第 142 章
關燈
小
中
大
第 142 章
◎“上帝不擲骰子!”◎
施季裏茨當然不會知道他的訂婚戒指給他自己帶來了那麽大的麻煩。更沒有時間來
這也是他到訪黑欣根的真正目的。
納粹德國核武器研發的領頭人,著名的海森堡教授就居住在這裏。
海森堡教授是施季裏茨慕尼黑大學的學長,在施季裏茨剛剛進入慕尼黑大學的時候,海森堡已經在哥廷根大學求學,並提出了他著名的“矩陣力學”。也是那一年,海森堡與波恩、助教帕斯卡·約爾當一起發表了著名的《論量子力學Ⅱ》。
施季裏茨那個時候還很年少,帶著少年人才有的那種意氣風發和自負氣息,他一下子就被量子力學的世界迷住了,經典物理再也吸引不了他的眼球。等到第二年著名的物理學家薛定諤來到慕尼黑大學演講時,他就坐在臺下,聽著海森堡和薛定諤激烈的爭論。
從那一刻起,在舊的經典體系的廢墟上,矗立起了一種新的力學體系。海森堡是它的奠基人、波恩、約爾當以及狄拉克等一系列物理學家圍繞它做出了卓越的成就。
可誰也沒有想到,之後的若幹年中,這種體系的變化之大,節奏之快。各種具有顛覆性的理論不斷被提出,又被各種其他的理論質疑或推翻。甚至於幾十年後,人們再回望歷史時,幾乎不能相信這是那短短不到五年的時間裏完成的。
1927年年初,在那個寒冷的冬天裏,施季裏茨開始著手寫自己的畢業論文。他甚至已經寫好了申請信,要去哥廷根大學——哥本哈根學派的勝地,玻爾、海森堡等人所在的地方游學。
也就是那一年,波恩把“概率”(更為著名的說法是“骰子”)帶入了物理學的世界,海森堡提出了他的“不確定性”原理,認為無法同時確定一個粒子的位置和動量,玻爾也提出了“互補原理”,認為粒子性和波動性在同一時刻互斥,卻在更高層面互補。這三大理論構成了量子力學的哥本哈根解釋。
但是,施季裏茨還沒有來得及為這些發現歡欣鼓舞的時候,就陷入了和愛因斯坦一樣的困境:物理學家們畢生追求的那個世界的本質,消失了——因為客觀的,絕對的世界消失了。剩下的只有我們能觀測到的世界。
因此,愛因斯坦在索維爾會議上和哥本哈根學派的領導者玻爾針鋒相對:“上帝不擲骰子!”而薛定諤則提出了一個更著名的問題:“薛定諤的貓。”在哥本哈根解釋的世界裏,在不進行觀測的時候,系統保持不確定性的波態,貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子打開後,外部觀測者觀測時,物質以粒子形式表現後才能確定。但這違反了現實生活的法則,一只貓怎麽可能是既死又活的呢?
