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寻找玻尔的足迹:改变世界的玻尔-海森伯格会面

(2017-11-05 17:44:41) 下一个

继续谈我寻找玻尔故居的旅行,这是《在哥本哈根寻找现代物理学巨人玻尔的足迹》长文的结束篇。鉴于大众对纯科学的东西远没有对人世间的故事那么感兴趣,所以我把题目调整了些。

玻尔家族三代都出杰出的学者与科学家,智慧聚集现象没有比玻尔家更浓的了,玻尔的父亲为哥本哈根大学的生理学教授,当时的著名学者。玻尔小时候就在父亲的实验室做实验,中学或大学时期的研究结果获奖,有点如今美国的Intel或Regeneron高中生科学奖拚爹的感觉。玻尔的父亲是丹麦人,但是母亲出身于犹太富商的家庭,把犹太的中东聪明基因带到了北欧。玻尔有个数学家的兄弟,自己就在数学界成名,二人无论在成长还是事业上都关系密切。这位弟弟远比玻尔会打足球,为丹麦获1908年伦敦奥运银牌的国家队队员,玻尔做非国家队的门将则远没有这水平。玻尔和太太共生六个儿子,四个成活,分别是医生、化学工程师、律师和科学家,应该是最小的儿子Aage继承了父业,成为理论物理学家,在父亲去世后也获得了诺贝尔物理学奖。

想到冰心嫉妒别人家的客厅,Aage自己回忆小时候就在高级知识分子圈里长大:"In later life Aage recalled some of the giants of science who had worked in Copenhagen with his father; he met them so regularly that they became his ‘uncles’ – including Uncle Werner Heisenberg (Nobel Prize in Physics 1932) and Uncle Wolfgang Pauli (Nobel Prize in Physics 1945)."。不仅中国人这样称呼,洋人也以“叔叔”相称。Aage也在一处称日本理论物理学家汤川秀树为Uncle Yukawa, 照片中汤川秀树的太太在普林斯顿高等研究院穿着和服。汤川秀树为整个日本的首位诺贝尔奖得主,1949年获奖,应该是东亚国家的首位。

玻尔父子先后成为那所在玻尔死后更名为尼尔斯·玻尔研究所的所长,没有带物理二字,玻尔在1962年去世之前的晚年对分子生物学发生兴趣,应该是受双螺旋结构的鼓舞。办公室墙上挂着玻尔本人和玻尔研究所成员的照片,据说在玻尔去世前世界著名的理论物理学家几乎都在玻尔研究所长期或短期访问过,最后一张照片拍于战后的1946年,房子似乎还没有恢复。玻尔混血的背景使他从照片上看,并不像爱因斯坦般那么像犹太人。当然犹太人随母系,所以玻尔也会有犹太文化的认同,但是玻尔的背景多少使他在第二次世界大战中处于一个十分微妙的处境。

我们知道德国在1940年4月就占领了丹麦,纳粹并沒有动他,玻尔在丹麦一直待到1943年。玻尔家得到消息,德国认为玻尔应划为犹太人,在盖世太保可能抓他的消息传出后,他们家经瑞典逃到英国和美国。第二次世界大战刚结束的1945年他就重回在哥本哈根的研究所。在德国占领期间,玻尔全家仍然住在Carlsberg公司提供的荣誉住宅,玻尔始终享受国宝级待遇,玻尔年轻时去英国留学也是通过Carlsberg啤酒厂设立的奖学金。玻尔确实灵机妙算,玻尔家逃离不久,希特勒便开始将大量的丹麦犹太人投入集中营。

