第6章 天殷瞩我重斯文(1)

走进欧洲

经过几十天的海上航行，英国“半岛一东方”公司的远洋轮船终于抵靠法国南部的马赛港，中国的又一批留学生踏上了欧洲大陆。他们将从这里乘火车过首都巴黎到达法国北部的加来，从加来乘渡船去英国多佛尔港，然后从那里去往伦敦、剑桥、爱丁堡。

走进欧洲，彭桓武和同船的其他中国留学生一样心潮影湃、热血沸腾。他满怀一腔爱国之情和一颗报国之心，决心全力学好物理，掌握最先进的科学知识，三年后回祖国报效国家。一路上，无论是坐火车，还是乘轮渡，他都无心观赏异国的山水风光，他的一颗心早已飞到了爱丁堡，飞到了他的导师马克斯·玻恩的身边。

彭桓武放弃进剑桥大学深造的机会，而到爱丁堡大学投师玻恩，这既是周培源教授的选择，也是他人生路上的一次重要抉择。

英国剑桥大学和世界上许多最显耀的大学齐名，是英国最古老、最引以为自豪的最高学府，也是彭桓武殷切向往的地方。然而，周培源却对他说：“去爱丁堡吧，那里有马克斯·玻恩。”马克斯·玻恩是量子力学理论的奠基人之一。

量子理论蹒跚起步于1900年德国物理学家马克斯·普朗克(MaxPlank)发表的一篇论文。他“天方夜谭”一般的假说认为：辐射能（即光波能）并不是以连续的形式释放，而是由一种名为“量子”的小微粒组成。这种假说与经典光学说的电磁理论相对立，因此导致物理学上的一场革命。经过许多科学大师的探索和献身、丰富和发展，使量子理论开拓和创造了一个新时代。直到今天，量子理论常常被誉为一种前所未有的最有成效的科学理论，是“以科学上史无前例的精细程度正确地描述着世界的理论”

20世纪20年代，当量子理论的内涵开始充分显露时，一股强烈的震惊和迷惑之感在它的同时代人当中回响。量子理论不仅与19世纪经典物理学相冲突，而且它根本性地改变了科学家们关于人与物质世界关系的观点。按照玻尔对量子理论的解释，“外在”世界的存在不是自身独立的，而是无法摆脱地与我们对它的感知纠缠在一起的。

许多科学家无法接受这一理论。

爱因斯坦在量子理论发展的早期曾起重要作用，而此时却站到了反对派一边，成了抨击它的急先锋。

爱因斯坦深信：一个具有熟悉因果关系的经典世界，最终将处在量子疯人院之底下。然而，爱因斯坦最终无力驱逐这个原子中的幽灵。

世界拉开了原子时代的帷幕。新世纪的曙光照进世界这个大舞台。当物理学的戏剧从经典的一幕转向量子的一幕时，许多科学巨人出现在光芒四射的舞台跟踪灯的光环中。

1902年5月，居里夫妇终于从8吨枥青铀矿残渣中提炼出1克纯氯化镭。

1905年，20世纪最卓越的科学大师爱因斯坦提出“狭义相对论”及质量和能量在某种意义上的等同关系式E=MC2。其中E是能量的代称，M是质量的代称，C是光速的代称。由于C是个很大量，等于30万千米/小时，那C2便是一个天文数字。由此推断：即使某个物质很小，只要发生了部分转变，释放出来的能量也是十分惊人的。

1911年，英国科学家卢瑟福首先发现原子核，并提出了与从前学说不同的自己的理论。他认为原子中心有个重核，周围围绕的是电子，其余大部分是空间。

1913年，丹麦物理学家玻尔在《哲学杂志》上发表他具有划时代意义的论文《论原子和分子结构》，论文提出原子结构的量子化轨道理论，超越了在牛顿之后维持了两个世纪之久的物理学法则。玻尔原子学说从几个可以易于理解的假说出发，极其准确地解释了氢原子辐射的所有谱线（颜色）的精确频率。同时他还预示有更多的未观察到的谱线的存在，这些预言在不久就被证实了。

