07 泡利和海森堡去看电影 1925年1月8日 [1]

泡利和海森堡一直开怀大笑，直笑得肚子疼。查理·卓别林的电影《寻子遇仙记》是在战争进口禁令被取缔之后才引入德国的。海森堡已经是第二次看这部电影了，而泡利则是第三次。这一年的春天，海森堡刚满23岁，泡利即将25岁。两人将这次会面的地点约在了他们母校所在的城市慕尼黑。此前，泡利和家人一起在维也纳共度圣诞节假期，而海森堡的整个假期都待在巴伐利亚的阿尔卑斯山脉。见面之后的第二天，泡利将继续向北，前往汉堡就任新获得的教授职位，他将与已在那里担任实验物理学教授的施特恩在一起；而海森堡将前往哥本哈根，和克拉默斯一起对玻尔-克拉默斯-斯莱特论文（即BKS论文）做进一步深化。

电影情节围绕着一个骗局展开（德语的“骗局”一词是schwindel，这是海森堡和泡利都喜欢的词汇之一），卓别林扮演的流浪汉是诈骗的主谋——泡利非常喜爱这一人物形象。一个小家伙配合卓别林实施骗术，他是卓别林收养的小男孩，有着一副天真纯洁的面孔。小家伙负责打碎别人家的玻璃，随后，流浪汉就会背着一块新玻璃登场，从街角晃悠出来，给玻璃碎了的人家安装玻璃。

“让人头晕的小丑伎俩。”德国评论家们众口一词地评论道，他们说这部电影“荒唐得令人难以置信”“完全是一场闹剧”。尽管评论家们大声嚷嚷说，这部低级喜剧在“充满诗人和哲学家的国度”上映实在有失身份，但海森堡和泡利就是喜爱这部电影，而其他所有人似乎也喜欢这部电影。[2]

音乐停止，电影放映员打开灯，欢乐的观众一边扯着闲话一边穿上外套。饱受通货膨胀和饥饿威胁的人们开心地成群结队向电影院外散去。海森堡伸手去拿放在他身边过道上的拐杖，这是在一周前发生的一场滑雪事故留下的“纪念品”。[3]遮挡阳光的滑雪护镜在他眼圈周围留下了模糊的灰白色印记，让他看上去像一名受伤的运动员。

在电影院外面，一阵寒流打在他们的脸颊上。拐棍一样的街灯发出黯淡的光，雪花穿过灯光，盘旋落下。滑雪者海森堡仰面朝着雪花微笑。在他们对面是一座中世纪城墙的大门，幽灵般站在一月早至的薄暮中——那是两座砖砌的六角形塔楼，岁月的侵蚀让砖块显得斑驳脆弱，塔楼上爬满了常春藤，藤上挂满了雪的流苏。

海森堡和泡利沿着街道向电车站走去。在他们身后，买票观看下一场电影的人们已经在电影院门前排成了一队。电影院入口处遮檐的灯光太亮，照得人们很难看见遮檐前打出的巨大的字：“查理·卓别林和杰基·库根”——“流浪汉”让小家伙的名字也出现在了海报上，而且位于演员表和自己同等的位置上。

泡利说：“哎，跟我说说，你觉得‘教皇’玻尔大人怎么样？你对他身边赫赫有名的克拉默斯‘主教大人’又怎么看？”[4]

“我觉得，我的物理学生涯直到在遇见玻尔之后，才真正开始。”海森堡说。

泡利点点头，说：“我也一样。”[5]

“玻尔比其他所有人都更忧心量子理论中的种种矛盾。”海森堡说。他想尽量描绘出自己在哥本哈根与早期在慕尼黑、哥廷根的经历间之间的差异。他们在慕尼黑度过大学时代，在师从索末菲的这段时期里，导师引领他们在完全不受原子本身意义的干扰下，尝试用神秘、没有关联的数学来深入地描述原子。随后，海森堡于1922年冬天和1923年春天在哥廷根跟随马克斯·玻恩学习。哥廷根是德国数学的研究中心，也是量子理论学家们心中的“三大圣地”之一。当时，这里的理论物理学家们尊马克斯·玻恩为首。海森堡说：“当索末菲能够运用精密、复杂的积分运算（也就是在数学中用到了相当复杂的微积分运算）时，他是多么喜不自禁。”泡利微笑地听着海森堡的评论，眼睛闭上了一秒。海森堡接着说：“他并不是很在意自己的方法是否前后一致；而玻恩的方式不同，他主要的兴趣在数学问题上。”

