尼爾斯·玻爾是一個典型的丹麥人,尤其令人難忘的是他的大鼻子。如果看到他父親
和兄弟的照片,就會明白這是他們家族的標誌之一。
小時候玻爾就活潑好動,他經常喜歡順着螺旋型的爬梯攀到鐘塔的最頂一層,每每會
引起在塔下的教堂中祈禱的大人們的陣陣驚叫。更奇怪的是小玻爾這麼做既不是和夥伴們
好勇鬥狠,也不是為了眺望遠處海港里的片片白帆,而僅僅想了解大鐘的指針到底是怎麼
轉動的。
很難想象一個幾歲的小孩會對密密麻麻的齒輪感興趣。但在玻爾家裡看來這絕對算不
上好事,這是玻爾的父親一次下班回來發現玻爾坐在地上把家裡唯一的大掛鍾解構成一堆
齒輪和發條時深刻意識到的。
很快小玻爾成為家裡的義務修理師,但是經玻爾修理過的東西顯然起色不大。慢慢大
家發現,與其說玻爾是想把它修好,還不如說他僅僅是想了解其中的結構而已。
一次,玻爾選中了父親那輛還算新的腳踏車,不過這可是個大傢伙,一個人對付不了
。玻爾發動了自己的小夥伴們,孩子們一番努力將車的飛輪卸了下來。到往上在裝的時候
可就犯了難。這時玻爾發揮了自己的天賦的領導才能,他有條不紊地指揮這個扶住車子,
那個緊上螺絲,大家忙了一上午總算裝拼成功,雖然第二天玻爾倒霉的父親剛騎上去不久
,飛輪就在主人的驚呼聲中遠遠地飛了出去。
這是玻爾第一次認識到合作的重要性,有些事情縱使是天才也不能獨自完成的,若干
年後玻爾組織一批人象拆卸那輛自行車一般拆卸原子時,心中的想法也是一樣的。
在玻爾讀書的時候,小伙子在物理和數學上的逼人才氣已經展現出來。他的弟弟海拉
德,拆卸飛輪時的“幫凶”之一,亦是聰敏過人。在球場上,兄弟倆一個充任中衛,一個
擔當門將。但是球風兇悍的海拉德的辛苦往往被漫不經心的門將玻爾所廢棄。往往當球朝
球門直飛來的時候,玻爾的腦子裡還在轉着些複雜的公式。他命中注定不是來撲救這種黑
白相間的足球的,而是一種叫原子的小球的。
這時的玻爾在學生中的印象是遲鈍,不光踢球時如此,平時任何一件事反應最慢的就
是此君。和小時相反,現在的玻爾更喜歡沉迷於哲學思辨中。除了哲學和足球之外,自小
就手拙的玻爾更喜歡跑到實驗室里去。儘管實驗室的老師並不歡迎這個創造了一年內打破
玻璃器皿的最高記錄的學生。
一次,實驗室里傳來轟地一聲巨響,連校長室里的人都給驚動了。秘書朝外看也沒看
就安慰慌亂的校長道:“不要緊,肯定又是那個叫玻爾的學生給弄的。”
看來除了玻爾不足稱道的實驗技能之外,他的好奇心也委實過強了點兒。
但是此時的玻爾已經立志把物理作為自己的終身職業了,年僅二十一歲的他出手不俗
,在一次科學院懸賞徵求有關液體表面張力的論文中獲得金質獎章,得到當時最有名氣的
物理學家瑞利的首肯。
這一年當真喜事連連。他的兄弟海拉德作為丹麥隊國家隊的中場核心在英國舉辦的奧
運會中大顯神威,而玻爾作為替補在賣力地揮動着手中的紅白兩色國旗。賽後,大鼻子兄
弟成為丹麥球迷們議論的核心。多少年後,有人看到報紙上玻爾手捧諾貝爾獎的金質獎章
的照片時,心裡還在納悶:這個大鼻子看起來怎麼就這麼眼熟呢?
