尼尔斯·玻尔是一个典型的丹麦人,尤其令人难忘的是他的大鼻子。如果看到他父亲
和兄弟的照片,就会明白这是他们家族的标志之一。
小时候玻尔就活泼好动,他经常喜欢顺着螺旋型的爬梯攀到钟塔的最顶一层,每每会
引起在塔下的教堂中祈祷的大人们的阵阵惊叫。更奇怪的是小玻尔这么做既不是和伙伴们
好勇斗狠,也不是为了眺望远处海港里的片片白帆,而仅仅想了解大钟的指针到底是怎么
转动的。
很难想象一个几岁的小孩会对密密麻麻的齿轮感兴趣。但在玻尔家里看来这绝对算不
上好事,这是玻尔的父亲一次下班回来发现玻尔坐在地上把家里唯一的大挂钟解构成一堆
齿轮和发条时深刻意识到的。
很快小玻尔成为家里的义务修理师,但是经玻尔修理过的东西显然起色不大。慢慢大
家发现,与其说玻尔是想把它修好,还不如说他仅仅是想了解其中的结构而已。
一次,玻尔选中了父亲那辆还算新的脚踏车,不过这可是个大家伙,一个人对付不了
。玻尔发动了自己的小伙伴们,孩子们一番努力将车的飞轮卸了下来。到往上在装的时候
可就犯了难。这时玻尔发挥了自己的天赋的领导才能,他有条不紊地指挥这个扶住车子,
那个紧上螺丝,大家忙了一上午总算装拼成功,虽然第二天玻尔倒霉的父亲刚骑上去不久
,飞轮就在主人的惊呼声中远远地飞了出去。
这是玻尔第一次认识到合作的重要性,有些事情纵使是天才也不能独自完成的,若干
年后玻尔组织一批人象拆卸那辆自行车一般拆卸原子时,心中的想法也是一样的。
在玻尔读书的时候,小伙子在物理和数学上的逼人才气已经展现出来。他的弟弟海拉
德,拆卸飞轮时的“帮凶”之一,亦是聪敏过人。在球场上,兄弟俩一个充任中卫,一个
担当门将。但是球风凶悍的海拉德的辛苦往往被漫不经心的门将玻尔所废弃。往往当球朝
球门直飞来的时候,玻尔的脑子里还在转着些复杂的公式。他命中注定不是来扑救这种黑
白相间的足球的,而是一种叫原子的小球的。
这时的玻尔在学生中的印象是迟钝,不光踢球时如此,平时任何一件事反应最慢的就
是此君。和小时相反,现在的玻尔更喜欢沉迷于哲学思辨中。除了哲学和足球之外,自小
就手拙的玻尔更喜欢跑到实验室里去。尽管实验室的老师并不欢迎这个创造了一年内打破
玻璃器皿的最高记录的学生。
一次,实验室里传来轰地一声巨响,连校长室里的人都给惊动了。秘书朝外看也没看
就安慰慌乱的校长道:“不要紧,肯定又是那个叫玻尔的学生给弄的。”
看来除了玻尔不足称道的实验技能之外,他的好奇心也委实过强了点儿。
但是此时的玻尔已经立志把物理作为自己的终身职业了,年仅二十一岁的他出手不俗
,在一次科学院悬赏征求有关液体表面张力的论文中获得金质奖章,得到当时最有名气的
物理学家瑞利的首肯。
这一年当真喜事连连。他的兄弟海拉德作为丹麦队国家队的中场核心在英国举办的奥
运会中大显神威,而玻尔作为替补在卖力地挥动着手中的红白两色国旗。赛后,大鼻子兄
弟成为丹麦球迷们议论的核心。多少年后,有人看到报纸上玻尔手捧诺贝尔奖的金质奖章
的照片时,心里还在纳闷:这个大鼻子看起来怎么就这么眼熟呢?