哥本哈根學派對愛因斯坦的說法一一駁斥,卻對薛定諤的貓毫無辦法,只能承認“貓確實是既死又活的”。
施季裏茨沒有辦法說服自己,他經過痛苦的思索之後,放棄了物理學和數學——那時他在數學上的興趣已經轉向了統計學和概率論。他在自己的畢業論文裏認為:“量子論是一種純統計的立論:它無法對單個系統作出任何預測,它所推導出的一切結果,都是一個統計上的概念。”換句話說,“單個”事件並不重要,重要的是整個集合。
這論文差點沒讓他通過答辯,因為他完全回避掉了單個電子的軌跡問題。他認為單個電子的軌跡就是和“比光速更快1秒”、“比絕對零度低一度”這樣的表達。沒有語法問題,但在物理上沒有意義。他只得在答辯會上引用愛因斯坦的論述為自己辯護:
“任何試圖把量子論的描述看作是對於‘單個系統’的完備描述的做法都會使它成為極不自然的理論解釋,但只要接受這樣的理解方式,也即量子論的描述只能針對系統的‘全集’而非單個個體,上述的困難就馬上不存在了。”
所幸當年希特勒還有六年才被任命為總理。
即使這樣,一開始進入帝國保安總局時,施季裏茨還是因為自己答辯時所說的這句話受到了不少刁難。就像海森堡因為教授“相對論”被蔑稱為“白色猶太人”一樣,施季裏茨每當被審查背景時,也不得不一而再,再而三地解釋,他對猶太人提出的理論並無特殊偏好,但他也不肯否定愛因斯坦和“相對論”,最後,還是他的工作成績救了他一命。
戰爭開始之後,隨著納粹逐漸掌控歐洲,大量的科學家逃往美國和英國,玻爾、波恩、愛因斯坦……都去了美國。海森堡本來拿到了美國大學的聘書,但他拒絕了離開,他說:“德國養育了我,現在她需要我。”
1941年施季裏茨和舒倫堡在維也納見到海森堡教授的時候,海森堡已經被任命為柏林大學物理學教授和凱澤·威廉皇家物理所所長。施季裏茨和舒倫堡則被介紹為“外交部的官員”。席間海森堡饒有興致地詢問他們的學歷,舒倫堡據實相告,施季裏茨還沒有開口,海森堡就想了起來:“您的名字很耳熟……您讀過物理學?”
“我畢業於慕尼黑大學數學和物理學系,教授。”施季裏茨解釋道。
“我讀過您的畢業論文。”海森堡饒有興致地道。
舒倫堡好奇地看了施季裏茨一眼,他顯然想起施季裏茨答辯時引用愛因斯坦的話的往事,他柔和地問海森堡:“您覺得那篇論文怎麽樣?”
“很有意思,”海森堡想了想,“準確地說,很具有實用主義風格。”
大概有這樣的印象在前,海森堡在自己實驗室的那位挪威教授被逮捕時,才寫信給施季裏茨求助。最後,施季裏茨也完成了海森堡的囑托。所以,得知施季裏茨來負責協助他完成代號為“鈾俱樂部”的納粹核計劃時,海森堡還是頗為高興的——他認為施季裏茨是納粹黨內極少數能站在科學家角度看問題的官僚。
不過海森堡並不是施季裏茨要見的第一個人,他首先見了年長的化學家奧托·哈恩教授。就是他發現了原子的裂變現象。施季裏茨在他每天散步的道路上攔住了他。
哈恩教授看了他一眼:“施季裏茨先生。”他露出一個笑容,“您找我有什麽事兒嗎?”
絕大部分科學家不知道施季裏茨的軍銜和負責內容,他們只知道這位官員有不低的權限,可以幫他們協調大部分事務。哈恩教授則額外信任施季裏茨一點,因為被施季裏茨拯救的那位挪威科學家,正是哈恩教授的朋友。
“我有一個問題想問您。”施季裏茨簡單地開口,“關於裂變現象的。”
“您請說吧。”
“鈾元素的裂變反應是熱中子轟擊鈾-235原子後會放出2到4個中子,中子再去撞擊其它鈾-235原子,從而形成鏈式反應。為了維持這個鏈式反應,需要有一個最小量的鈾-235,這就是臨界質量,對嗎?”
“您怎麽問了這麽基礎的問題。”哈恩教授奇怪地看著他,“對,為了確保在過多的中子逃逸而使鏈式反應停止之前有足夠的鈾-235分子得到分裂,它至少應該要維持80次分裂。”
“是的,但鏈式反應是很覆雜的,對嗎?”施季裏茨問,“還有中子的吸收、還有其他情況……總而言之,這個計算結果是一個上限,而不是下限。”
哈恩教授的腦海裏閃過了什麽,但他沒有能夠抓住那個想法。只能跟著施季裏茨的邏輯往下走去:“對,您說得很對。怎麽,您有什麽發現嗎?”
“沒有什麽發現。”施季裏茨笑了笑,反而提起另外一件事情,“我是來告訴您普朗克教授的兒子的事情。”
哈恩教授之前請施季裏茨幫忙拯救普朗克教授的兒子——那個青年參與了“七月密謀”,並因此被逮捕,現在身處集中營中,面對要被處死的可能。他一聽這件事情有了進展,就把剛剛那個簡單的問題拋到了腦後:“怎麽樣?有希望嗎?”
