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前往哥廷根求學(xué)

奧本海默 作者:許興勝 著


前往哥廷根求學(xué)

奧本海默來到劍橋大學(xué)后,被分配在電子的發(fā)現(xiàn)者、1906年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者杰·湯普森門下,參與其所領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。

69歲的湯普森是卡文迪什實(shí)驗(yàn)室前任領(lǐng)導(dǎo)人,也是此處年紀(jì)最長的一位科學(xué)家。當(dāng)奧本海默得知將在他門下學(xué)習(xí)的時(shí)候,感到非常興奮,他信心十足地認(rèn)為自己肯定能在這里干出一番事業(yè)。

現(xiàn)任領(lǐng)導(dǎo)人盧瑟福是位外形魁偉、個(gè)性外向的新西蘭人,在個(gè)性及家庭背景上,可以說和奧本海默是截然不同。年輕時(shí)他就得幫家里管理羊群。他所就讀的學(xué)校,都是根本無法提供新課程及科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的二流學(xué)校。

盡管如此,盧瑟福在1885年滿懷雄心壯志地抵達(dá)英國劍橋大學(xué)。他的特長在實(shí)驗(yàn)上,憑借實(shí)驗(yàn),他發(fā)現(xiàn)了許多原子方面的理論,來證明或反駁舊理論。

1925年,當(dāng)奧本海默抵達(dá)英國時(shí),一些著名歐洲的物理學(xué)家,如愛因斯坦、維爾納·海森堡、尼爾斯·玻爾以及其他科學(xué)家所提出的理論,再加上盧瑟福這群實(shí)驗(yàn)派物理學(xué)家的發(fā)現(xiàn),揭開了人類對(duì)原子知識(shí)探求的新紀(jì)元。

原子不再被視為固體,而是個(gè)被極度壓縮的能量場,就像是充滿電磁能的小颶風(fēng)。相同的物質(zhì)則是近乎空曠,偶爾點(diǎn)綴著原子這種能量場的空間。

原子本身不是整塊、不可擊破的物體,而是有能量充斥其間,整個(gè)能量互相關(guān)聯(lián),卻又不時(shí)相離??茖W(xué)家們將原子中各部分強(qiáng)迫分離,研究其結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

奧本海默能在1925年來到歐洲攻讀物理是件十分幸運(yùn)的事。但同時(shí)在劍橋研究物理也讓他度過了一段沮喪的時(shí)光。

他在實(shí)驗(yàn)室的具體任務(wù)是制作用于研究電子穿透能力的極薄金箔。但是,令他懊惱的是,他發(fā)現(xiàn)自己根本做不好這件事。而且他覺得這件事簡單重復(fù),既枯燥又單調(diào),似乎永遠(yuǎn)也搞不完。

唯一令他感興趣的是湯普森和盧瑟福在實(shí)驗(yàn)室討論量子理論。這強(qiáng)烈地吸引著奧本海默,他急切地想一下子接觸到量子物理的最前沿。理想和現(xiàn)實(shí)的巨大反差讓他終日躁動(dòng)不安。

與此同時(shí),他第一次接觸到創(chuàng)造性的物理學(xué)本質(zhì)問題,從而在理論學(xué)習(xí)方面也遇到了困難。他在哈佛主攻的是化學(xué),缺乏物理學(xué)與相應(yīng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),因此心理上承受著巨大的壓力。

另外,卡文迪什實(shí)驗(yàn)室從事的主要是實(shí)驗(yàn)物理,奧本海默也因此吃盡了苦頭,因?yàn)樗⒉簧瞄L做實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)方面表現(xiàn)得非常差,以至于后來他幾乎成了實(shí)驗(yàn)室里“多余的人”。

他發(fā)現(xiàn)自己的工作形同虛設(shè),于是他開始花時(shí)間參加各種各樣的研討會(huì),閱讀大量的物理學(xué)雜志。他認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)室為數(shù)不多的好處之一是能經(jīng)常遇到許多著名的物理學(xué)家。

“我見到了非常喜歡的布萊克特?!彼笥颜f。帕特里克·布萊克特是一位對(duì)社會(huì)主義政治了解頗深的英國紳士,在3年前就完成了在劍橋的物理學(xué)業(yè),后來也獲得過諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。不久,布萊克特就成了奧本海默專業(yè)上的導(dǎo)師。

但是,布萊克特作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)派物理學(xué)家總是強(qiáng)迫奧本海默做一些他不擅長的實(shí)驗(yàn)工作,這導(dǎo)致他們之間的關(guān)系越來越糟,使奧本海默心理上的壓力更加不堪重負(fù)。

他的孤獨(dú)感,思鄉(xiāng)病,以及對(duì)自己弱點(diǎn)的察覺和自責(zé),這些因素交織在一起,使他陷入絕望的境地。在當(dāng)年圣誕節(jié)時(shí),他的朋友們幾乎認(rèn)為他可能要自殺了。

他自己也敘述過這一情況,他記得非常清楚,當(dāng)時(shí)如何在假日到布列塔尼海邊漫步,行走在冬季荒涼的海岸上,“真想跳進(jìn)海里結(jié)束自己的生命”。

他在給哈佛時(shí)期的同學(xué)弗朗西斯·弗格森的信上抱怨道:“這里的日子很糟,實(shí)驗(yàn)工作十分無聊,我對(duì)那也不在行。我覺得自己根本沒有學(xué)到什么!”