不久玻尔的博士论文答辩就开始了,他的题目是《金属电子理论的研究》。他又创了
一个记录,只用一个小时就以博士的身份离开了学校。希加德教授第一个发言,也只能从
文法修辞方面挑些纰漏,其他人则都是不停的赞誉。
小小的答辩室挤满了人,大家都对这个年青人和他的理论感兴趣。不过更使记者感兴
趣的是丹麦国家队的成员一个不少地都在那里,球员们都坦然承认他们听不懂玻尔兄弟的
讲演,但这并不妨碍帮他们助威,不管在球场上,还是在答辩室里。
但是这次玻尔象在球场上无所事事的守门员一样显然没有扮演重要角色。他讲完匆匆
拎起书包就走了,原指望看到法庭里类似的指控和辩诉的情形的人大失所望。
玻尔的理论太过新颖,以至没人能向他发问。
凭心而论玻尔对自己这篇花了两年时间准备的论文是不满意的,里面用了大量的经典
公式推出意义不大的结果,他认识到要解决电子之类微观的东西,原有的观念必须舍弃。
若是十年以后的玻尔看到这篇文章,他会飞快地揉作一团丢在废纸篓里的。
不过这几年也算没白过,至少他凭自己的才华结识了后来的玻尔夫人,当时年轻貌美
的玛格丽特小姐。
经过一个暑假的休憩,玻尔来到了英国的剑桥。这里是公认的物理学的发祥地,如果
一个学物理的没有来过这里,仿佛穆斯林没有到过麦加朝觐。在这座宁静的校园里升起过
多少辉煌的明星呵。仅牛顿一人就称得上气盖百世。他的耳畔想起了斯宾塞的诗句:
“剑桥,我的母亲,
在她那顶冠冕上,
缀有多少睿智,多少冥思……”
当他漫步在三一学院时,总感到巨人牛顿的眼光在不远处盯着自己。牛顿在这里度过
了他一生中的大部分,这里的每寸土地都留有他的脚印,他曾经坐在这里的草坪上和热心
的学子们讨论上帝之谜,也许就是在这棵苹果树下悟出了万有引力定律。最终是他使三一
学院的威名远播,而学院院长的职位成了学界荣耀的象征。
玻尔工作的单位就在卡文迪许实验室,人们怎么也没想到他竟和主任卢瑟福先生成了
莫逆之交。他们一个身高体壮,声若洪钟,一个温文尔雅,慢声细气;一个来自新西兰的
农庄,一个出身于哥本哈根大学的教授家庭;一个脾气暴躁,一个内向迟钝。再想找两个
脾性反差如此之大的人只怕就不易,他们怎能谈的来呢?而且玻尔的实验能力实在不敢恭
维,可卢瑟福总是一副信任有加的样子。
卢瑟福的想法是卡文迪许实验室能动手的人着实不少,但是真正具有物理头脑,并兼
备深厚的数学功底的人并不为多。玻尔这个人看似迟钝,但他的思想磅礴大气,浑然天成
,别人是万万比不来的。而卢瑟福本人的理论功底算不上突出,这就更需要人在旁边辅佐
。
卢瑟福的成功的实验引起玻尔很大的兴趣,他整天纠缠于线圈和导线之间。闲暇的时
候则是在思考卢瑟福的原子结构。显然,这个模型也有经典物理所不能理解的内容,电子
在核内如此高速地运转,如何能量不会耗尽呢?这个问题是致命的。
此时的玻尔有幸了解到普朗克的量子假说,或许卢瑟福原子中的电子也是受量子作用
支配的呢?