1919年，英国物理学家卢瑟福在他的实验室里，与英国化学家索第一道，提出划时代的原子自然蜕变理论，指出放射性现象是原子自行蜕变的过程。在这个蜕变过程中，一种元素的原子，可以转变为另一种元素的原子，同时放射出a粒子和P粒子。由于这些射线粒子都来自原子核，就进一步冲破了原子不可再分的理论，揭开了物理史上光辉灿烂的一页。

1929年，英国物理学家考克饶夫和瓦尔顿制造成功第一台“静电加速器”。

1929年，美国天文学家抽赛尔报告说有迹象表明太阳能是由氢的热核反应所形成。

1931年，美国物理学家劳伦斯设计制成第一台“回旋加速器”通过永久磁铁中的交变电场，把原子粒子加速到极高速和极高能量。

1932年，美国化学家尤里发现氘——重氢。

1932年，英国物理学家査德威克从a粒子轰击铍核的实验中发现“中子”中子具有极强的穿透力，可以轰开一切元素的原子核；中子的发现，标志着原子物理学开始进入一个新时代。

从此，科学家们纷纷去叩响原子核的大门，试图去释放沉睡在核内的巨大能量。德国的海森堡，丹麦的玻尔，意大利的费米，德国的哈恩，犹太籍的迈特纳女士，法国的约里奥·居里夫妇等都在经过艰苦的工作、不懈的努力之后，终于窥见原子核大门里那辉煌的铀裂变的太阳。

1935年，美国物理学家登普斯特发现铀中有0.7%铀原子属于一种较轻的同位素铀235。

1938年，德国物理化学家哈恩和施特拉普斯曼在研究中子与铀核的作用新形成的各种放射性元素中，发现了铀的裂变现象。

原子科学的发现，核裂变的被认识和被驾驭，拉开了原子时代的序幕。

原子中的幽灵被唤醒、复活在历史的舞台上，从此便扮演它无可替代的主宰一切的角色。

中国留学生，23岁的彭桓武正是在这一历史时期远涉重洋，怀抱一腔强国、富国之梦，登上了欧洲西部、大西洋的不列颠群岛，投在爱丁堡马克斯·玻恩的门下。

爱丁堡大学拥有200多年的历史，坐落在苏格兰首府爱丁堡老城。老城东濒北海，以其优美的自然景色和优雅的古典建筑闻名于世。地灵人杰，爱丁堡造就了一批世界闻名的人物。仅物理学史上，这里诞生了经典电动力学的创立者麦克斯韦和发明云雾室、使微观粒子运动轨迹得以观察的威尔逊。

此时，欧洲现代物理学正进入繁荣勃发时期。1926年诞生的新量子论（即量子力学和量子场论）仍是物理学发展的前沿。

对量子理论和量子力学做出了划时代贡献的薛定谔、海森堡、狄拉克、玻恩仍在继续探索，不懈努力。

马克斯·玻恩，德国理论物理学家，1882年12月11日出生于普鲁士的布雷斯劳。1901年进入布雷斯劳大学，1905年前后到哥廷根大学听D.希尔伯特、H.闵可夫斯基等数学、物理大师讲学，还应邀担任D.希尔伯特的私人助手，于1907年通过博士考试。1912年受聘为哥廷根大学助理教授，同年与T.卡门合作发表了《关于空间点阵的振动》的着名论文，从此开始了他此后几十年创立点阵理论的事业。

在先后任柏林大学教授、法兰克福大学理论物理系主任之后，玻恩于1921年接替W.德拜成为哥廷根大学物理系主任。从1923年开始，他致力于发展量子理论事业。

小城哥廷根位于德国的中部。哥廷根大学在20世纪20年代后期则成为德国物理科学的研究中心，当时大学里云集着各国的着名学者和有志青年。大学里定期召开的讨论会和晚上在玻恩家进行的私人讨论会，孕育着许多天才的思想，揭示着许多自然的奥秘。量子力学，被称为20世纪物理学革命的基石，就在这里发源。许多后来科学界的精英，相继在这里接受玻恩的传道授业，他们中的海森堡、费米、奥本海默等后来都成为世界瞩目的大科学家。