施季裏茨從口袋裏拿出一封信:“這是他兒子從集中營裏寫來的,請您轉交給普朗克教授吧……至於事情,我還在努力。”
“您要保重身體,施季裏茨先生。”哈恩教授知道他遇到了很大的壓力和阻力——從集中營裏撈一個已經被定罪過的人是幾乎不可能的,“普朗克教授……會記住您的情誼的。”
施季裏茨笑了一下,帶著一點悲傷的意味:“我做的事情太少了,哈恩教授。”
“多保重,孩子。”哈恩教授像父親握住孩子的手那樣,用力地握住了他的手,“戰爭,戰爭就要結束了。”
他們在道路上分別,施季裏茨向海森堡教授的住處走去。
剛剛和哈恩教授的對話,讓他想起之前和科學家們的一次對話:
在一次晚宴上,他很好奇那些科學家們是否能事先安排自己的發現,或精準地預測自己能發現什麽。科學家們告訴他,那是不可能的,他們最多確定一個方向,通過假設、實驗、得出結論,再假設、再實驗等一系列步驟,才能得出他們想要的結果。
雖然這些科學家並不能預測自己的假設是否正確,但處在這個幾乎與世隔絕的安靜地方,哈恩教授還能做出敏銳的預測,讓施季裏茨非常佩服。
◎作者有話要說:
這一章可能出現的人名比較多,不熟悉的朋友也不用太在意,就只要知道是一群非常厲害的物理學家,以及施季裏茨少年時代也是意氣風發的天才就可以了(劃掉)。
作者並不特別了解量子力學,上文出現的大部分知識是從書上看到的。有興趣的朋友可以讀一讀《上帝擲骰子嗎?》這本書。
普朗克兒子參加“七月密謀”的事情是真的,但哈恩教授的事情我虛構了一部分。
本站無廣告,永久域名(danmei.twking.cc)
◎“上帝不擲骰子!”◎
施季裏茨當然不會知道他的訂婚戒指給他自己帶來了那麽大的麻煩。更沒有時間來
這也是他到訪黑欣根的真正目的。
納粹德國核武器研發的領頭人,著名的海森堡教授就居住在這裏。
海森堡教授是施季裏茨慕尼黑大學的學長,在施季裏茨剛剛進入慕尼黑大學的時候,海森堡已經在哥廷根大學求學,並提出了他著名的“矩陣力學”。也是那一年,海森堡與波恩、助教帕斯卡·約爾當一起發表了著名的《論量子力學Ⅱ》。
施季裏茨那個時候還很年少,帶著少年人才有的那種意氣風發和自負氣息,他一下子就被量子力學的世界迷住了,經典物理再也吸引不了他的眼球。等到第二年著名的物理學家薛定諤來到慕尼黑大學演講時,他就坐在臺下,聽著海森堡和薛定諤激烈的爭論。
從那一刻起,在舊的經典體系的廢墟上,矗立起了一種新的力學體系。海森堡是它的奠基人、波恩、約爾當以及狄拉克等一系列物理學家圍繞它做出了卓越的成就。
可誰也沒有想到,之後的若幹年中,這種體系的變化之大,節奏之快。各種具有顛覆性的理論不斷被提出,又被各種其他的理論質疑或推翻。甚至於幾十年後,人們再回望歷史時,幾乎不能相信這是那短短不到五年的時間裏完成的。
1927年年初,在那個寒冷的冬天裏,施季裏茨開始著手寫自己的畢業論文。他甚至已經寫好了申請信,要去哥廷根大學——哥本哈根學派的勝地,玻爾、海森堡等人所在的地方游學。
也就是那一年,波恩把“概率”(更為著名的說法是“骰子”)帶入了物理學的世界,海森堡提出了他的“不確定性”原理,認為無法同時確定一個粒子的位置和動量,玻爾也提出了“互補原理”,認為粒子性和波動性在同一時刻互斥,卻在更高層面互補。這三大理論構成了量子力學的哥本哈根解釋。
但是,施季裏茨還沒有來得及為這些發現歡欣鼓舞的時候,就陷入了和愛因斯坦一樣的困境:物理學家們畢生追求的那個世界的本質,消失了——因為客觀的,絕對的世界消失了。剩下的只有我們能觀測到的世界。
因此,愛因斯坦在索維爾會議上和哥本哈根學派的領導者玻爾針鋒相對:“上帝不擲骰子!”而薛定諤則提出了一個更著名的問題:“薛定諤的貓。”在哥本哈根解釋的世界裏,在不進行觀測的時候,系統保持不確定性的波態,貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子打開後,外部觀測者觀測時,物質以粒子形式表現後才能確定。但這違反了現實生活的法則,一只貓怎麽可能是既死又活的呢?