他开始通过计算来验证自己的想法,往往从早忙到晚。连素来精力过人的卢瑟福也不
由得叹服。但结果却总是不如人意,捣蛋的原子是不肯轻易就范的。一切都是苦无头绪。
从此玻尔象换了个人一般。晚上人们经常可以看到一个白色的幽灵在实验室徘徊,深
夜里还听的见单调的皮鞋声。白天则一动不动的坐着,脸上仿佛失去了表情,眼睛也是浑
浊的,简直是个痴呆症患者,连卢瑟福也暗暗担心了。
终于有一天,玻尔突然径直站了起来,冷静地说道:“也许我知道了什么。”然后麻
木已久的脸上微微泛出红润。
“你们谁能告诉我关于原子和电子的性质,越详细越好。”当玻尔准备走出大门的时
候,突然想起来什么回过了头。
一个同事向他介绍道,原子的化学性质呀,磁性呀,旋转呀,光谱公式呀……
“等等,光谱哪有什么公式?”玻尔突然打断道。
“你会不知道光谱公式?”同事迷惑地望着他,但还是不厌其烦地讲起来这是一个多
么漂亮的公式,如何解决了很多问题。
玻尔没等他说完,就飞奔图书馆。马上他就查到了那篇短短的巴尔末公式。这个公式
因为形式完美,几乎所有的理论物理学家都知道,偏偏玻尔将它漏过。
玻尔那双锋利的眼睛仅仅扫过几行,他就听见自己心脏的强烈跳动了,找的就是它!
那时侯人们研究原子最有效的方法是观察它的光谱。牛顿当年就让一束日光通过三棱
镜,分成七种颜色,这实际上就是光谱。后来在19世纪,英国的沃莱斯顿和德国的夫琅和
费分别发现了太阳光中总有几条暗线,后来发现暗线达上千条之多。
随着实验的发展,人们发现在酒精灯的火焰上撒上食盐(氯化钠),就会观察到一条
宽阔的黄色光谱。这实际上就是钠元素本身的标志。每种元素都有自己的标志。只要该种
元素存在,哪怕只有极少一点儿,也会观察出来。而太阳光中的暗线则意味着阳光在穿越
这些元素时遭到吸收。于是我们只须对照一下光谱本上的光谱,就会查到太阳上有什么元
素。有些神秘的暗线则意味着新元素的出现。然而原子发光的秘密始终没人给出合理的解
释,现在轮到玻尔了。
中学教员巴尔末是在1885年提出这个公式的,那次也属偶然。他闲来无事,将氢原子
的几条谱线的波长的数值当一般的数字游戏玩耍,它们是6526.79,4861.33,4340.45,4
101.73等等。但是很快发现了一个惊人的规律,每一个数字都是和一个自然数相关的,比
如6526.79正比于3,4861.33正比于4,4340.45正比于5等等。
这是个了不起的发现,可是谁也将它解释不了,在一次学界聚会的最后一天晚上,两
个物理学家为明天的远别在一家酒店干完最后一杯。小个的中年人紧紧拥抱着大个的年青
人,并送他一个笔记本作为纪念。大个的那个则终生也忘不了扉页题的词:“什么时候解
决了巴尔末的公式之迷,我一定请你在这个酒店痛饮葡萄酒。”小个的教授名字叫索末菲
,大个的年青人叫德拜,他们都是后来对量子力学的发展作出贡献的人。
玻尔可不这样认为,在向来充斥着小数点的物理学里居然会出现1,2,3之类的整数
,这和普朗克的量子观点不谋而合。看来古希腊毕达哥拉斯鼓吹上帝偏爱自然数也是有其
道理的。
光谱公式两个最普通的地方,泄露了上帝的秘密。减号和数字3,4,5,6的交替。玻
尔经过深思熟虑后,终于发现了真理。
减号的两端联系了两个和整数相关的量。因为第一个数减去第二个数,就产生了一分
频率固定的光。而巴尔末公式里的平方的倒数使玻尔更是激动不已:电子绕原子核旋转时
的能量也是和平方成反比的呀。这样说来,减号两端的量都是和原子能量相关的。事情到
此再清楚不过了,光所带走的能量就是原子所失去的能量。原子发光看似神秘,说穿了却
也很平常。
显然原子的能量不是连续的,而象阶梯一样是一步步的。每个阶梯对应的能量叫做能
级。每一个能级对于电子这辆微型汽车来说都是一条公路,可是调皮的电子可以从一条公
路跳到另一条公路,而不怕交警递给它的罚单。当电子从高能级跳到低能级的时候,就会
发出光线;当光线从原子经过的时候,就会将其中的几根光线吸收。无论发射还是吸收,
导致原子能量的变化与神秘的普朗克常数有关。从而氢原子的各条光谱是由原子跃迁的始
末能级,当然这整数有关了。
而且,玻尔断言在每一个能级上原子是绝对稳定的,不会朝外辐射能量。即使辐射能
量,原子也是一次就发出的,发射完原子又恢复到稳定的状态。这样卢瑟福关于原子结构
的行星模型的稳定性也得到了解释,真是一举几得。
玻尔将自己的研究成果整理出来,交给卢瑟福看。不久他就收到答复:你的理论在解
释氢原子光谱上算得上是完美卓绝,可是你又怎能把普朗克的奇怪理论和经典力学结合在
一起呢?