不久玻爾的博士論文答辯就開始了,他的題目是《金屬電子理論的研究》。他又創了
一個記錄,只用一個小時就以博士的身份離開了學校。希加德教授第一個發言,也只能從
文法修辭方面挑些紕漏,其他人則都是不停的讚譽。
小小的答辯室擠滿了人,大家都對這個年青人和他的理論感興趣。不過更使記者感興
趣的是丹麥國家隊的成員一個不少地都在那裡,球員們都坦然承認他們聽不懂玻爾兄弟的
講演,但這並不妨礙幫他們助威,不管在球場上,還是在答辯室里。
但是這次玻爾象在球場上無所事事的守門員一樣顯然沒有扮演重要角色。他講完匆匆
拎起書包就走了,原指望看到法庭里類似的指控和辯訴的情形的人大失所望。
玻爾的理論太過新穎,以至沒人能向他發問。
憑心而論玻爾對自己這篇花了兩年時間準備的論文是不滿意的,裡面用了大量的經典
公式推出意義不大的結果,他認識到要解決電子之類微觀的東西,原有的觀念必須捨棄。
若是十年以後的玻爾看到這篇文章,他會飛快地揉作一團丟在廢紙簍里的。
不過這幾年也算沒白過,至少他憑自己的才華結識了後來的玻爾夫人,當時年輕貌美
的瑪格麗特小姐。
經過一個暑假的休憩,玻爾來到了英國的劍橋。這裡是公認的物理學的發祥地,如果
一個學物理的沒有來過這裡,仿佛穆斯林沒有到過麥加朝覲。在這座寧靜的校園裡升起過
多少輝煌的明星呵。僅牛頓一人就稱得上氣蓋百世。他的耳畔想起了斯賓塞的詩句:
“劍橋,我的母親,
在她那頂冠冕上,
綴有多少睿智,多少冥思……”
當他漫步在三一學院時,總感到巨人牛頓的眼光在不遠處盯着自己。牛頓在這裡度過
了他一生中的大部分,這裡的每寸土地都留有他的腳印,他曾經坐在這裡的草坪上和熱心
的學子們討論上帝之謎,也許就是在這棵蘋果樹下悟出了萬有引力定律。最終是他使三一
學院的威名遠播,而學院院長的職位成了學界榮耀的象徵。
玻爾工作的單位就在卡文迪許實驗室,人們怎麼也沒想到他竟和主任盧瑟福先生成了
莫逆之交。他們一個身高體壯,聲若洪鐘,一個溫文爾雅,慢聲細氣;一個來自新西蘭的
農莊,一個出身於哥本哈根大學的教授家庭;一個脾氣暴躁,一個內向遲鈍。再想找兩個
脾性反差如此之大的人只怕就不易,他們怎能談的來呢?而且玻爾的實驗能力實在不敢恭
維,可盧瑟福總是一副信任有加的樣子。
盧瑟福的想法是卡文迪許實驗室能動手的人着實不少,但是真正具有物理頭腦,併兼
備深厚的數學功底的人並不為多。玻爾這個人看似遲鈍,但他的思想磅礴大氣,渾然天成
,別人是萬萬比不來的。而盧瑟福本人的理論功底算不上突出,這就更需要人在旁邊輔佐
。
盧瑟福的成功的實驗引起玻爾很大的興趣,他整天糾纏於線圈和導線之間。閒暇的時
候則是在思考盧瑟福的原子結構。顯然,這個模型也有經典物理所不能理解的內容,電子
在核內如此高速地運轉,如何能量不會耗盡呢?這個問題是致命的。
此時的玻爾有幸了解到普朗克的量子假說,或許盧瑟福原子中的電子也是受量子作用
支配的呢?
