犹太人超凡智慧揭秘-第7章

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剑桥，我的母亲！在她那顶冠冕上，缀有多少睿智，多少冥思。。”。

玻尔希望能在物理学家汤姆逊的指导下在卡文迪许实验室继续从事电子
理论的研究。但事情并没有象他想象的那样顺利。汤姆逊，此时只有55　岁，
但已在世界最著名的物理实验室——卡迪文许实验室里当了27　年的主任
了。这位处于科学颠峰的伟人很热情地接待了他，但对这位初出茅庐的年轻
人所提出的问题并没有多大兴趣，对他花费很多心血写成的论文也很久未予
处理。他所作出的其他努力，都同样徒劳无益。但玻尔并没有垂头丧气，他
坚持自己的见解，一旦认准它是正确的，就百折不挠。后来，经过自己奋发
努力地钻研，终于使电子理论研究取得了新的成就。

在剑桥工作了不久，玻尔幸会了卢瑟福。并且迅速决定：他应该和这位
能以正确无误的能力深入科学真理核心的光辉人物一道工作。并且很快得到
了卢瑟福的同意。

玻尔来到了曼彻斯特，进入了卢瑟福的实验室，开始了他的新的工作。
工作进展很顺利，他锲而不舍，才能超众，很受卢瑟福的赞赏。两人在交往
中建立了亲密无间的关系，开创了科学史上原子理论的新时代。在卢瑟福的
支持和帮助下，他从1912　年起致力于原子理论的研究，在卢瑟福提出的原子
行星模型的基础上，当年就取得了重要成果，推导出一个新论点：同位素。
当时，卢瑟福以原子理论的权威自居，不但对他的新论点没有认识，反而劝
说他不要冒险。面对劝告，玻尔没有止步。他夜以继日地工作，大胆地在前
人还没认识的科学领域里探索。他有选择地研究了大量材料，并结合自己研
究的成果，对新论点给予精确的推论和阐述，很快，同位素论点被实践所证
实，卢瑟福也为此高兴地连连点头。玻尔还对原子和一切由原子组成的物质
的稳定性提出了一种新的解释，小心翼翼地用了假设性语句，象这样的带根
本性的概念，还很少有人能在这样短的时间内，以如此谦恭的方法提出来。

玻尔只在曼彻斯特呆了4　个月，在这一次短短的期间内，他归纳出了即
将导致一场物理学革命的观念。

1913　年，玻尔的原子研究又取得了重大成果，他引入一种与经典电动力
学不同的物理量，这就是普朗克恒量，或一般所说的基本作用量子。这个作
用量子在原子结构中的引入，达到了一个决定性的阶段，并对整个理论在新
的基础上进行了改造，就是修改人们所定的规则，当玻尔修改了规则后，结
果是理论和实验很好地吻合在一起了。尽管玻尔的原子不合许多旧教育培养
出来的物理学家的脾胃，但是他们不能置之不理，因为它和事实相符。接着，
他发表了阐明原子结构的著名论文，被人们尊称为“玻尔理论。”后来，他
又提出了“对应原理”和“并协原理”，对现代物理学特别是量子论和量子
力学的建立，起了非常重要的作用。

1914　年的春天，玻尔只有29　岁，但是全丹麦的人都知道他的量子原子
理论深深地影响了物理学，玻尔自己也知道这一点，他的学识非常渊博。

同年5　月，玻尔接到卢瑟福的来信，信中说：“。。达尔文的讲师任期
已满，现正在以200　英镑的待遇征求一名继任者。。。”就这样，玻尔又一
次来到了曼彻斯特实验室，而卢瑟福也找到了有独立创见的年轻人。在曼彻
斯特，他们合作的很好，发表了许多具有创建性的文章，建立了永久的深厚
的友谊。如果说，每个人都按照另外一个人的样子形成自己的一生，毫无疑
问，玻尔也是自觉不自觉地模仿了另外一个人，这个人就是卢瑟福。


1916　年，响应祖国的召唤，玻尔回到了哥本哈根大学，并被授予以新设
置的理论物理学教授的头衔。在朋友们的积极协助下，哥本哈根大学建立了
理论物理研究所，他在此继续向科学高峰进军。