实验物理学家接受新思想总是比作理论的人慢上一拍。卢瑟福也不例外,作为一个典
型的实用主义者,他还不能理解普朗克那些无用的量子究竟会在自己的实验室里扮演什么
角色。
在他看来,一个电子就象是绕着花朵飞舞的蜜蜂一般。他提出反驳玻尔的论据是:请
你说出电子从一个稳定状态跳到另一个稳定状态,它是怎样决定自己的频率呢?难道电子
事先就知道自己该落在哪条轨道上?
玻尔当时就是一愣,迟钝的他不可能当场找到辩词的。不过玻尔是个痴迷的人,立时
没想通的事情过后也要慢慢想。这时他的脑海里第一次升起“概率”这个词,电子从高能
级跃迁下来,它到任何一条轨道都是有一定几率的,就象赌徒们扔下骰子,他也把不准自
己会扔到1还是扔到6,这个观念最终导致了量子力学的几率解释,从而引发了一场亘古未
有的大辩论。
当时玻尔还想不到这么深远,但他觉得一个新理论出来不可能面面俱到,只要有一点
合理的地方就应该来出来让大家讨论,何况它还很完美地解释了氢原子发光的问题呢。
玻尔斟词酌句地在论文中展出了自己的思想,经过反复修改,终于完稿。卢瑟福看了
之后,笑道,你这篇论文未免也太长了,英国人跟你们可是不同呢,他们总是以简洁为美
,而你们日尔曼更喜欢长篇大论。
可是在玻尔看来,从这篇每个单词都是心血的论文中删掉一些东西,还不如挖掉自己
的肉呢。不过,玻尔也有办法,他将自己题为《论原子和分子结构》的论文分成三部分发
表在《哲学杂志》上。
于是,玻尔著名的“三步曲”诞生了。
在这篇具有划时代意义的文章中,玻尔将普朗克的量子理论引入到卢瑟福的原子模型
中去,并且提出能量的发射和吸收并不象以前人们认为的那样是连续的,而仅仅是原子从
一种稳定状态过度到另一种稳定状态时才具有的。原子处于通常的状态时,无论电子怎么
转都是稳定的。
学界从玻尔造成的轩然大波中清醒后的第一件事就是让玻尔提供实验证据。这对玻尔
来说是傻眼了,但绝难不倒卢瑟福。他给他的老友伊万斯去信让他去测量氦气的光谱。
玻尔的论文中预言了皮克林和福勒发现的几条光谱线不是属于氢,而是属于氦的。当
伊万斯这位实验老手将纯净的氦气充满玻璃试管并测量后,验证了玻尔的结论。
福勒本人不同意玻尔的结论,他这些即使是氦的光谱它们的波长也和玻尔计算的有偏
差。玻尔则认定福勒所测到的只不过是被剥夺了一个电子的氦原子的光谱;经过修正玻尔
把他这种偏离了的光谱也计算出来,和福勒的数据完全吻合。自此玻尔的大名和他的理论
远播欧陆。
当在维也纳的爱因斯坦知道这个消息时,也是大吃一惊。他当即认为这是人类少有的
重大发现之一,但是在一次聚会上,爱因斯坦终于支支吾吾地说了句坦白话:“我想,可
能在某一天,我也产生过类似的想法,可我没有勇气公布于众……”
千万不要用世俗的眼光去看爱因斯坦,认为他的这个马后炮不过是在挽回自己的面子
。爱因斯坦一贯是个严肃而认真的人,何况他当时正在从事高难度的引力理论,这一点也
不损害他的形象。
如果把物理学家比作与上帝弈棋的人,爱因斯坦则是思路深远的高手,他深知这一步
下去会导致怎样的结果。这最终将会使得概率观点在人们对自然界的解释中与站上风,但
这与他终身信仰的决定论思想是尖锐矛盾的。
若干年后,他孤身一人面对众多信奉量子力学的人半开玩笑半认真地说道:“我不相