他開始通過計算來驗證自己的想法,往往從早忙到晚。連素來精力過人的盧瑟福也不
由得嘆服。但結果卻總是不如人意,搗蛋的原子是不肯輕易就範的。一切都是苦無頭緒。
從此玻爾象換了個人一般。晚上人們經常可以看到一個白色的幽靈在實驗室徘徊,深
夜裡還聽的見單調的皮鞋聲。白天則一動不動的坐着,臉上仿佛失去了表情,眼睛也是渾
濁的,簡直是個痴呆症患者,連盧瑟福也暗暗擔心了。
終於有一天,玻爾突然徑直站了起來,冷靜地說道:“也許我知道了什麼。”然後麻
木已久的臉上微微泛出紅潤。
“你們誰能告訴我關於原子和電子的性質,越詳細越好。”當玻爾準備走出大門的時
候,突然想起來什麼回過了頭。
一個同事向他介紹道,原子的化學性質呀,磁性呀,旋轉呀,光譜公式呀……
“等等,光譜哪有什麼公式?”玻爾突然打斷道。
“你會不知道光譜公式?”同事迷惑地望着他,但還是不厭其煩地講起來這是一個多
麼漂亮的公式,如何解決了很多問題。
玻爾沒等他說完,就飛奔圖書館。馬上他就查到了那篇短短的巴爾末公式。這個公式
因為形式完美,幾乎所有的理論物理學家都知道,偏偏玻爾將它漏過。
玻爾那雙鋒利的眼睛僅僅掃過幾行,他就聽見自己心臟的強烈跳動了,找的就是它!
那時侯人們研究原子最有效的方法是觀察它的光譜。牛頓當年就讓一束日光通過三棱
鏡,分成七種顏色,這實際上就是光譜。後來在19世紀,英國的沃萊斯頓和德國的夫琅和
費分別發現了太陽光中總有幾條暗線,後來發現暗線達上千條之多。
隨着實驗的發展,人們發現在酒精燈的火焰上撒上食鹽(氯化鈉),就會觀察到一條
寬闊的黃色光譜。這實際上就是鈉元素本身的標誌。每種元素都有自己的標誌。只要該種
元素存在,哪怕只有極少一點兒,也會觀察出來。而太陽光中的暗線則意味着陽光在穿越
這些元素時遭到吸收。於是我們只須對照一下光譜本上的光譜,就會查到太陽上有什么元
素。有些神秘的暗線則意味着新元素的出現。然而原子發光的秘密始終沒人給出合理的解
釋,現在輪到玻爾了。
中學教員巴爾末是在1885年提出這個公式的,那次也屬偶然。他閒來無事,將氫原子
的幾條譜線的波長的數值當一般的數字遊戲玩耍,它們是6526.79,4861.33,4340.45,4
101.73等等。但是很快發現了一個驚人的規律,每一個數字都是和一個自然數相關的,比
如6526.79正比於3,4861.33正比於4,4340.45正比於5等等。
這是個了不起的發現,可是誰也將它解釋不了,在一次學界聚會的最後一天晚上,兩
個物理學家為明天的遠別在一家酒店幹完最後一杯。小個的中年人緊緊擁抱着大個的年青
人,並送他一個筆記本作為紀念。大個的那個則終生也忘不了扉頁題的詞:“什麼時候解
決了巴爾末的公式之迷,我一定請你在這個酒店痛飲葡萄酒。”小個的教授名字叫索末菲
,大個的年青人叫德拜,他們都是後來對量子力學的發展作出貢獻的人。
玻爾可不這樣認為,在向來充斥着小數點的物理學裡居然會出現1,2,3之類的整數
,這和普朗克的量子觀點不謀而合。看來古希臘畢達哥拉斯鼓吹上帝偏愛自然數也是有其
道理的。
光譜公式兩個最普通的地方,泄露了上帝的秘密。減號和數字3,4,5,6的交替。玻
爾經過深思熟慮後,終於發現了真理。
減號的兩端聯繫了兩個和整數相關的量。因為第一個數減去第二個數,就產生了一分
頻率固定的光。而巴爾末公式里的平方的倒數使玻爾更是激動不已:電子繞原子核旋轉時
的能量也是和平方成反比的呀。這樣說來,減號兩端的量都是和原子能量相關的。事情到
此再清楚不過了,光所帶走的能量就是原子所失去的能量。原子發光看似神秘,說穿了卻
也很平常。
顯然原子的能量不是連續的,而象階梯一樣是一步步的。每個階梯對應的能量叫做能
級。每一個能級對於電子這輛微型汽車來說都是一條公路,可是調皮的電子可以從一條公
路跳到另一條公路,而不怕交警遞給它的罰單。當電子從高能級跳到低能級的時候,就會
發出光線;當光線從原子經過的時候,就會將其中的幾根光線吸收。無論發射還是吸收,
導致原子能量的變化與神秘的普朗克常數有關。從而氫原子的各條光譜是由原子躍遷的始
末能級,當然這整數有關了。
而且,玻爾斷言在每一個能級上原子是絕對穩定的,不會朝外輻射能量。即使輻射能
量,原子也是一次就發出的,發射完原子又恢復到穩定的狀態。這樣盧瑟福關於原子結構
的行星模型的穩定性也得到了解釋,真是一舉幾得。
玻爾將自己的研究成果整理出來,交給盧瑟福看。不久他就收到答覆:你的理論在解
釋氫原子光譜上算得上是完美卓絕,可是你又怎能把普朗克的奇怪理論和經典力學結合在
一起呢?