三、Prize≠Price

玻尔应普朗克的邀请，去柏林物理学会作了有关光谱理论的讲演。当玻
尔来到柏林物理大厦时，普朗克和爱因斯坦前来迎接他。普朗克在外表上完
全是一付德国教授派头，而爱因斯坦早已出了名的蓬乱的头发仍然是乱蓬蓬
的，而衣着无论如何也弄不整齐。

四个决定了这个世纪，并至少决定了大半个世纪的人们当中的三个——
只有卢瑟福不在场——热烈地交谈着，表达着他们对这第一次会面是何等的
愉快。

1922　年，由玻尔领导的研究所，经过大量的研究，大量的实验，终于发
现了元素周期表上的第72　号元素——铪。

同年，由于他对原子结构以及原子放射性的研究工作作出了贡献而被授
予1922　年度的诺贝尔物理奖，这是继爱因斯坦1921　获奖之后，成为1922
年的优胜者，在玻尔知道这一消息的同时，他的名字已传遍了世界。

祝贺电报和信函，象雪片似地从世界各地飞来。其中最使玻尔激动的是
他的良师益友卢瑟福从英国发来的贺电和贺信。在饱含深情的复信中玻尔写
道：

“不用说，诺贝尔奖金对我未来的生活和工作条件有着巨大的意义。而
且，单就1921　年的获奖者是爱国斯坦这一，点来说，就使我感到登峰造极的
快乐了。”

在当时的紧张的情况下，玻尔的英文写得一团糟。“奖金”（Prize）写
成了“价格”（Price）。

四、世纪之战

到了30　年代初，物理学的理论已达到了一个非常完善、完美的地步，物
理学家普遍产生了一种满足和自得之感。科学已经跨进了一个新领域——原
子领域，这在很大程度上是由于玻尔的指引。在这个领域中，一切都是另一
种样子，旧有的规则都不再适用，它的基本性质已被归纳成为一个具有新概
念的结构，这个成就使得一些成功者们有些飘飘然。

而玻尔并不这样认为，他总是善于思考，善于钻研，不断研究新的问题，
他认为量子理论还有极多的工作要作。一直到1936　年，玻尔把大部分精力用
于巩固和加深量子力学，物理学在实际上已经向两个方面发展了。一个方面
是继续深入地研究量子，这正是玻尔所做的工作，另一个方面是探索原子的
更深一层——原子核。

在本世纪20　年代，量子力学迅猛发展起来，并逐渐形成了以玻尔为首
的，获得大多数物理学家支持的哥本哈根派，和以爱因斯坦为核心的少数派。

在哥本哈根学派看来，牛顿力学只运用于宏观领域。而在微观领域，微
观粒子的位置和速度不能同时确定，这就叫测不准关系。因此，量子力学只
服从统计性规律，而不是因果规律。这种说法在爱因斯坦看来，就好象是“上
帝”在掷骰子，碰运气。他相信，自然界中存在普遍的因果关系。一切事物
都有前因后果。因此，微观粒子也同样应服从因果规律。量子力学说它只服
从统计规律，是因为量子力学还没有发展完备。1930　年，玻尔参加了索尔维
会议，挑战开始了。在与会者全体的注视下，爱国斯坦力图彻底摧毁玻尔的


“测不准偏见”。他想出了一个“假想实验”，这次他提出用相对论的方法，
来实现对单个电子进行时间和能量的准确测量。原理是不会有例外情况的。
如果这个方法可得，那么，“并协理论”以及玻尔的全部工作就会统统宣告
失败。

爱因斯坦在黑板上画出了他的实验装置图，并且宣称，上述实验的各种
测量都能作到，不存在什么相互作用。这一回玻尔碰上了严重的麻烦，玻尔
和同事们检查了爱因斯坦实验的每一个细节，玻尔找出了这一似乎是无懈可
击的实验的错误之处。

第二天上午，玻尔见到了爱国斯坦，指出爱因斯坦犯了一个不该由爱因
斯坦犯的错误，原来爱因斯坦忘记了在他的相对论中，如果一只钟沿重力的
方向发生位移，它的快慢会发生变化。这样又该出测不准关系了。接着玻尔
用数学来叙述自己的论点。爱因斯坦不得不表示同意，玻尔的论证和计算都
是无可指摘的，爱因斯坦的工作反而驳倒了他自己的意图。