信上帝会掷骰子。”
爱因斯坦和学界的分歧就起源于此时,但当时爱因斯坦是想不到那么多的。他以无比
的兴奋赞扬道:“这些不牢靠而且互相矛盾着的基本原则,却足以能使具有玻尔那样独特
直觉和理解力的人发现光谱线和原子电子壳层的一些重要定理,无论怎么看来都是一场奇
迹。仅此一项,玻尔便可名垂千史。”
玻尔象个在田间劳作了一年的老农,现在他要收获他的果实了。他首先把目光集中到
了元素周期表。
元素周期表是上个世纪七十年代由俄国的门捷列夫提出来的。当时无论在什么人看来
这都是人类的一次巨大胜利。门捷列夫根据周期表预言了几种新元素,类铝(镓),类硼
(钪),类硅(锗)最后一一得到证实,从而元素周期表的名字传便全球。
玻尔根据自己的三步曲提出原子核外有电子在绕它转动,最简单的氢原子外层只有一
个电子,然后随着原子序数而逐渐增加,并形成周期律。当时最多的是核外面有92个电子
。它们在玻尔计算的轨道上一层层垒起来,象儿童们搭的积木一样。既然从没有人象玻尔
那样对元素周期律的本质了解地如此深入,那么玻尔也该对元素周期律说些什么了。
这时卡文迪许实验室里精干的小伙子莫塞莱帮了玻尔的忙。他原来一直再和理查·达
尔文(著名的生物学家达尔文的孙子)联手在曼彻斯特研究X射线,当他一了解玻尔的理
论,就找到玻尔要求合作。
当时,大部分人认为玻尔的理论不过是一堆数学游戏而已,而莫塞莱决心在X射线上
为玻尔找到证据。他的想法是:X射线是从原子内部的电子产生的,那么我只要测得一系
列元素的X射线谱,那么不就可以验证玻尔的结论了?
在实验室里人们向来公认莫塞莱的活力是不下主任卢瑟福的。从下午3点到晚上3点,
他都泡在了实验室。很快他找到了需要的东西,一个长一码,直径一英尺的玻璃圆桶,在
圆桶中心放上了一节玩具火车和轨道,在X射线的照射下,将盛着样品小车拉来拉去。
底片的结果是惊人的,它们呈现出周期性的变化,玻尔胜利了。
在论文中莫塞莱指出他的这种方法还可用来发现一些“失踪”的元素,并预言这些元
素光谱的性质。以电量为一个单位,在一号元素氢和九十二号元素铀之间,只有第四十二
,第四十三,第七十二和第七十五号元素没有发现。没有几年莫塞莱预言的元素均被找到
。
自此莫塞莱成功地解释了周期律,这是当时与卢瑟福发现原子核,玻尔解释氢原子发
光并称的物理学三大发现。而这三大发现本身又是密不可分的。
但是,第一次世界大战的阴云开始笼罩了欧洲。卡文迪许实验室的小伙子们都走了,
波林去了兵工厂,弗劳伦斯和安德拉德当了炮兵,就连闻名学界的莫塞莱也穿上了威武的
军装。
不过莫塞莱是真心实意地为国家背上步枪的。他本来作为杰出的学者,有权拒绝兵役
的。但他作为英格兰人,国家开仗而自己龟缩在后方实在是耻辱。他脱下白大褂,戴上钢
盔,在一个阳光明媚的早上离开了实验室。在离开之前,他把心爱的仪器X光机擦了又擦
,并一再叮嘱手拙的玻尔千万不要弄坏了。
卢瑟福有力地握住了莫塞莱的手,并用他那特有的坚定的眼神向他预祝好运。而一向
沉默的玻尔也絮絮叨叨地要他注意安全。
莫塞莱是天生的乐天派,他耸了耸身上的肌肉让忧心忡忡的人们放心。当他走出院子
时,还传来他那高亢的声音:“再见了,朋友们,我还要回来的!”