實驗物理學家接受新思想總是比作理論的人慢上一拍。盧瑟福也不例外,作為一個典
型的實用主義者,他還不能理解普朗克那些無用的量子究竟會在自己的實驗室里扮演什麼
角色。
在他看來,一個電子就象是繞着花朵飛舞的蜜蜂一般。他提出反駁玻爾的論據是:請
你說出電子從一個穩定狀態跳到另一個穩定狀態,它是怎樣決定自己的頻率呢?難道電子
事先就知道自己該落在哪條軌道上?
玻爾當時就是一愣,遲鈍的他不可能當場找到辯詞的。不過玻爾是個痴迷的人,立時
沒想通的事情過後也要慢慢想。這時他的腦海里第一次升起“概率”這個詞,電子從高能
級躍遷下來,它到任何一條軌道都是有一定幾率的,就象賭徒們扔下骰子,他也把不准自
己會扔到1還是扔到6,這個觀念最終導致了量子力學的幾率解釋,從而引發了一場亙古未
有的大辯論。
當時玻爾還想不到這麼深遠,但他覺得一個新理論出來不可能面面俱到,只要有一點
合理的地方就應該來出來讓大家討論,何況它還很完美地解釋了氫原子發光的問題呢。
玻爾斟詞酌句地在論文中展出了自己的思想,經過反覆修改,終於完稿。盧瑟福看了
之後,笑道,你這篇論文未免也太長了,英國人跟你們可是不同呢,他們總是以簡潔為美
,而你們日爾曼更喜歡長篇大論。
可是在玻爾看來,從這篇每個單詞都是心血的論文中刪掉一些東西,還不如挖掉自己
的肉呢。不過,玻爾也有辦法,他將自己題為《論原子和分子結構》的論文分成三部分發
表在《哲學雜誌》上。
於是,玻爾著名的“三步曲”誕生了。
在這篇具有劃時代意義的文章中,玻爾將普朗克的量子理論引入到盧瑟福的原子模型
中去,並且提出能量的發射和吸收並不象以前人們認為的那樣是連續的,而僅僅是原子從
一種穩定狀態過度到另一種穩定狀態時才具有的。原子處於通常的狀態時,無論電子怎麼
轉都是穩定的。
學界從玻爾造成的軒然大波中清醒後的第一件事就是讓玻爾提供實驗證據。這對玻爾
來說是傻眼了,但絕難不倒盧瑟福。他給他的老友伊萬斯去信讓他去測量氦氣的光譜。
玻爾的論文中預言了皮克林和福勒發現的幾條光譜線不是屬於氫,而是屬於氦的。當
伊萬斯這位實驗老手將純淨的氦氣充滿玻璃試管並測量後,驗證了玻爾的結論。
福勒本人不同意玻爾的結論,他這些即使是氦的光譜它們的波長也和玻爾計算的有偏
差。玻爾則認定福勒所測到的只不過是被剝奪了一個電子的氦原子的光譜;經過修正玻爾
把他這種偏離了的光譜也計算出來,和福勒的數據完全吻合。自此玻爾的大名和他的理論
遠播歐陸。
當在維也納的愛因斯坦知道這個消息時,也是大吃一驚。他當即認為這是人類少有的
重大發現之一,但是在一次聚會上,愛因斯坦終於支支吾吾地說了句坦白話:“我想,可
能在某一天,我也產生過類似的想法,可我沒有勇氣公布於眾……”
千萬不要用世俗的眼光去看愛因斯坦,認為他的這個馬後炮不過是在挽回自己的面子
。愛因斯坦一貫是個嚴肅而認真的人,何況他當時正在從事高難度的引力理論,這一點也
不損害他的形象。
如果把物理學家比作與上帝弈棋的人,愛因斯坦則是思路深遠的高手,他深知這一步
下去會導致怎樣的結果。這最終將會使得概率觀點在人們對自然界的解釋中與站上風,但
這與他終身信仰的決定論思想是尖銳矛盾的。
若干年後,他孤身一人面對眾多信奉量子力學的人半開玩笑半認真地說道:“我不相