德国物理学家沃纳.海森堡是现代量子力学的创始人之一，以“测不准”关系闻名于世，提出了原子核由质子和中子组成的概念。1932年荣获诺贝尔物理学奖。

意大利物理学家恩利克·费米是世界上第一台核反应堆的设计师，他将人类领进了和平的核时代，被誉为“原子反应堆之父”

美国物理学家罗伯特·奥本海默在量子论、宇宙射线、基本粒子、相对论、对称函数与非对称函数在散射问题中的应用以及中子星理论等方面都做了重要研究。他的最大贡献是指导美国研制第一颗原子弹的工作，有美国“原子弹之父”的美誉。

19331，阿道夫·希特勒当上了德国的总理，从此，欧洲及全世界都成为这位大奸雄的掌股玩物。希特勒压抑太久的妄想主宰自由欧洲直至称霸全世界的野心在后来他一手策划的战争中得到满足。这个还没有读完市立中学、更谈不上读完大学的人，在上台后突然向投了他选票的臣民翻了脸。希特勒上台28天，就精心策划了国会纵火案，并嫁祸于德国共产党。从此，他开始实行法西斯独裁统治。霎时间，德国的法律都化为乌有。集中营设在和平的环境中，秘密审讯室设在兵营里，无辜的人们在那里没有任何法律和手续就被处死，活着的人惶恐不安，忧心如焚，度日如年。有人怀着侥幸心理，不相信那些难以置信的事。但是，就在那些日子里，人们已经看到了第一批逃难的人，他们在夜黑人静时分越过萨尔茨堡山地或者莱茵河、波罗的海，或者游过边界河逃往异国他乡。他们面黄肌瘦、衣衫褴褛，惊慌失措地盯着别人；躲避惨绝人寰的迫害的可怕逃亡就从这里开始了，后来，这种逃亡一直蔓延到整个世界。

马克斯·玻恩由于犹太血统关系被剥夺了教授职位和全部财产。一夜之间，他成了一个被祖国抛弃的儿子。他怀着对祖国的爱，对哥廷根的爱，被迫也踏上了流亡之路。他流亡到英国，在剑桥大学讲学一段时期后，于1936年接替C.G.达尔文任爱丁堡大学教授。

彭桓武是马克斯·玻恩的第一位中国弟子。他的同学中除了英国人，还有德、法、印度、爱尔兰人，其中有两名女生。玻恩的同事中常常有人不无忌妒地戏称玻恩“专收外国人和女生”。后来参加了第一颗原子弹研制的大名鼎鼎的福克斯这时也在玻恩门下与彭桓武同窗。

彭桓武沐浴在物理大师玻恩为他和他的同学们营造的良好学习氛围中，尽情享受自然科学的阳光给他带来的光明和兴奋。凭着他的勤奋和执着，他刻苦求索，不断有新的发现和进步。

然而，英国的坏天气却要与这个从中国来的年轻人作对。彭桓武在来欧洲的轮船上，是所有留学生中最坚强的一个。几乎所有的人都被大海的浪涛搅得翻肠倒胃，呕吐，吃不下饭。他却表现出超乎寻常的适应和顽强。他不但把自己那份饭吃掉，还能吃掉别人的一份，因此招来许多人的惊慕和“妒恨”。

爱丁堡山青水蓝，从北海上吹过来的风带着淡淡的大海的咸味，大学里也有一片清华园一样的绿草地，大图书馆更是雄伟壮观。彭桓武自走进这座古城，踏进大学校门，就非常喜欢这里，热爱这里。可是，英国多雾的天气，爱丁堡没有阳光照射的日子似要和他一比高低。他越来越感觉身体不适，吃不下饭，睡不着觉，时常恶心、头痛、心慌。