“确实如此。”泡利说。

海森堡说：“实际上，玻恩和索末菲并没有吃什么苦头，而玻尔除了量子理论几乎不谈其他。[6]但是克拉默斯……他让我觉得有点奇怪。他喜欢开玩笑，而且总在我一点儿都不想开玩笑的时候。[7]”

泡利想象着这位凡事较真的朋友和喜欢“冷幽默”的克拉默斯在一起工作的样子，不禁在雪中咧嘴大笑。

“不过，我还不知道你的新论文有没有得到‘教皇’大人的祝福。”海森堡说。[8]

几乎与爱因斯坦发表关于玻色-爱因斯坦凝聚的论文同时，泡利也完成了两篇论文。泡利在第一篇论文中对1922年的施特恩-革拉赫实验进行了一番“有趣的思考”[9]。在这个实验中，穿过不均匀磁场的一束银原子会自行分成离散的两堆。泡利认识到，这是因为银原子的最外层电子在遇到磁场时，表现出了一种量子化的姿态；而电子在不均匀磁场中仅做出这两种选择——不久后，这两种选择被称为“上旋”和“下旋”。这虽然不是由泡利命名的，但的确是他提出，可以把电子视为“不适宜的”旋转小球来谈论。[10]

第二篇论文成了泡利的成名之作。他的英国朋友保罗·狄拉克把论文的主题称为“泡利不相容原理”[11]，而海森堡和埃伦费斯特则称之为“Pauli Verbot”——“泡利禁令”[12]。不同于玻色和爱因斯坦不约而同对粒子（即光量子和大量原子）做出的描述，泡利表明，电子永远不会扎堆聚集到单一量子态上。电子喜欢以完全相反的状态（上旋和下旋）成对出现，而且不会调和哪怕是一点点。

埃伦费斯特解释道：“为什么晶体会呈现某个厚度？因为原子就是那么厚。为什么原子那么厚？因为并不是所有电子都会落入内层轨道上。为什么电子不会这样做？是因为电子之间存在电排斥吗？不是。如果仅仅是这个原因，电子将继续聚集在密度大得多、带高电荷的原子核周围。

不，它们没有这样做，是因为害怕泡利！！因此我们可以说：泡利自己就是那么厚，因为‘泡利禁令’持续有效。奇妙啊，高深啊……”[13]

量子理论再次遇上了一种“神秘的相互影响”。再一次，量子理论在缺乏模型、解释和形象的情况下，仅依靠禁令和表面上的规则，以人们不能理解的形态向前发展。泡利告诉玻尔，和与玻尔原子有关的任何其他东西比起来，“我所做的并不是一件更大的荒唐事。我的荒唐想法与您的想法是同根变种[14]……如果哪位物理学家能最终把这两种荒唐想法成功地结合在一起，他就将获知真相！[15]”

玻尔把泡利的论文和信都拿给海森堡看。海森堡看了以后很高兴，立即给泡利寄去一张明信片，上面写道：

我今天读到了你最近的工作成果，毫无疑问，我是最为之欢欣鼓舞的人，不仅因为你把这个“骗局”推到了一个令人难以想象、头晕目眩的高度……并由此打破了迄今为止你对我侮慢无礼的所有纪录。而且，我可以稳操胜券地说，你也（你也有份，布鲁图！）已经垂下头，回到形式主义老学究们的地盘上。但不要难过，你在那里将受到热烈欢迎。

假如你认为自己针对现有的各种骗局写出了一点抗议之言，那你就想错了，因为骗局与骗局相乘，是不会得出正确结果的，所以两个骗局之间永远不会相互否定。

为此，恭喜你了！! ! ! ! ! ! ！

圣诞快乐！！

1924年12月15日

于哥本哈根[16]

玻尔做任何事情都会比海森堡多花一些时间。他在一周后才给泡利写了封信，并在信里说，泡利没有按照许诺的那样得出一个“荒唐”的结果，而是搞了一些“完全疯狂的玩意儿”。这样说未必是一件坏事。泡利能从玻尔小心翼翼的言语中——“对于你所揭示的众多美丽景象，我们都充满热情”——分辨出玻尔与真正热情洋溢的海森堡想法不尽相同。

“我有种感觉，”玻尔写道，“我们正处于具有决定性意义的转折关头，整个骗局涉及的内容如今都已被巨细靡遗地描绘出来。”[17]

多年以后，他们依然习惯说相同的玩笑话，其中包括玻尔那句名言：“当你对量子理论进行思考时，如果骗局没有时不时发生在你身上，那说明，你还没有真正地理解量子理论。”[18]