信上帝會擲骰子。”
愛因斯坦和學界的分歧就起源於此時,但當時愛因斯坦是想不到那麼多的。他以無比
的興奮讚揚道:“這些不牢靠而且互相矛盾着的基本原則,卻足以能使具有玻爾那樣獨特
直覺和理解力的人發現光譜線和原子電子殼層的一些重要定理,無論怎麼看來都是一場奇
跡。僅此一項,玻爾便可名垂千史。”
玻爾象個在田間勞作了一年的老農,現在他要收穫他的果實了。他首先把目光集中到
了元素周期表。
元素周期表是上個世紀七十年代由俄國的門捷列夫提出來的。當時無論在什麼人看來
這都是人類的一次巨大勝利。門捷列夫根據周期表預言了幾種新元素,類鋁(鎵),類硼
(鈧),類硅(鍺)最後一一得到證實,從而元素周期表的名字傳便全球。
玻爾根據自己的三步曲提出原子核外有電子在繞它轉動,最簡單的氫原子外層只有一
個電子,然後隨着原子序數而逐漸增加,並形成周期律。當時最多的是核外面有92個電子
。它們在玻爾計算的軌道上一層層壘起來,象兒童們搭的積木一樣。既然從沒有人象玻爾
那樣對元素周期律的本質了解地如此深入,那麼玻爾也該對元素周期律說些什麼了。
這時卡文迪許實驗室里精幹的小伙子莫塞萊幫了玻爾的忙。他原來一直再和理查·達
爾文(著名的生物學家達爾文的孫子)聯手在曼徹斯特研究X射線,當他一了解玻爾的理
論,就找到玻爾要求合作。
當時,大部分人認為玻爾的理論不過是一堆數學遊戲而已,而莫塞萊決心在X射線上
為玻爾找到證據。他的想法是:X射線是從原子內部的電子產生的,那麼我只要測得一系
列元素的X射線譜,那麼不就可以驗證玻爾的結論了?
在實驗室里人們向來公認莫塞萊的活力是不下主任盧瑟福的。從下午3點到晚上3點,
他都泡在了實驗室。很快他找到了需要的東西,一個長一碼,直徑一英尺的玻璃圓桶,在
圓桶中心放上了一節玩具火車和軌道,在X射線的照射下,將盛着樣品小車拉來拉去。
底片的結果是驚人的,它們呈現出周期性的變化,玻爾勝利了。
在論文中莫塞萊指出他的這種方法還可用來發現一些“失蹤”的元素,並預言這些元
素光譜的性質。以電量為一個單位,在一號元素氫和九十二號元素鈾之間,只有第四十二
,第四十三,第七十二和第七十五號元素沒有發現。沒有幾年莫塞萊預言的元素均被找到
。
自此莫塞萊成功地解釋了周期律,這是當時與盧瑟福發現原子核,玻爾解釋氫原子發
光並稱的物理學三大發現。而這三大發現本身又是密不可分的。
但是,第一次世界大戰的陰雲開始籠罩了歐洲。卡文迪許實驗室的小伙子們都走了,
波林去了兵工廠,弗勞倫斯和安德拉德當了炮兵,就連聞名學界的莫塞萊也穿上了威武的
軍裝。
不過莫塞萊是真心實意地為國家背上步槍的。他本來作為傑出的學者,有權拒絕兵役
的。但他作為英格蘭人,國家開仗而自己龜縮在後方實在是恥辱。他脫下白大褂,戴上鋼
盔,在一個陽光明媚的早上離開了實驗室。在離開之前,他把心愛的儀器X光機擦了又擦
,並一再叮囑手拙的玻爾千萬不要弄壞了。
盧瑟福有力地握住了莫塞萊的手,並用他那特有的堅定的眼神向他預祝好運。而一向
沉默的玻爾也絮絮叨叨地要他注意安全。
莫塞萊是天生的樂天派,他聳了聳身上的肌肉讓憂心忡忡的人們放心。當他走出院子
時,還傳來他那高亢的聲音:“再見了,朋友們,我還要回來的!”