卢瑟福和玻尔以为他们的实验室办不下去了,适龄的年青人都在战场上,而无论是官
方还是私人对实验室投资的兴趣都不大了。最重要的是赢得战争,哪还顾得上原子究竟是
什么样子呢?
第二天玻尔心情惆怅地走到报告厅门口,往常这里应该挤满了人来听这位原子大师的
讲座。今天也许只有我一个人了吧,玻尔边想边走了进去。
大出玻尔意外的是,大厅里仍然坐满了人!所有人的目光中充满了激情。看来即使在
最战乱的时候,也不能阻止人们对科学的向往。
玻尔和卢瑟福分外忙碌,很多人走了,剩下的活只能自己干。战争年月讯息也被中断
了,他们不知道同盟国那边的同行们的研究进展到何种地步,更不知道实验室里那群生龙
活虎的小伙子们现在是死是活。他们在一起除了讨论物理问题,就是诅咒什么时候这该死
的战争究竟会结束。
一天下午,玻尔顺手接过了看门人递给他的报纸,上面的头版是“海军大臣丘吉尔的
疏忽导致加里波第半岛的冒险惨遭失败。”他也没有认真读,就塞在纸篓里。当时报上的
此类消息实在太多了。
但是紧接而来的消息让玻尔和卢瑟福都大吃一惊,他们知心的同事,几个月前还活蹦
乱挑的棒小伙,学界难得的人才莫塞莱在那场战役中牺牲了。
莫塞莱死了!!
玻尔难过地弯下腰来直捶自己的脑袋,后悔当初该劝住他不要上战场的。而素来洒脱
过人的卢瑟福的眼睛也闪出了晶莹的泪花。
玻尔怎么也难想象那颗无知的子弹是怎样击中了莫塞莱的心脏,而莫塞莱又是怎样倒
在泥泞的战壕里痛苦地挣扎。当人类仅因击毙一个士兵而多了一枚爱国勋章时,金灿灿的
诺贝尔物理奖奖章却注定不能落在这位极有才气的年青人身上,那年他才仅仅二十七岁。
天昏地暗的一次大战总算结束了,战场上幸存的小伙子们纷纷回到实验室,然而玻尔
要离开实验室和陪他度过生命中的黄金岁月并一起经历过战争煎熬的同事们了。他要回到
自己的祖国另外开创一番事业。
卢瑟福一直送他到码头,一路上向来健谈的他沉默不语,倒是玻尔不停地找到话题。
海阔天蓝,远处的游弋的渔船还没来得及拆下炮架,朝阳下的彩霞似乎仍被硝烟所弥
染。
玻尔登上船头时仍不停地向卢瑟福挥着手,他和卢瑟福心里都明白,如果玻尔不走,
卢瑟福退休后一定会把当时这座世界上最好的实验室的主任让给他的,这是让任何物理学
家梦寐以求的职位,然而玻尔深知自己在实验上并无天赋,他决心回到哥本哈根去建立一
个专门从事理论工作的研究所。
1920年9月15日,正是丹麦云雾弥漫的秋季,哥本哈根大学的理论物理研究所正式挂
上了招牌。选在这样的日子里,可能预示着这个研究所的一群年青人最终会为人类在迷雾
中探出一条路来的。
玻尔是以怎样高兴的心情迎接来宾的呀,开幕式上坐满了物理学界的精英。玻尔用他
那低沉的嗓音打动着听众:
“我们知道,在科学的发展史上,一个人通常是不能确保自己是有所建树的。很可能
出现一些障碍,只有新的观点才能克服它们。因此,特别重要的是不能只依靠个别科学家
的天才。
在这里我们将持续产生具备科学方法并能出成果的年青科学家,这一任务要通过我们
激烈的讨论来进行。在年青人作出贡献的同时,新的血液和新的观点也会问世。”