在巨人的这场较量中，玻尔和量子力学又一次取得了胜利。

爱因斯坦和玻尔的论战持续了30　年之久，直到爱因斯坦去逝。这是近代
物理学史上持续时间最长、最富有科学意义的一场论争。

继关于测不准关系争论后，接着，玻尔又花了十年时间，精心研究了测
不准关系的全部含义，提出了这种关系的互补性。这种新型的逻辑关系，解
决了把作用量子纳入物理学概念框架的问题。玻尔的这一发现，打开了科学
领域更新的局面，使当时很多科学家望尘莫及。玻尔连续进击，又耗费了两
年时光，解决了把量子力学的数学方法推广到电动力学中去遇到的难题。他
在科学研究中的连续突破，使科学界大为震惊。

五、揭开核裂变的秘密

科学发展到30　年代中期，核物理成了热门，世界各地的科学家几乎都转
向了这个领域，致使核物理学飞速发展。但是玻尔的研究仍处于世界领先的
地位。

谁也不会忘记，在1935　年的一次科学讨论会上，波德正在讲解自己的论
文，而玻尔不断地打断他，后来，他把一句话只说了一半，就突然停住坐了
下来，脸色一下子都发了青，过了几秒钟，他站起来说：“我弄明白了”。
就在这几秒钟里，玻尔抓住了未来物理学的基本概念，还可以说找到了决定
世界前途的基本概。念。他从根本上了解了原子核内发生的事情及发生的原
因，因而抓住了了解原子核的组成及其性质的线索，理出了原子嬗变和原子
核裂变的头绪。

玻尔认为：原子核具有复合的成份，因此核反应是分两步进行的。首先，
闯入的中子和原子核内的一个质子或中子碰撞。不过，这个粒子不会被撞出
原子核，相反，它将撞击另一个粒子，这另一个粒子也会撞击别的粒子，直
到所有的粒子都运动起来。这时，闯进来的那个中子原来所具有的能量，就
转移到了这些粒子上面，接着，这个系统就要采取一种行动，以摆脱这部分
多余的能量。他又一次发现了原子的结构，又一次发现了并协原理，他提出
了如何验证这一设想的所胃“复合原子核”的方法。对复合原子核这一概念，
花了好几个月的时间才得到充分的发展。不过，正象牛顿和达尔文的发展一
样，突如其来的见识与长时间的审核事实，再一次创造了科学史上又一个最
伟大的进展。

玻尔继续向前展望，如果原子核受到了更猛烈的冲击，可能导致原子核


的爆炸。

1938　年，玻尔去美国同爱因斯坦合作，在途中和抵美不长的一段时间
里，又完成了解释原子核裂变现象和裂变碎片具有放射性的实验。他写出了
概论性的论文，对整个过程的理论进行了推导和说明。不久，他又揭示了铀
的复杂现象，指出：只有质量数为235　的这种稀有同位素才能由慢中子引起
裂变；而质量数为238　的半度同位素则不能。这种差别仅仅是由于两种同位
素含的中子数不同。这个发现，直接提出了解释放出巨大核能的链式反应的
可能性。

但是，由可能变成现实还有很大一段距离，有很长一段时间，玻尔不相
信能克服从大量铀238　中分离微量铀235　的实际困难。各国实验室的大量论
文也没有使他改变看法。这个问题大复杂了，很长一段时间还没能用实验解
决这个问题。

1939　年，喜悦和忧愁都加在物理学家的身上。他们手里有了一根用以移
动地球的杠杆。但是，它真的能使地球移动吗？还是一个“测不准”。

六、“生存还是毁灭”

1939　年9　月3　日，第二次世界大战爆发，整个世界都卷入了战争的漩涡。
1940　年4　月，德国占领了丹麦，玻尔落入德国人手中，和所有同胞一样，玻
尔也很难过，他销毁了从德国和其他被占领国家他帮助外逃的科学家的有关
材料，绝不能让记录落在纳粹的手里。

占领的第二天，美国的朋友们和各大学就拍来电报，邀请玻尔和家属去
美国。人们都关心着玻尔的安全，但玻尔认为他必须留下，尽自己最大可能
保卫研究所以及它的工作人员。他的离去，对丹麦犹太人将是特别严重的打
击。

纳粹急于想利用玻尔尽快研制出原子武器，所以继续让他从事研究，并
且从中索取秘密。但是，有关原子弹的研制，许多科学家认为在实际中因为
存在许多困难，例如难以提炼大量的铀，难以控制反应速度等，所以认为原
子弹