他自己曾經(jīng)描述過當(dāng)時(shí)的窘態(tài):他站在黑板面前,手上拿著粉筆,一小時(shí)又一小時(shí)地苦思冥想,等待靈感的出現(xiàn)。

直到他自己從幻夢(mèng)中驚醒時(shí),才發(fā)現(xiàn)一整天已在這種沉思中悄悄地過去了。

另外有幾次,他任憑時(shí)間一分鐘一分鐘地過去,自言自語地對(duì)著黑板說:“這問題的關(guān)鍵是……關(guān)鍵是……關(guān)鍵是……”

他在學(xué)業(yè)上從未失敗過,但這些既煩瑣又深?yuàn)W的研究,讓他充滿著憂慮及恐懼。他在寫給他的老師赫伯·史密斯的信上,甚至也提到“他想自殺”。

不甘落于人后的奧本海默下決心加倍用功,往往在實(shí)驗(yàn)室里忙了一整天下來還挑燈夜讀,但效果并不十分明顯。用他自己的說法是“做了很多沒有意義的事”。

一個(gè)朋友說他那時(shí)“從事大量的工作、閱讀和討論,但顯然懷有巨大的不安和驚恐”。

1926年初,丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾來劍橋探望老師盧瑟福,同時(shí)與奧本海默進(jìn)行了交談。

玻爾于1913年在普朗克“量子假說”和盧瑟福原子行星模型的基礎(chǔ)上,提出了氫原子結(jié)構(gòu)和氫光譜的初步理論。

稍后又提出了“對(duì)應(yīng)原理”。對(duì)“量子論”和“量子力學(xué)”的建立起到了重要作用。在原子核反應(yīng)理論和解釋重核裂變現(xiàn)象等方面,也有重要貢獻(xiàn)。

他在1922年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

玻爾在理論物理方面的成就,像是給奧本海默打了一針強(qiáng)心劑,讓他看到了一絲曙光。

在這同時(shí),他也開始主動(dòng)去看心理醫(yī)生,來解決他在情緒上的困擾。經(jīng)醫(yī)生診斷,他患有“早發(fā)性癡呆”,也就是現(xiàn)在所說的“精神分裂”,誘因可能是長期的緊張學(xué)習(xí)或身體健康方面的原因。

奧本海默的情況并不樂觀,因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)代,精神分裂是無藥可救的疾病。

奧本海默的父母一聽到這消息,立刻趕到英格蘭。在復(fù)活節(jié)這段假期,在醫(yī)生的建議下,他們說服兒子與3位劍橋的同學(xué)一起前往地中??莆骷螎u度假。

1926年3月的這次度假,對(duì)奧本海默來說有了非同尋常的效果,似乎一下把他從痛苦的深淵里解救了出來。10多天后從科西嘉島回到劍橋的奧本海默仿佛一下子長大了,成熟了許多。“我覺得自己變得更寬容更平和了……”

這次科西嘉島之行到底發(fā)生了什么?奧本海默和他的朋友們一直守口如瓶,奧本海默只是說,是愛,是愛改變了他。

據(jù)說在科西嘉島上,奧本海默遇到一位年輕女子,這段戀情對(duì)他十分重要且神圣,他在日后從未再提及,只是說:“這不只是段戀情而已,這是真愛!”

但無論發(fā)生了什么,奧本海默最終從彷徨中走了出來。

他回到劍橋后,同玻爾的又一次長談使他找到了努力的方向。隨后的學(xué)習(xí)和研究也取得了一些進(jìn)展。此時(shí),又有一件事使奧本海默的人生出現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)機(jī)。

春天再晚些時(shí)候,劍橋大學(xué)組織來自美國的物理系學(xué)生去萊頓大學(xué)進(jìn)行為期一周的參觀訪問。奧本海默也一同前往,在那里他結(jié)識(shí)了幾個(gè)德國物理學(xué)家。其中包括馬克斯·波恩,德國哥廷根大學(xué)物理研究所的主任。

“那簡直是太美好了,”他回憶道,“我感到冬天的時(shí)候遇到的困難可能被英國的風(fēng)俗給嚴(yán)重化了。”

波恩對(duì)奧本海默很感興趣,可能是因?yàn)樗麑?duì)幾篇最近發(fā)表的物理學(xué)論文提出質(zhì)疑的緣故?!八液芟?,”波恩說,“從一開始,他就是一個(gè)很有天賦的人?!?/p>

過了一段時(shí)間,波恩向奧本海默發(fā)出了邀請(qǐng),讓他到哥廷根大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)深造。奧本海默同意了。年輕的奧本海默在劍橋的努力就此終結(jié)了。

在劍橋,他至少真正地了解了物理學(xué)上一些全新的觀念,這些觀念在美國都只是剛引入而已。


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