这次我最有兴趣的是海森伯格和玻尔在1941年的改变世界的哥本哈根会悟。我问接待的女士,她告诉我那次会悟发生在Carlsberg荣誉住宅的家中。由于家里可能被盖世太保安了窃听器,所以他们的对话是在附近的草坪上进行的。这次丹麦女士不但否认玻尔向海森伯格透露过任何盟军的意图,甚至认为玻尔当时根本不知道原子弹的制作过程,虽然他以前在理论上涉及过放射性。他们逃到美国后,玻尔父子直接参与了Los Alamos的曼哈顿计划,他们认为是为人类的正义而战。玻尔在美国新墨西哥州看到自己帮助逃离德国的大量犹太物理学家在那里努力工作,他们都明白希特勒拥有原子弹会是多么可怕。玻尔和海森伯格在战后对他们的哥本哈根会面与对话的回忆出入不少,这俩师生也没有进一步的交流,关系基本破裂。英国人以《哥本哈根》为剧名将此事件戏剧化,在伦敦和纽约都演出了几百场。我和丹麦女士谈及此事时,大家都会心地的笑了,因为那毕竟是娱乐。

玻尔和海森伯格最开始在1922年相遇时,玻尔刚获诺贝尔奖,海森伯格还是位学生,他们的关系紧密到玻尔视海森伯格为另一个儿子。作为德国核计划的负责人之一,海森伯格在访问哥本哈根期间,希望他的丹麦科学同行接受德国占领和希特勒统治的现实,他当然认为德国在苏联的前线战役肯定会取得胜利。海森伯格去哥本哈根参加德国组织的会议,玻尔抗议不参加,但是同意私下见海森伯格,会谈的不悦也使玻尔主动终止了谈话。他们俩后来回忆他们的会面地点也有所不同,海森伯格记得在哥本哈根的一个海港;玻尔认为在他的书房。

从一些细节我们可以看出,玻尔关于核武器制造的知识远没有海森伯格那么深刻。海森伯格做过一件可以被德国定为叛国罪的举动,他为玻尔画了一个反应器的图。那并不是原子弹,只是用于浓缩铀和钚的装置,但是玻尔本人并不明白反应器和原子弹的区别。玻尔于1943年扺美国Los Alamos后,把海森伯格那个手绘的反应器的图交给了那里的科学家,盟军通过它一下便知道了纳粹德国的进展。

因测不准原理闻名的诺贝尔奖得主海森伯格主动去见玻尔的目的以及谈了什么,现在仍然是迷。海森伯格为纳粹德国核计划主任,从玻尔的信件似乎透露,海森伯格可能在某种程度上拖延了德国的核武器计划。玻尔从海森伯格处得知德国正在制造核武器时,立即明白它可能对人类文明的巨大破坏作用,海森伯格想通过玻尔与美国等盟军的科学家传递信息:如果双方的物理学家拒绝制造核融合的努力,那么世界终将不会有核武器和它的破坏性。玻尔则认为海森伯格是想从他这里知道更多盟军的情况并且让他相信德国很快就会造成原子弹。当然这是与英法从Dunkirk撤退时为什么德国坦克部队突然停止一样难回答的问题。希特勒如果不大规模反犹,大量犹太科学家留在德国,盟军是很难与他竞争的。我的丹麦教授朋友说海森伯格战后被英国或美国拘捕,这也不对。海森伯格战后完全是位自由人,并且担任德国洪堡学会主席,还到哈佛演讲,直到1976年去世。

与最支持纳粹德国的诺贝尔奖得主Johannes Stark不同,史学家甚至认为海森伯格在某种程度上放缓或终止了德国的核计划。玻尔和海森伯格都是有良知的科学家,虽然他们都忠于自己各自的国家,他们的努力是去发现自然的规律,而不是应用这些新知识去大规模毁灭人类。海森伯格告诉德国经济负责人Albert Speer,制造核武器需要投入巨大人力和物力资源,Albert Speer将此意见转告给希特勒后德国放弃了核计划。海森伯格沒有想到1939年爱因斯坦就为核武器之事上书了罗斯福总统,二战胜利后盟军发现德国的核计划的决心和进展远不及美国。美国曼哈顿计划耗资20亿美元,12万人参加,并且历时5-6年才成功。当时美国的群策群力,可以从诺贝尔物理奖得主费曼日夜投入的为核武器的理论演算中看出。

