进一所名牌大学,但贫寒的家境使他选择了收费低廉的纽约城市学院。

@@@什么使“幸福女神”关照他

1954年彭齐亚斯大学毕业后到美国陆军当了两年雷达技术军官。当他从军队退役时,恰好哥伦比亚大学辐射实验室需要一名研究助理。这是一个十分著名的实验室,有许多世界一流的科学家在这里从事研究工作,因此申请研究助理这个职位的年轻人很多,其中不乏名牌大学的毕业生、硕士生甚至博士生,彭齐亚斯如果仅凭学历是无法与其他人竞争的。但他小时候做本工活和在军队中从事电子技术工作的经历,使他擅长仪器设备的操作、维修与研制,于是他从众多申请者中幸运地脱颖而出。

在哥伦比亚大学辐射实验室,彭齐亚斯有幸在1944年诺贝尔物理学奖获得者拉比、1955年诺贝尔物理学奖获得者库什和1964年诺贝尔物理学奖获得者汤斯等人的指导下学习和研究。1961年完成论文之后,彭齐亚斯在新泽西州霍尔姆德尔的贝尔实验室得到了一份临时工作。

贝尔实验室当时是著名的美国电报电话公司(at&t)属下的研究机构,由电话的发明人、美国著名科学家贝尔创立。这里拥有最先进的仪器设备,产生过许多重要的科学发现和技术发明,网罗了一大批一流的科学家和技术专家,有11名荣获诺贝尔物理学奖的科学家在这里工作过。一般企业的研究机构只允许研究人员从事与本企业产品有关的研究课题,要服从企业经营的需要,并对外进行技术保密。而贝尔实验室则截然不同,它为从事科学研究创造了最适宜的氛围——努力让科学家在没有设定的框框下进行研究,允许研究人员从事与企业经营项目无直接关系的研究课题,甚至是一些基础科学和理论学术性的课题,为其提供大量经费;允许研究人员对各种问题提出异议;还允许研究人员与其他科学机构进行广泛的交流。彭齐亚斯感叹地说:"这里的每个人都拥有比他们想象更多的自由。"贝尔实验室辉煌的历史也激励着彭齐亚斯,使他犹如一匹即将脱缰的野马,急欲在科学的领域里纵情驰骋。而彭齐亚斯的才干也受到了科学家和上司们的赏识,无线电研究实验室主任卢迪·康普费希望他能在贝尔实验室长期工作。彭齐亚斯立即接受了建议,并把自己此后几十年的奋斗与追求全部献给了贝尔实验室。

@@@抓住偶然机遇

1964年5月,彭齐亚斯与贝尔实验室的另一位年轻科学家威尔逊一起,在克劳福特山上检验一架射电天文望远镜喇叭形低噪声天线的性能。他们偶然发现了一种奇怪的噪声,尽管它非常微弱,却勾起了彭齐亚斯的好奇心。他发现在喇叭管里栖息着一对鸽子并拉了一层白色粪便。莫不是这对鸽子搞的鬼?他立即清洗了天线并仔细检查了天线的各个焊接点。然而,不管他们如何努力,却始终不能排除这种奇怪的噪声。彭齐亚斯以敏锐的科学洞察力意识到:这不是设备本身的问题,这一异常现象的背后肯定有不寻常的原因。他们经过计算确认:这一噪声相当于宇宙背景中有比预期高约2.74k(绝对温标值)的背景辐射温度。

当时,普林斯顿大学迪克教授领导的研究小组根据俄国物理学家伽莫夫1946年提出的关于宇宙起源的"大爆炸"理论认为:宇宙早期高热、高凝聚状态的残留物存在一种热背景辐射。为了验证这一理论,迪克小组使用一台小型射电望远镜探测宇宙空间的背景辐射温度。由于设备的原因,尽管他们做了很大努力,但始终未能如愿。彭齐亚斯得知这一消息后,立即与迪克小组进行了深人的交流和研讨。双方的合作,使理论与实验相得益彰,研究取得了关键性的突破。

1965年5月13日,彭齐亚斯、威尔逊公布了他们的研究结果。彭齐亚斯等人发现的宇宙微波背景辐射使大爆炸理论得到了科学实验的证实,是探索宇宙起源的关键性突破,因此被科学家们认为是20世纪最重大的科学发现之一。这一年,彭齐亚斯32岁。

1978年,由于上述重大发现,彭齐亚斯和威尔逊共同登上了诺贝尔物理学奖的领奖台,而迪克等人则与诺贝尔奖无缘。这真应了中国的那句俗话:"有心栽花花不开,无心插柳柳成荫。"难怪彭齐亚斯的同事伊凡·卡米诺说他是"一个不平常的幸运家伙","他们寻找鸽子粪,却发现了金子"。

"幸运女神"一次又一次地垂青于彭齐亚斯。但是,在这些表面看似"幸运"的背后,更应看到的是不屈服于命运、奋发向上的努力和对于知识的执着追求。从某种意义上说,幸运其实是一种机会,往往只有那些有准备并为之付出努力的人才可能抓住机会,使其变为现实。