盧瑟福和玻爾以為他們的實驗室辦不下去了,適齡的年青人都在戰場上,而無論是官
方還是私人對實驗室投資的興趣都不大了。最重要的是贏得戰爭,哪還顧得上原子究竟是
什麼樣子呢?
第二天玻爾心情惆悵地走到報告廳門口,往常這裡應該擠滿了人來聽這位原子大師的
講座。今天也許只有我一個人了吧,玻爾邊想邊走了進去。
大出玻爾意外的是,大廳里仍然坐滿了人!所有人的目光中充滿了激情。看來即使在
最戰亂的時候,也不能阻止人們對科學的嚮往。
玻爾和盧瑟福分外忙碌,很多人走了,剩下的活只能自己干。戰爭年月訊息也被中斷
了,他們不知道同盟國那邊的同行們的研究進展到何種地步,更不知道實驗室里那群生龍
活虎的小伙子們現在是死是活。他們在一起除了討論物理問題,就是詛咒什麼時候這該死
的戰爭究竟會結束。
一天下午,玻爾順手接過了看門人遞給他的報紙,上面的頭版是“海軍大臣丘吉爾的
疏忽導致加里波第半島的冒險慘遭失敗。”他也沒有認真讀,就塞在紙簍里。當時報上的
此類消息實在太多了。
但是緊接而來的消息讓玻爾和盧瑟福都大吃一驚,他們知心的同事,幾個月前還活蹦
亂挑的棒小伙,學界難得的人才莫塞萊在那場戰役中犧牲了。
莫塞萊死了!!
玻爾難過地彎下腰來直捶自己的腦袋,後悔當初該勸住他不要上戰場的。而素來灑脫
過人的盧瑟福的眼睛也閃出了晶瑩的淚花。
玻爾怎麼也難想象那顆無知的子彈是怎樣擊中了莫塞萊的心臟,而莫塞萊又是怎樣倒
在泥濘的戰壕里痛苦地掙扎。當人類僅因擊斃一個士兵而多了一枚愛國勳章時,金燦燦的
諾貝爾物理獎獎章卻註定不能落在這位極有才氣的年青人身上,那年他才僅僅二十七歲。
天昏地暗的一次大戰總算結束了,戰場上倖存的小伙子們紛紛回到實驗室,然而玻爾
要離開實驗室和陪他度過生命中的黃金歲月並一起經歷過戰爭煎熬的同事們了。他要回到
自己的祖國另外開創一番事業。
盧瑟福一直送他到碼頭,一路上向來健談的他沉默不語,倒是玻爾不停地找到話題。
海闊天藍,遠處的游弋的漁船還沒來得及拆下炮架,朝陽下的彩霞似乎仍被硝煙所彌
染。
玻爾登上船頭時仍不停地向盧瑟福揮着手,他和盧瑟福心裡都明白,如果玻爾不走,
盧瑟福退休後一定會把當時這座世界上最好的實驗室的主任讓給他的,這是讓任何物理學
家夢寐以求的職位,然而玻爾深知自己在實驗上並無天賦,他決心回到哥本哈根去建立一
個專門從事理論工作的研究所。
1920年9月15日,正是丹麥雲霧瀰漫的秋季,哥本哈根大學的理論物理研究所正式掛
上了招牌。選在這樣的日子裡,可能預示着這個研究所的一群年青人最終會為人類在迷霧
中探出一條路來的。
玻爾是以怎樣高興的心情迎接來賓的呀,開幕式上坐滿了物理學界的精英。玻爾用他
那低沉的嗓音打動着聽眾:
“我們知道,在科學的發展史上,一個人通常是不能確保自己是有所建樹的。很可能
出現一些障礙,只有新的觀點才能克服它們。因此,特別重要的是不能只依靠個別科學家
的天才。
在這裡我們將持續產生具備科學方法並能出成果的年青科學家,這一任務要通過我們
激烈的討論來進行。在年青人作出貢獻的同時,新的血液和新的觀點也會問世。”
