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下面隆重請(qǐng)出打臉之王——泡利,就是提出泡利不相容原理的泡利,不過(guò)不是泡利打人家的臉,而是泡利被打臉。 天才泡利 泡利一生中最著名的被打臉事件就是關(guān)于宇稱(chēng)不守恒,泡利認(rèn)為宇稱(chēng)不守恒根本就不值一提,可隨后就被證明他是錯(cuò)的,不過(guò)這只是最著名的一個(gè),他一生中還有很多被打臉事件。 在那個(gè)星光燦爛的時(shí)代,如果要評(píng)選一位最聰明的天才話(huà),這肯定是泡利,沒(méi)錯(cuò),不是愛(ài)因斯坦,更不是玻爾德布羅意薛定諤海森堡波恩狄拉克,只有泡利才稱(chēng)得上天才。 天才對(duì)于這些已經(jīng)達(dá)到智慧巔峰的大神們來(lái)說(shuō),并不是一個(gè)太好的褒義詞,天才意味著聰明,反應(yīng)快,而對(duì)于科學(xué)來(lái)說(shuō),要做出驚人成就僅有天才是不夠的,更需要的是對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)和鍥而不舍的精神。 愛(ài)神從來(lái)就沒(méi)有承認(rèn)過(guò)自己是天才,爵爺也沒(méi)有公開(kāi)承認(rèn)過(guò),雖然爵爺內(nèi)心深處覺(jué)得自己是。 而泡利是大家公認(rèn)的天才,泡利在學(xué)界稱(chēng)為“上帝之鞭”,這又不是一個(gè)好詞,歷史上被稱(chēng)為“上帝之鞭”有匈奴王阿提拉和大汗蒙哥,他們有一個(gè)相同的特點(diǎn),就是生前建立了龐大的國(guó)家,可去世后國(guó)家又迅速土崩瓦解,泡利也是這樣的“上帝之鞭”。 泡利生前人人恐懼,要是有泡利在場(chǎng),就是愛(ài)神說(shuō)話(huà)也要小心一點(diǎn),唯恐被他挑毛病,關(guān)鍵是他挑的還真是毛病,量子學(xué)派諸神在他眼里根本就不值一提,可是他的觀點(diǎn)也迅速被超越。 在這張照片上,愛(ài)因斯坦被擠到了角落里,似乎泡利才是主角。 泡利是名副其實(shí)的“學(xué)二代”,這是一個(gè)多么讓人神往的概念,他父親是教授,教父是大名鼎鼎的馬赫,就是那個(gè)讓愛(ài)因斯坦尊稱(chēng)為老師的馬赫,馬赫天生殺神,前要鞭尸牛頓,后不鳥(niǎo)愛(ài)因斯坦,著名的牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma就是馬赫推導(dǎo)出來(lái)的,是不是有點(diǎn)意外? 泡利中學(xué)畢業(yè)就找到索末菲教授要讀研究生,索末菲教授也是量子力學(xué)的大神,雖然沒(méi)有獲得諾貝爾獎(jiǎng),但是桃李滿(mǎn)天下,培養(yǎng)出了一群獲諾貝爾獎(jiǎng)的學(xué)生。 索末菲教授很為難,不收吧,駁了老朋友面子,收吧,有點(diǎn)不合規(guī)矩,最后,教授決定先讀一年看看吧,跟不上課,那就勸他回去讀大學(xué),跟得上的話(huà),那就繼續(xù)讀吧。 結(jié)果泡利還真讀完了博士,中學(xué)生讀博士,這是不是很天才。而且這一點(diǎn)很重要,在那個(gè)每天都有新論文新理論誕生的時(shí)代,時(shí)間太重要了。 1921年,21歲的泡利獲得了博士學(xué)位,同年,他為德國(guó)的《數(shù)學(xué)科學(xué)百科全書(shū)》寫(xiě)了一篇長(zhǎng)達(dá)237頁(yè)的關(guān)于狹義和廣義相對(duì)論的詞條,該文到今天仍然是該領(lǐng)域的經(jīng)典文獻(xiàn)之一,愛(ài)因斯坦曾經(jīng)評(píng)價(jià)說(shuō):“任何該領(lǐng)域的專(zhuān)家都不會(huì)相信,該文出自一個(gè)僅21歲的青年人之手,作者在文中顯示出來(lái)的對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的理解力、熟練的數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力、對(duì)物理深刻的洞察力、使問(wèn)題明晰的能力、系統(tǒng)的表述、對(duì)語(yǔ)言的把握、對(duì)該問(wèn)題的完整處理、和對(duì)其評(píng)價(jià),使任何一個(gè)人都會(huì)感到羨慕。” 而此時(shí),狄拉克剛剛大學(xué)畢業(yè),海森堡剛剛來(lái)到索末菲門(mén)下,不走尋常路的德布羅意也是博士在讀,大器晚成的薛定諤還在迷惘中等待德布羅意的啟發(fā)。 不過(guò),留給這些天才少年們的時(shí)間已經(jīng)不多了,畢竟蘋(píng)果砸到牛頓腦袋上的時(shí)候爵爺才24歲,而“愛(ài)因斯坦奇跡年”時(shí)愛(ài)神也不過(guò)26歲。 既完成了物理學(xué)的基本訓(xùn)練,又得到了愛(ài)神的稱(chēng)贊,等待泡利的只有成功了。 泡利果然不孚眾望,四年后提出了泡利不相容原理,這是量子力學(xué)的重要原理,其地位相當(dāng)于開(kāi)普勒的三大定律,可是開(kāi)普勒三大定律背后是萬(wàn)有引力定律,這就是說(shuō)泡利不相容原理背后還有更基礎(chǔ)的原理,這就是全同粒子假設(shè),如果泡利繼續(xù)深入下去,那么量子力學(xué)會(huì)早一天揭開(kāi)面紗,可是他是天才,所以沒(méi)有繼續(xù)下去。 