海森伯格是德国的Lutheran基督徒,而他在职业生涯又是犹太人玻尔的学生,也同情犹太人当时在德国的处境。所以这里就有一个“White Jew”(“白的犹太人”)的概念,白犹太人就是指出身白人基督教家庭但是行为上像是犹太人的人,这些人在当时的德国是会受到攻击的,海森伯格在莱比锡大学就被认为是“白犹太人”。诺贝尔奖得主Johannes Stark不仅反包括爱因斯坦在内的犹太物理学,还发表文章以“白犹太人”来指责海森伯格。这里直指很多华裔认为犹太人是白人的误区,在我们看来从长相上犹太人就是白人,但是美国犹太人在社会分类划归为白人,经历了漫长的历程。

下面图片来自丹麦女士给我的一个《Factsheet Denmark》关于Niels Bohr的一册子。

玻尔于41岁的油画像,作者: Otto Sievert.

左:玻尔于1910年25岁时的照片,当时为他启程去英格兰留学前;右:玻尔夫妇于1962年的金婚纪念,摄于他们在新西兰的渡假房前。

玻尔和爱因斯坦摄于1927年的布鲁塞尔。他们参加Solvay会议,曾经有过一张物理学名流齐聚的Solvay会议照片。

左:玻尔俩兄弟;上:玻尔于1948年访问普林斯顿高等研究院,与日本诺贝尔奖得主汤川秀树夫妇和美国原子弹之父奥本海默;下:玻尔于1954年再次访问普林斯顿时,与爱因斯坦、James Franck和Isidor Rabi合影,四位全是诺贝尔奖得主。

玻尔与孙子辈在一起。

左上图:玻尔在艾森豪威尔总统见证下接受福特奖章;右上图:会见达尔文的孙子C. G. Darwin; 左下图:1950年代会见印度总理尼赫鲁;右下图:会见泰国女王。

玻尔在自己的书房与儿子Aage讨论物理学,玻尔没有活到看见儿子也获诺贝尔奖。

下面为玻尔办公室里历年的玻尔研究所的照片。

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雅美之途 回复 悄悄话 回复 '横塘雨眠' 的评论 : 想想这些:城市名:海德堡,纽伦堡,弗莱堡;人名:美国国防部长Weinberg温伯格;著名科学家Paul Berg(保罗·伯格);好莱坞传奇导演Steven Spielberg (史匹伯格)。地名用堡,人名用伯格,为我的习惯。
横塘雨眠 回复 悄悄话 海森堡怎么可能像地名呢?连我这样学文科的人都老早知道海森堡的大名了。
雅美之途 回复 悄悄话 回复 'czhz' 的评论 : 谢谢分享,海森堡像地名所以我改了。不知道Aage的儿子在NIH。在哪里会面众所不同,丹麦女士,文献甚至他们俩人都说的不同。
czhz 回复 悄悄话 海森伯格记得在哥本哈根的一个海港;玻尔认为在他的书房。
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书房里肯定进行过,因为留有有照片。
czhz 回复 悄悄话 应该是最小的儿子Aage继承了父业,成为理论物理学家,在父亲去世后也获得了诺贝尔物理学奖。
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Aage的儿子则继承了曾祖父的事业,到斯坦福读了生物博士,后长期在NIH从事人类遗传学研究。
czhz 回复 悄悄话 玻尔的父亲为哥本哈根大学的生理学教授,当时的著名学者。
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他最重要的贡献是血红蛋白氧结合曲线,写进了所有生理或生化教科书。
czhz 回复 悄悄话 外国人名的翻译虽然没有统一标准,但一般遵守“约定俗成”的规矩。象海森堡几乎已经成了固定译名,没必要自己发明个海森伯格。
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