大家熱烈地鼓起掌來。
更令玻爾激動的是見到了久別的良師益友盧瑟福教授。這位教授和玻爾一家剛見面就
把玻爾四歲的大兒子克里斯蒂安一把抱起來,嚇得小傢伙伏在那個新西蘭人寬闊的肩膀上
哭了。
玻爾熱情地帶着客人們參觀這座新建築。走上幾步台階,穿過一扇雙層大門,就來到
了前廳和報告廳。報告廳里排滿了階梯式座位,前排是一面大得驚人的黑板,很多重要的
公式將在這裡討論。
圖書館在二樓,從窗戶里可以看見公園裡恬靜的老人坐在長椅上,而孩子們在草地上
盡情嬉戲。
最上一層是餐廳,咖啡,奶酪和丹麥三明治是常年供應的。後來證明,在這裡喝咖啡
聊天所誕生的新思想比正式的討論班上還要多。
其餘的房間是實驗室和辦公室,但是既然掛的是理論研究的招牌,所謂實驗室就形同
虛設了,它經常成了閒暇時工作人員打乒乓球的去處。
當1921年1月18日,研究所正式開張後,玻爾把自己的書籍和文稿都搬僅辦公室來了
。他坐在辦公桌前,掏出鋼筆吸飽了墨水,在信紙上寫下第一封信當然是給盧瑟福。這個
研究所很快就要成為自古希臘的柏拉圖學院以來最負盛名的研究中心了。
1922年11月里的一天下午,伏在辦公桌上奮筆急書的玻爾突然接到了從瑞典斯德哥爾
摩來的電話。電話里委婉地說道,玻爾教授最近是否有空到斯德哥爾摩來一趟?玻爾睜大
了眼睛,這只能意味着一件事——今年的諾貝爾物理獎的桂冠將落到自己頭上,怎麼不令
人興奮呢?他馬上回家把這個喜訊告訴自己的妻子。
結果一貫遲鈍的玻爾又慢了一拍,幾乎哥本哈根全城的人都比他知道得早,走在路上
即使連街頭賣冰淇淋的老頭都向他打招呼表示祝賀,而他美麗的妻子不僅早就精心準備了
佳餚,而且特地把家裡珍藏的香檳酒拿了出來,一進門孩子們紛紛獻上帶巧克力味的吻。
玻爾和家人們歡聚了一夜。
全丹麥的人都被驚動了,人們沒有想到這個向來只出產小麥和牛肉的小國會出現一個
大科學家。玻爾一回到實驗室就被同事們拋的彩帶罩了一滿頭,有人捧來了蛋糕,有人奏
起了小夜曲。
世界各地的電報象雪片一般飛來,但是玻爾最先接到的自然是來自英國卡文迪許實驗
室里的那一封。盧瑟福在電報中祝賀道:我們這裡的每一個人都衷心祝賀你榮膺諾貝爾獎
,而且大家都知道,這只不過是個時間問題。這是對你傑出工作的最高確認,最後祝你在
斯德哥爾摩愉快。“
文如其人,盧瑟福還是那樣快言快語。玻爾手捧着電報深深地激動了,他回想起在實
驗室里12年來的日日夜夜,那些親如兄弟的戰友們,還有這位亦師亦友的新西蘭大漢。
12月10日是諾貝爾的誕辰,也是諾貝爾獎頒發的時候。斯德哥爾摩的大街上積雪很深
,斜斜的陽光下,印有黃十字的瑞典國旗在微風中飄蕩,這說明今天是多麼重要的一天。
玻爾和當年的化學獎得主阿斯頓,文學獎得主西班牙作家貝拿凡塔一起坐在了領獎台
上。
“尼爾斯·玻爾!”當這個名字迴蕩在大廳中時,玻爾站起來向觀眾鞠躬致意。大會
主席鄭重地宣布:“鑑於他在原子結構和原子放射性的研究工作作出了突出的貢獻而授予
他諾貝爾獎金。”
然後按照大會的例程,玻爾要發表演講。