哥本哈根學派對愛因斯坦的說法一一駁斥,卻對薛定諤的貓毫無辦法,只能承認“貓確實是既死又活的”。
施季裏茨沒有辦法說服自己,他經過痛苦的思索之後,放棄了物理學和數學——那時他在數學上的興趣已經轉向了統計學和概率論。他在自己的畢業論文裏認為:“量子論是一種純統計的立論:它無法對單個系統作出任何預測,它所推導出的一切結果,都是一個統計上的概念。”換句話說,“單個”事件並不重要,重要的是整個集合。
這論文差點沒讓他通過答辯,因為他完全回避掉了單個電子的軌跡問題。他認為單個電子的軌跡就是和“比光速更快1秒”、“比絕對零度低一度”這樣的表達。沒有語法問題,但在物理上沒有意義。他只得在答辯會上引用愛因斯坦的論述為自己辯護:
“任何試圖把量子論的描述看作是對於‘單個系統’的完備描述的做法都會使它成為極不自然的理論解釋,但只要接受這樣的理解方式,也即量子論的描述只能針對系統的‘全集’而非單個個體,上述的困難就馬上不存在了。”
所幸當年希特勒還有六年才被任命為總理。
即使這樣,一開始進入帝國保安總局時,施季裏茨還是因為自己答辯時所說的這句話受到了不少刁難。就像海森堡因為教授“相對論”被蔑稱為“白色猶太人”一樣,施季裏茨每當被審查背景時,也不得不一而再,再而三地解釋,他對猶太人提出的理論並無特殊偏好,但他也不肯否定愛因斯坦和“相對論”,最後,還是他的工作成績救了他一命。
戰爭開始之後,隨著納粹逐漸掌控歐洲,大量的科學家逃往美國和英國,玻爾、波恩、愛因斯坦……都去了美國。海森堡本來拿到了美國大學的聘書,但他拒絕了離開,他說:“德國養育了我,現在她需要我。”
1941年施季裏茨和舒倫堡在維也納見到海森堡教授的時候,海森堡已經被任命為柏林大學物理學教授和凱澤·威廉皇家物理所所長。施季裏茨和舒倫堡則被介紹為“外交部的官員”。席間海森堡饒有興致地詢問他們的學歷,舒倫堡據實相告,施季裏茨還沒有開口,海森堡就想了起來:“您的名字很耳熟……您讀過物理學?”
“我畢業於慕尼黑大學數學和物理學系,教授。”施季裏茨解釋道。
“我讀過您的畢業論文。”海森堡饒有興致地道。
舒倫堡好奇地看了施季裏茨一眼,他顯然想起施季裏茨答辯時引用愛因斯坦的話的往事,他柔和地問海森堡:“您覺得那篇論文怎麽樣?”
“很有意思,”海森堡想了想,“準確地說,很具有實用主義風格。”
大概有這樣的印象在前,海森堡在自己實驗室的那位挪威教授被逮捕時,才寫信給施季裏茨求助。最後,施季裏茨也完成了海森堡的囑托。所以,得知施季裏茨來負責協助他完成代號為“鈾俱樂部”的納粹核計劃時,海森堡還是頗為高興的——他認為施季裏茨是納粹黨內極少數能站在科學家角度看問題的官僚。
不過海森堡並不是施季裏茨要見的第一個人,他首先見了年長的化學家奧托·哈恩教授。就是他發現了原子的裂變現象。施季裏茨在他每天散步的道路上攔住了他。
哈恩教授看了他一眼:“施季裏茨先生。”他露出一個笑容,“您找我有什麽事兒嗎?”