之后海森堡提出測(cè)不準(zhǔn)原理,狄拉克提出了狄拉克方程,隨后兩人又獨(dú)立提出了全同粒子假說(shuō),這一杯苦酒只能泡利自己飲下了。 不過(guò)這還無(wú)所謂,畢竟是自己釀的苦酒,可是他下面的行為就影響到了別人。 美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的博士研究生克羅尼格在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)遇到了心中的神——泡利,年輕的克羅尼格向泡利提出了提出了自己的電子自旋假說(shuō),“這確實(shí)很聰明,但是和現(xiàn)實(shí)毫無(wú)關(guān)系?!迸堇淅涞卣f(shuō)。泡利的冷漠讓克羅尼格心灰意懶,就沒(méi)有發(fā)表關(guān)于電子自旋的論文。 其實(shí)是克羅尼格多慮了,泡利的刻薄是一貫的,并不是僅僅針對(duì)他,對(duì)于泡利來(lái)說(shuō),說(shuō)一句“這竟然沒(méi)有什么錯(cuò)”已經(jīng)是最高的贊賞了。 泡利曾在聽(tīng)了意大利物理學(xué)家塞格雷(反質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)者)的報(bào)告之后,說(shuō)道:“我從來(lái)沒(méi)有聽(tīng)過(guò)像你這么糟糕的報(bào)告?!比窭滓仓荒芤谎圆话l(fā)。泡利想了一想,回身對(duì)同行的瑞士物理化學(xué)家布瑞斯徹說(shuō):“如果你來(lái)做報(bào)告,情況會(huì)更加糟糕,當(dāng)然,你上次在蘇黎世的開(kāi)幕式報(bào)告除外?!? 泡利對(duì)于這些物理界的大佬都毫不客氣,何況對(duì)初出茅廬的學(xué)生,不過(guò)后來(lái)的事態(tài)發(fā)展,卻讓克羅尼格有些惱火。 一年后,荷蘭物理學(xué)家烏侖貝克和古茲米特發(fā)表了關(guān)于電子自旋的論文,文末還有玻爾的評(píng)論,物理學(xué)界一時(shí)嘩然,愛(ài)因斯坦也參與其中,克羅尼格也只能苦笑著看著電子自旋首發(fā)權(quán)被搶走。 不過(guò)最遺憾的還不是克羅尼格,最遺憾的卻是泡利本人??肆_尼格曾回憶說(shuō)自己提出電子自旋的概念,是受到了泡利不相容原理的啟發(fā),烏倫貝克也曾表示“古茲米特和我是通過(guò)研讀泡利的一篇表述了著名的不相容原理的論文而萌生這一想法的。” 不過(guò),泡利隨后用泡利矩陣和二分量波函數(shù)完成了電子自旋的數(shù)學(xué)描述,使之不再是一個(gè)假說(shuō),可是這對(duì)于泡利來(lái)說(shuō)意味著更大的遺憾,狄拉克因此受到啟發(fā),完成了量子力學(xué)基本方程之狄拉克方程。 如果泡利吸取教訓(xùn),那么還有一個(gè)更大的發(fā)現(xiàn)還在等著他,可是他依舊故我,這一點(diǎn)很象他的教父馬赫。 晚年泡利接到了青年物理學(xué)家楊振寧和李政道的論文,就是那篇著名的《宇稱(chēng)在弱相互作用中守恒嗎?》,年老的泡利依然鋒芒不減,在給朋友的信中寫(xiě)道:“我不相信上帝是一個(gè)弱左撇子,我準(zhǔn)備押很高的賭注,賭那些實(shí)驗(yàn)將會(huì)顯示……對(duì)稱(chēng)的角分布……”,“對(duì)稱(chēng)的角分布”指的就是宇稱(chēng)守恒,言下之意,泡利認(rèn)為年輕人的想法根本就不值一提。 非常幸運(yùn)的是沒(méi)有人參與泡利的賭局,否則泡利就要破產(chǎn)了。因?yàn)閮商烨埃慌堇Q(chēng)為“無(wú)論作為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家還是聰慧而美麗的年輕中國(guó)女士”吳健雄博士就發(fā)出了證明“宇稱(chēng)不守恒”實(shí)驗(yàn)的論文。 泡利與吳健雄 吳健雄博士笑靨如花,泡利卻有些落寞 看起來(lái)泡利這次沒(méi)有損失金錢(qián),只是損失了一點(diǎn)名譽(yù),其實(shí)泡利還有一個(gè)更大的損失,弱相互作用下宇稱(chēng)不守恒也是發(fā)軔于泡利。 泡利第一個(gè)預(yù)言了中微子的存在,雖然中微子是由費(fèi)米命名的,但確實(shí)是泡利在研究β衰變時(shí)提出的假想粒子。中微子是弱相互作用的重要粒子,其狀態(tài)和相互作用會(huì)導(dǎo)致弱相互作用的宇稱(chēng)不守恒,如果泡利就此深入研究下去,那么在弱相互作用中的宇稱(chēng)不守恒他會(huì)起到重要的作用,泡利又一次咽下了苦酒。 愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò),我最討厭那種科學(xué)家,在木板上找到最薄的地方鉆下去,而泡利根本就懶得鉆。 所以對(duì)于科學(xué)也罷,人生也罷,鍥而不舍的精神才是最重要的,人生就象一場(chǎng)馬拉松,而天才就是百米冠軍,但是只要堅(jiān)持下去,我們都會(huì)是贏家。 |
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