他簡要回顧了人類在最近二十年對原子結構的研究成果和自己提出的新猜想。
然後他宣布了一條激動人心的消息:元素周期表上第七十二號元素已經找到了,按照
玻爾的理論這個失蹤了的元素應該和第二十二號元素鈦,第四十號元素鋯的性質應該相近
,而不是和它臨近的稀土族的元素性質相似。
這是研究所里的好友海烏希送給玻爾最好的禮物。他和另一個名叫考斯特的荷蘭人合
作,用X射線分析了各種礦石,終於把這個神秘的元素找了出來。海烏希在玻爾受獎的前
一天晚上打電話告訴他這一喜訊,電話那端的玻爾沉默了一會,問這種新元素給起了什麼
名字,海烏希說就叫鉿吧,這是取自哥本哈根的舊名哈弗尼亞的頭一個音節。
講到這裡,玻爾的聲音有些哽咽,他想起了莫塞萊,那個最早預言鉿的小伙子,要是
他今天在這裡會是多麼興奮呀!
最後玻爾象預言家一般加上了告誡性的話,目前我們的理論還剛剛開始,還遠談不上
完備,前進的道路還是曲折的,也許我們的思想還要進行進一步的更新。
玻爾回到哥本哈根不久,就碰到了件尷尬事。當研究所的同事們還在高聲歡呼鉿的誕
生時,一位頭髮花白的愛爾蘭老化學家就提着試管找到了玻爾,他聲稱早在1913年就找到
了這個神秘的七十二號元素,並且他早就為它取好了名字,叫做“鋸”,以紀念愛爾蘭的
古老部落倨爾特人。
研究所里的人有的吃驚,有的憤怒,這不把玻爾多年的心血否認了嗎?而玻爾本人在
屋裡轉來轉去。玻爾是個老實人,不知道怎麼說服這個倔強的老頭兒而又不傷他的自尊心
。不過最終玻爾還是鼓起勇氣告訴他:他的樣品是經不起X光機下的檢驗的。可憐的老頭
兒還處在上個世紀用酒精燈和試管來研究物質的時代,他可從沒見過如此設備龐雜的X光
機,他徒勞地爭辯了幾句,最終還是悻悻地走了。
這只不過是研究所的小插曲而已,事實上當時很多物理學家,不管是激進派還是保守
派,都不是對玻爾的半經典半量子的理論很滿意的。
盧瑟福就曾經這樣跟玻爾笑着說,我說尼爾斯,你乾脆向物理學家們建議每星期一、
三、五都採用經典的規律,每逢二、四、六就採用新的量子學得了。
在1913年英國的一次物理學例會上,人們紛紛請德高望重的經典物理學家萊列勳爵發
表一下對當前物理學的看法。
老萊列首先說,自己作為一個超過60歲的老人,就不應該對物理學的新思想指手劃腳
,大家都被老人的坦誠所感動。但是很快萊列就加上了這樣的話:“但我還是很難相信,
玻爾他們的想法就能反映自然界正確的一面。”
不光是年紀大的人,德國年輕有為的實驗物理學家奧托·斯特恩比玻爾還小三歲,就
曾當眾說道:“要是他們(指玻爾)的胡說八道都是真的,那我只好轉行了!”
威望向來孚眾的英國皇家學會會長湯姆遜根本不相信玻爾的理論,他認為玻爾任意規
定的量子化條件只不過在掩蓋無知。
革命的一派則怎麼也找不到更新的想法。
解鈴還需系玲人,玻爾自己引出的麻煩還得自己來解決,1922的玻爾雖然身獲諾貝爾
獎已算功成名就,但他當時發展的那套叫做舊量子論,這離量子力學的真正建立還有很長
的一段路要走……
打破這個僵局先是一個誰也沒有想到的人。