大家热烈地鼓起掌来。
更令玻尔激动的是见到了久别的良师益友卢瑟福教授。这位教授和玻尔一家刚见面就
把玻尔四岁的大儿子克里斯蒂安一把抱起来,吓得小家伙伏在那个新西兰人宽阔的肩膀上
哭了。
玻尔热情地带着客人们参观这座新建筑。走上几步台阶,穿过一扇双层大门,就来到
了前厅和报告厅。报告厅里排满了阶梯式座位,前排是一面大得惊人的黑板,很多重要的
公式将在这里讨论。
图书馆在二楼,从窗户里可以看见公园里恬静的老人坐在长椅上,而孩子们在草地上
尽情嬉戏。
最上一层是餐厅,咖啡,奶酪和丹麦三明治是常年供应的。后来证明,在这里喝咖啡
聊天所诞生的新思想比正式的讨论班上还要多。
其余的房间是实验室和办公室,但是既然挂的是理论研究的招牌,所谓实验室就形同
虚设了,它经常成了闲暇时工作人员打乒乓球的去处。
当1921年1月18日,研究所正式开张后,玻尔把自己的书籍和文稿都搬仅办公室来了
。他坐在办公桌前,掏出钢笔吸饱了墨水,在信纸上写下第一封信当然是给卢瑟福。这个
研究所很快就要成为自古希腊的柏拉图学院以来最负盛名的研究中心了。
1922年11月里的一天下午,伏在办公桌上奋笔急书的玻尔突然接到了从瑞典斯德哥尔
摩来的电话。电话里委婉地说道,玻尔教授最近是否有空到斯德哥尔摩来一趟?玻尔睁大
了眼睛,这只能意味着一件事——今年的诺贝尔物理奖的桂冠将落到自己头上,怎么不令
人兴奋呢?他马上回家把这个喜讯告诉自己的妻子。
结果一贯迟钝的玻尔又慢了一拍,几乎哥本哈根全城的人都比他知道得早,走在路上
即使连街头卖冰淇淋的老头都向他打招呼表示祝贺,而他美丽的妻子不仅早就精心准备了
佳肴,而且特地把家里珍藏的香槟酒拿了出来,一进门孩子们纷纷献上带巧克力味的吻。
玻尔和家人们欢聚了一夜。
全丹麦的人都被惊动了,人们没有想到这个向来只出产小麦和牛肉的小国会出现一个
大科学家。玻尔一回到实验室就被同事们抛的彩带罩了一满头,有人捧来了蛋糕,有人奏
起了小夜曲。
世界各地的电报象雪片一般飞来,但是玻尔最先接到的自然是来自英国卡文迪许实验
室里的那一封。卢瑟福在电报中祝贺道:我们这里的每一个人都衷心祝贺你荣膺诺贝尔奖
,而且大家都知道,这只不过是个时间问题。这是对你杰出工作的最高确认,最后祝你在
斯德哥尔摩愉快。“
文如其人,卢瑟福还是那样快言快语。玻尔手捧着电报深深地激动了,他回想起在实
验室里12年来的日日夜夜,那些亲如兄弟的战友们,还有这位亦师亦友的新西兰大汉。
12月10日是诺贝尔的诞辰,也是诺贝尔奖颁发的时候。斯德哥尔摩的大街上积雪很深
,斜斜的阳光下,印有黄十字的瑞典国旗在微风中飘荡,这说明今天是多么重要的一天。
玻尔和当年的化学奖得主阿斯顿,文学奖得主西班牙作家贝拿凡塔一起坐在了领奖台
上。
“尼尔斯·玻尔!”当这个名字回荡在大厅中时,玻尔站起来向观众鞠躬致意。大会
主席郑重地宣布:“鉴于他在原子结构和原子放射性的研究工作作出了突出的贡献而授予
他诺贝尔奖金。”
然后按照大会的例程,玻尔要发表演讲。