有一次在图书馆借书，他一头栽倒在书架下。没有人看见他。很久，他才勉强支撑起身体，靠在书架上。

在马克斯玻恩身边

马克斯·玻恩是世界着名理论物理学家。他谦逊随和，待人诚恳，治学严谨。虽博学多才，并在量子力学等方面取得了令世人瞩目的成就，但他从不居功自傲，在学生面前并不以一个“专家”的身份自诩。他常说：“我从不愿当一个专家。”

彭桓武在玻恩身边，深刻体会到导师这一大科学家的品格，并深受导师影响。优秀的品格是没有国界的。彭桓武在玻恩身边，不但向导师学习自然科学知识，还从导师那里继承并发扬光大这种优秀品质。这一点在后来他参加我国核潜艇动力、原子弹和氢弹等工作受到党和人民的高度嘉奖时得以充分的体现。

马克斯·玻恩于1936年，在卢瑟福推荐下到爱丁堡大学应用数学系当教授。他的权利只有在他管理的图书标签上填写书籍归属时注明：理论物理系。后来，这个系也就被别人默认。而在当时，遵循英国保守的规矩，并没有人承认它。

马克斯·玻恩有教无类、广育英才的特点，从他国际化的弟子结构中可见一斑。其他教授当学生到后只见一面，给学生出题做论文，然后就等毕业再见一面。玻恩的教学与众不同，这也许正是他桃李满天下，且成就卓着者众的奥秘吧。

玻恩每星期定期与他的学生们见面，了解他们的学习和思想，帮助他们解决疑难问题。这使得彭桓武时常可以聆听这位大师的教诲。每个星期举行的讨论会，师生在一起用对话的形式，各抒己见，尤其玻恩亲切随和，把十分深奥的道理讲解得明晰透彻，让彭桓武眼界开阔，受益匪浅。

玻恩的对面办公桌前，常坐着一位年轻人，作为博士后帮助玻恩兼做一些助教工作。他就是后来参加美国第一颗原子弹研制的福克斯。

不久，玻恩与福克斯商量为彭桓武拟好论文方向。这个方向是关于固体量子理论方面的，玻恩并不会做。他每带一个研究生总希望他们超过自已。经过彭桓武研究探索，最终定题目为《电子的量子理论对金属的力学及热学性质之应用》。

彭桓武思维活跃，兴趣广泛，时常向玻恩主动提问求教。

一天，彭桓武问玻恩：“爱因斯坦为什么要搞‘广义相对论？”

玻恩回答说：“‘狭义相对论建立起来以后，许多人试图推广牛顿的引力理论，使之满足狭义相对论。但是，都失败了。所以，爱因斯坦创造了广义相对论。”

爱因斯坦的名字是与“广义相对论”写在一起的。1916年，他发表的论着《广义相对论原理》，被人们称为20世纪理论物理研究的呙峰。

玻恩还告诉彭桓武：爱因斯坦是一位勇于创新的科学家、革新家。在“狭义相对论”提出之前，牛顿创立的经典力学理论体系已有200年的历史，其间，自然科学界很少有人敢打破这个框子。到19世纪中叶，牛顿的理论体系同新的事实之间发生了尖锐的矛盾，并出现许多难以自圆其说的现象，如宇宙结构、光电效应等。这时，许多科学家虽然都感到困惑，但他们仍然受旧理论束缚，认为牛顿的经典力学不仅是自然科学的基石，而且已登峰造极，因此是不容置疑和改变的。而爱因斯坦却敏锐地感到这正是物理学新理论产生的先兆，他勇敢地迎接了这挑战。

彭桓武深知，玻恩导师抓住时机正给他上求实创新、不畏权威这一课。关于“理论与实验”一课，也是玻恩在回答他提问时给他上的。