絕大部分科學家不知道施季裏茨的軍銜和負責內容,他們只知道這位官員有不低的權限,可以幫他們協調大部分事務。哈恩教授則額外信任施季裏茨一點,因為被施季裏茨拯救的那位挪威科學家,正是哈恩教授的朋友。
“我有一個問題想問您。”施季裏茨簡單地開口,“關於裂變現象的。”
“您請說吧。”
“鈾元素的裂變反應是熱中子轟擊鈾-235原子後會放出2到4個中子,中子再去撞擊其它鈾-235原子,從而形成鏈式反應。為了維持這個鏈式反應,需要有一個最小量的鈾-235,這就是臨界質量,對嗎?”
“您怎麽問了這麽基礎的問題。”哈恩教授奇怪地看著他,“對,為了確保在過多的中子逃逸而使鏈式反應停止之前有足夠的鈾-235分子得到分裂,它至少應該要維持80次分裂。”
“是的,但鏈式反應是很覆雜的,對嗎?”施季裏茨問,“還有中子的吸收、還有其他情況……總而言之,這個計算結果是一個上限,而不是下限。”
哈恩教授的腦海裏閃過了什麽,但他沒有能夠抓住那個想法。只能跟著施季裏茨的邏輯往下走去:“對,您說得很對。怎麽,您有什麽發現嗎?”
“沒有什麽發現。”施季裏茨笑了笑,反而提起另外一件事情,“我是來告訴您普朗克教授的兒子的事情。”
哈恩教授之前請施季裏茨幫忙拯救普朗克教授的兒子——那個青年參與了“七月密謀”,並因此被逮捕,現在身處集中營中,面對要被處死的可能。他一聽這件事情有了進展,就把剛剛那個簡單的問題拋到了腦後:“怎麽樣?有希望嗎?”
施季裏茨從口袋裏拿出一封信:“這是他兒子從集中營裏寫來的,請您轉交給普朗克教授吧……至於事情,我還在努力。”
“您要保重身體,施季裏茨先生。”哈恩教授知道他遇到了很大的壓力和阻力——從集中營裏撈一個已經被定罪過的人是幾乎不可能的,“普朗克教授……會記住您的情誼的。”
施季裏茨笑了一下,帶著一點悲傷的意味:“我做的事情太少了,哈恩教授。”
“多保重,孩子。”哈恩教授像父親握住孩子的手那樣,用力地握住了他的手,“戰爭,戰爭就要結束了。”
他們在道路上分別,施季裏茨向海森堡教授的住處走去。
剛剛和哈恩教授的對話,讓他想起之前和科學家們的一次對話:
在一次晚宴上,他很好奇那些科學家們是否能事先安排自己的發現,或精準地預測自己能發現什麽。科學家們告訴他,那是不可能的,他們最多確定一個方向,通過假設、實驗、得出結論,再假設、再實驗等一系列步驟,才能得出他們想要的結果。
雖然這些科學家並不能預測自己的假設是否正確,但處在這個幾乎與世隔絕的安靜地方,哈恩教授還能做出敏銳的預測,讓施季裏茨非常佩服。
◎作者有話要說:
這一章可能出現的人名比較多,不熟悉的朋友也不用太在意,就只要知道是一群非常厲害的物理學家,以及施季裏茨少年時代也是意氣風發的天才就可以了(劃掉)。
作者並不特別了解量子力學,上文出現的大部分知識是從書上看到的。有興趣的朋友可以讀一讀《上帝擲骰子嗎?》這本書。
普朗克兒子參加“七月密謀”的事情是真的,但哈恩教授的事情我虛構了一部分。
本站無廣告,永久域名(danmei.twking.cc)