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主题:【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

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家园 【原创】《量子》---第五章·当爱因斯坦遇见了玻尔(9)

1922年12月10日,一张雪毯笼盖着瑞典首都,受邀嘉宾汇聚在斯特格尔摩的音乐学院大厅(the Great Hall of the Academy of Music),参加诺贝尔奖颁奖典礼。下午五点,国王古斯塔夫五世(Gustav V)莅临会场,典礼正式开始。德国驻瑞典大使代表缺席的爱因斯坦领取了诺贝尔奖,但在这之前由于这位物理学家的国籍问题,在他与瑞士大使之间发生了一场外交纠纷。瑞士宣布爱因斯坦是他们的国民,但德国却提出早在1914年,当爱因斯坦接受了普鲁士科学院的职位以后,他就自动成为一名德国公民,虽然他并没有放弃其瑞士国籍。

爱因斯坦是在1896年放弃德国国籍,并在五年后获得了瑞士国籍,但听到他是一个德国公民时,他感到很吃惊。无论他是否乐意,魏玛共和国的需要意味着爱因斯坦实质上是具有双重国籍。“这也算是一种为了迎合读者而运用的相对论,”爱因斯坦在1919年11月写给伦敦时报的一篇文章中说,“现在,在德国,我被称作是德国科学家,而在英格兰,我则被当作是瑞士犹太人。但假如我被人当作是一个不受欢迎的异类(bête noire),那么对我的描述就会面目全非,对德国人而言,我将会是一个瑞士犹太人,而在英国人眼中,我就变成了德国科学家!”假如爱因斯坦当时也光临了诺贝尔奖典礼的宴会,当德国大使致答谢辞,表达“德国人民无比欢欣,因为他们中间又出了一个能为全人类做出杰出成就的代表”之时,爱因斯坦可能会想起他以前所说的这段话。

在德国大使结束发言后,玻尔站了起来,依照惯例,他做了一个简短的讲话。在向汤姆森、卢瑟福、普朗克和爱因斯坦表达谢意以后,玻尔特意向为了科学的进步而开展的国际合作表示感谢,“我可以说,在那些接踵而至的艰难岁月中,这些合作是人类世界中那些有目共睹的闪光点之一。”一有机会,他就向大家表达自己反对将德国科学家排斥在国际学术圈之外的这种立场。第二天,当玻尔进行他的诺贝尔奖报告《原子的结构(The Structure of the Atom)》时,他信心十足。“原子理论的发展现状,是基于以下事实:我们不但认为原子的存在是不容置疑的事实,”他发言说,“而且我们甚至知道我们完全了解单个原子的组成结构。”在过去十年间,玻尔在原子物理领域都处于核心地位,在对该领域的发展做出回顾和总结之后,他以生动感人的语言做了总结陈词。

当玻尔在哥廷根大学做报告期间,他曾经根据自己关于原子中电子的分布理论,对原子数为72的未知元素所具有的特征做出了预测。恰好在同一时间,有人发表了一篇论文,是关于当时在巴黎所进行的一次实验,其结果证实了法国人所持的一个与玻尔的结论一直以来争锋相对的观点,即72号元素属于元素周期表中占据57~71号的“稀土”元素一族。刚听到这个消息时,玻尔心头一震,但他随即对法国人的结果是否合理产生了严重的质疑。幸运的是,他在哥本哈根的老朋友乔治·冯·海韦西,以及德克·科斯特(Dirk Costle:1889~1950)设计了一个实验,试图解决有关72号元素的争议。

在海韦西和斯科特完成他们的实验调查时,玻尔已经启程前往斯特格尔摩。但在玻尔做报告前的一刻,科斯特打来电话与他做了简短的交谈,谈话结果让玻尔可以宣布72号元素的“准确的量化信息”已经被测算出来,“其化学特性与锆元素非常近似,但与稀土元素一族泾渭分明”。该元素后来被冠以哥本哈根的古名“铪(Hafnium)”。10年前,玻尔是在曼彻斯特开始研究原子内部的电子分布问题,而这一结果给他的这项研究工作画上了一个完美的句号。

1923年7月,在纪念瑞典哥德堡建市300周年的庆典上,爱因斯坦做了自己的诺贝尔奖报告,内容是关于相对论。他之所以获得此奖是“由于他在数学物理上的非凡造诣,特别是他发现了光电效应的定律”,但他却打破惯例,(避开这项研究不说,)而谈起了相对论。爱因斯坦提出了能够解释光电效应的数学公式,同时也提出了饱受大家争议的物理解释---光量子,因此诺贝尔奖委员会在决定授予爱因斯坦诺贝尔奖时,很有技巧地绕开了这个争议话题,而只专注于“定律”。玻尔在做他自己的诺尔奖报告时说“尽管光量子假说具有一定的启发意义,但它却与所谓的干涉现象无法调和,因此在揭示辐射现象的本质方面并没有什么实质意义”。爱因斯坦前往拜会玻尔,这是他三年来第一次与玻尔会面。此时,当他了解到一个年轻的美国人做了一个实验时,他明白自己在捍卫光量子的战斗中不再是孤军奋战了。其实,玻尔早在爱因斯坦之前,就已经知道了这个令人震惊的消息。

第五章·当爱因斯坦遇见了玻尔(10)

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