他简要回顾了人类在最近二十年对原子结构的研究成果和自己提出的新猜想。
然后他宣布了一条激动人心的消息:元素周期表上第七十二号元素已经找到了,按照
玻尔的理论这个失踪了的元素应该和第二十二号元素钛,第四十号元素锆的性质应该相近
,而不是和它临近的稀土族的元素性质相似。
这是研究所里的好友海乌希送给玻尔最好的礼物。他和另一个名叫考斯特的荷兰人合
作,用X射线分析了各种矿石,终于把这个神秘的元素找了出来。海乌希在玻尔受奖的前
一天晚上打电话告诉他这一喜讯,电话那端的玻尔沉默了一会,问这种新元素给起了什么
名字,海乌希说就叫铪吧,这是取自哥本哈根的旧名哈弗尼亚的头一个音节。
讲到这里,玻尔的声音有些哽咽,他想起了莫塞莱,那个最早预言铪的小伙子,要是
他今天在这里会是多么兴奋呀!
最后玻尔象预言家一般加上了告诫性的话,目前我们的理论还刚刚开始,还远谈不上
完备,前进的道路还是曲折的,也许我们的思想还要进行进一步的更新。
玻尔回到哥本哈根不久,就碰到了件尴尬事。当研究所的同事们还在高声欢呼铪的诞
生时,一位头发花白的爱尔兰老化学家就提着试管找到了玻尔,他声称早在1913年就找到
了这个神秘的七十二号元素,并且他早就为它取好了名字,叫做“锯”,以纪念爱尔兰的
古老部落倨尔特人。
研究所里的人有的吃惊,有的愤怒,这不把玻尔多年的心血否认了吗?而玻尔本人在
屋里转来转去。玻尔是个老实人,不知道怎么说服这个倔强的老头儿而又不伤他的自尊心
。不过最终玻尔还是鼓起勇气告诉他:他的样品是经不起X光机下的检验的。可怜的老头
儿还处在上个世纪用酒精灯和试管来研究物质的时代,他可从没见过如此设备庞杂的X光
机,他徒劳地争辩了几句,最终还是悻悻地走了。
这只不过是研究所的小插曲而已,事实上当时很多物理学家,不管是激进派还是保守
派,都不是对玻尔的半经典半量子的理论很满意的。
卢瑟福就曾经这样跟玻尔笑着说,我说尼尔斯,你干脆向物理学家们建议每星期一、
三、五都采用经典的规律,每逢二、四、六就采用新的量子学得了。
在1913年英国的一次物理学例会上,人们纷纷请德高望重的经典物理学家莱列勋爵发
表一下对当前物理学的看法。
老莱列首先说,自己作为一个超过60岁的老人,就不应该对物理学的新思想指手划脚
,大家都被老人的坦诚所感动。但是很快莱列就加上了这样的话:“但我还是很难相信,
玻尔他们的想法就能反映自然界正确的一面。”
不光是年纪大的人,德国年轻有为的实验物理学家奥托·斯特恩比玻尔还小三岁,就
曾当众说道:“要是他们(指玻尔)的胡说八道都是真的,那我只好转行了!”
威望向来孚众的英国皇家学会会长汤姆逊根本不相信玻尔的理论,他认为玻尔任意规
定的量子化条件只不过在掩盖无知。
革命的一派则怎么也找不到更新的想法。
解铃还需系玲人,玻尔自己引出的麻烦还得自己来解决,1922的玻尔虽然身获诺贝尔
奖已算功成名就,但他当时发展的那套叫做旧量子论,这离量子力学的真正建立还有很长
的一段路要走……
打破这个僵局先是一个谁也没有想到的人。