1925年1月的慕尼黑，海森堡和泡利正在努力理解量子理论和这个世界。在泡利身边，海森堡拄着拐杖，在雪里沿着街道晃晃悠悠地往前走。他看上去毫不费力，甚至还有点心急。

“他没有一点儿哲学意识，也不关心对各种基本原理要做清晰的公式化表述。”泡利在一年前就在玻尔面前这样抱怨过海森堡。尽管如此，他继续说：“我认为他——抛开其他不谈，其实他为人特别好——他是个非常有影响力的重要人物，甚至可以说，他是一个天才。我相信，有朝一日他将在科学上取得重大进展……”[19]

回到哥廷根的“数学堡垒”，马克斯·玻恩正在把很多人都在考虑的事情写下来。在物理学中，力学被用来描述运动和令物体发生位移的作用力，但对于原子，力学却无能为力，这里需要一个新的数学结构来进行描述。玻恩提议建立一种“量子力学”（Quantenmechanik）——他还不知道，他将和海森堡一起亲手构建这一体系。[20]

泡利问他拄着拐杖的朋友：“你能把你和克拉默斯正在写的那篇论文的样稿给我一份吗？”他咧嘴笑起来，继续说：“可是‘主教’阁下允许吗？毕竟，我是个异教徒。”[21]

海森堡点点头。他能看出来，自己正在接近真相。“我觉得我们——克拉默斯和我——正走在向全新力学灵魂深处进发的路上，我们现在已经往前迈进一步了。看起来，玻尔也这样认为，只要我们能再往前推进一点点，必然会出现好几种奇妙的新力学。”海森堡激动得面泛红光。[22]

泡利说：“我也发现了一点新玩意儿……实际上，施特恩已经把它叫作‘泡利效应’。”

“泡利效应？这肯定和你的‘禁令’有关系吧？”[23]

“根本一点关系都没有。只是因为我是一位优秀的理论学家。”泡利顿了一下，说，“嗯，我猜就是这个原因。”

“还有呢？”海森堡催促道。

“你知道，理论物理学家操作仪器设备的能力有多差——无论什么时候，我们只要碰一下设备，设备就会坏掉。所以啊，我这么一位优秀的理论学家，只要我一踏进实验室，设备一定会坏掉。”[24]

“只有你才会把一场灾难转变成对自己的称赞。”

“现在，施特恩要是有什么问题，就会隔着实验室紧闭的门大声喊。”

“说得好像你当真相信有这么回事儿一样。”

“告诉你，事实就是这样。”

“我不相信施特恩会——”

“噢，你觉得因为施特恩是一个实验物理学家，他就该很熟练？施特恩告诉我，他有一位朋友，以前每天早上都会带一朵花给实验设备，‘为了让设备保持好心情’。”泡利笑嘻嘻地说，“施特恩自己的‘招数稍微高明点’。在法兰克福，他会拿一把木槌吓唬一下施特恩-革拉赫实验的设备，好让它们正常运转。”[25]

“你们全都疯了。”

“唔，故事还没完：之后有人拿走了木槌，结果整个设备停止运行了，直到人们把木槌找回来。”泡利耸了耸眉毛，冲海森堡点点头。

“好吧，”海森堡边笑着边说，“我会告诉玻尔，说汉堡这边待你不薄，虽然你没做出什么回报。”

泡利也笑起来，说：“天文学家们特别好相处。每逢满月的晚上，我都会去天文台。这时候光线太亮，没法进行观测。然后，大家就一起喝酒。”[26]

“喝酒？”

泡利严肃地点点头说：“受施特恩的影响，我一到汉堡就直接把矿泉水换成了香槟酒。[27]我觉得，喝酒这事儿非常合我心意。在喝过第二瓶葡萄酒或香槟以后，我通常就会变得像‘好同事’那样彬彬有礼了——你知道，我在清醒状态下从来不会那样。而且，有时我会给周围人留下极其深刻的印象，特别是当她们都是女孩子的时候。”[28]

“目前，物理学再次处于极度混乱之中。”几个月后，泡利在给他的朋友拉尔夫·克罗尼格的信中如此写道。克罗尼格是一位美国物理学家，当时正在哥本哈根学习。泡利还说：“对我来说，这无论如何都太困难了。我倒希望自己是一名电影喜剧演员，或是类似的某种角色，从来都没听说过与物理学有关的任何事情！[29]

“我现在真希望玻尔能有一个新想法，来解救我们所有人。我迫切地请求他这样做。”