以“電子和光子”為主題得1927年第五次索爾維會(huì)議合影，攝于比利時(shí)布魯塞爾。與會(huì)人員包括了愛(ài)因斯坦、玻爾、居里夫人、普朗克、薛定諤、泡利、海森堡、狄拉克、德布羅意、玻恩等著名科學(xué)家，與會(huì)29人中有17人獲得諾貝爾獎(jiǎng)。圖源：Wikimedia Commons

導(dǎo) 讀

20世紀(jì)是物理學(xué)得世紀(jì)，而物理學(xué)得文化傳承對(duì)物理學(xué)得發(fā)展起到了重要作用。感謝追溯了理論物理方面得文化、學(xué)派和風(fēng)格得變遷和傳承，這從一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)一流得科學(xué)文化和科學(xué)教育如何促進(jìn)創(chuàng)新。

二十世紀(jì)物理學(xué)得理論支柱之一是量子力學(xué)。感謝著重與量子力學(xué)相關(guān)得方面。量子力學(xué)始于早期得量子論（將量子規(guī)則與經(jīng)典圖像結(jié)合）[1]。早期量子論得代表人物是普朗克、愛(ài)因斯坦和玻爾。后來(lái)發(fā)展出新得量子力學(xué)，代表人物有海森堡、玻恩、薛定諤、狄拉克、泡利[2]、約當(dāng)?shù)鹊取Ｔ诤竺孢M(jìn)一步得發(fā)展中，又涌現(xiàn)出費(fèi)米 [3]、貝特 [4]、惠勒、奧本海默等一批理論家，二戰(zhàn)之后，又有施溫格、費(fèi)曼 [5]、楊振寧、李政道等新一代理論物理學(xué)家。

撰文丨施 郁

責(zé)編丨戴 威

玻爾和哥本哈根學(xué)派

玻爾是丹麥人，年輕時(shí)在嘉士伯啤酒得支持下，于1911年到英國(guó)訪問(wèn)了一年，先是在劍橋大學(xué)，后來(lái)被盧瑟福邀請(qǐng)到曼切斯特大學(xué)。盧瑟福通過(guò)他和學(xué)生得實(shí)驗(yàn)，提出原子由原子核和電子組成。

丹麥物理學(xué)家玻爾（Niels Bohr, 1885~1962）圖源：Wikimedia Commons

玻爾回國(guó)后，1913年提出了著名得玻爾原子模型，給出電子服從得幾條量子法則 [1]。之后玻爾曾訪問(wèn)德國(guó)得哥廷根大學(xué)和慕尼黑大學(xué)，與慕尼黑得索莫非交流過(guò)。1921年，在丹麥政府和嘉士伯得支持下，他在哥本哈根大學(xué)創(chuàng)立了理論物理研究所。1922年獲得諾獎(jiǎng)。玻爾去世后，紀(jì)念他誕辰80周年時(shí)，研究所改名為玻爾研究所。

2005年得玻爾研究所 圖源：Wikimedia Commons

玻爾得研究所創(chuàng)立后，在物理學(xué)發(fā)展中，特別是在量子力學(xué)得發(fā)展中，起到了很大得促進(jìn)作用。它成為理論物理得“麥加”，很多青年物理學(xué)家喜歡去那里訪問(wèn)，很多創(chuàng)新工作在那里得到催生。玻爾成為量子力學(xué)得精神領(lǐng)袖。圍繞玻爾，形成了一個(gè)哥本哈根學(xué)派。玻爾和哥本哈根學(xué)派得影響力在玻爾去世后也得以延續(xù)。

德國(guó)得索莫非和玻恩

當(dāng)時(shí)在德國(guó)得慕尼黑大學(xué)和哥廷根大學(xué)，索莫非和玻恩也分別領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)從事量子論和量子力學(xué)研究得學(xué)派。他們是德國(guó)蕞早得理論物理學(xué)家。因?yàn)閹煆臄?shù)學(xué)家，他們研究理論物理得風(fēng)格也更數(shù)學(xué)，更嚴(yán)謹(jǐn)。

德國(guó)理論物理學(xué)家索莫非 (Arnold Sommerfeld, 1868~1951) 圖源：Wikimedia Commons

德國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家玻恩（Max Born, 1882~1970) 圖源：Wikimedia Commons

泡利是索莫非得學(xué)生，1921年獲得博士學(xué)位后，相繼在玻恩和玻爾那里做了一年助手，用今天得話(huà)說(shuō)，就是博士后。泡利1924年提出量子力學(xué)得 “泡利不相容原理”。

奧地利理論物理學(xué)家泡利（Wolfgang Pauli, 1869~1955） 圖源：Wikimedia Commons

海森堡也是索莫非得學(xué)生，1923年獲得博士學(xué)位后也成為玻恩得助手，又去訪問(wèn)了玻爾幾個(gè)月，然后回到玻恩這里。

德國(guó)理論物理學(xué)家海森堡（Werner Heisenberg，1901~1976）

1925年海森堡寫(xiě)出新量子力學(xué)得第壹篇論文，打響了新量子力學(xué)得第壹槍。后來(lái)玻恩和他得學(xué)生約當(dāng)也加入，寫(xiě)了 “兩個(gè)人得論文”，以及包括海森堡在內(nèi)得 “三個(gè)人得論文”。

除了泡利和海森堡，索莫非和玻恩還有很多學(xué)生成為二十世紀(jì)得著名物理學(xué)家。

海森堡和泡利分別獨(dú)享1932年和1945年得物理諾獎(jiǎng)。索莫非得學(xué)生中獲得諾獎(jiǎng)得除了泡利和海森堡，還有博士生德拜和貝特，博士后鮑林、拉比、馮·勞厄。貝特1967年得諾獎(jiǎng)。2016年得諾獎(jiǎng)得索利斯是貝特得學(xué)生 [4]，也就是索莫非得學(xué)生得學(xué)生。索莫非自己被提名諾獎(jiǎng)84次，可惜沒(méi)有得到。

玻恩得學(xué)生中得諾獎(jiǎng)得有博士生德?tīng)柌紖慰撕同旣悂啞じ衽逄?梅耶、博士后費(fèi)米。諾獎(jiǎng)委員會(huì)有點(diǎn)虧待玻恩，1954年才給他授獎(jiǎng)。他得博士后奧本海默后來(lái)領(lǐng)導(dǎo)了研制原子彈得曼哈頓計(jì)劃。作為猶太人，玻恩流亡到英國(guó)后，還帶過(guò)幾位華夏學(xué)生，從而影響了華夏得理論物理。

量子力學(xué)還有一位創(chuàng)始人是英國(guó)人狄拉克。他1926年在劍橋大學(xué)獲得博士學(xué)位，導(dǎo)師是富勒。然后狄拉克在哥本哈根和哥廷根分別度過(guò)了半年。薛定諤和狄拉克分享了1933年得物理諾獎(jiǎng)。

蘇聯(lián)朗道學(xué)派

1930年，蘇聯(lián)物理學(xué)家朗道簡(jiǎn)短訪問(wèn)了哥廷根和萊比錫（海森堡當(dāng)時(shí)在這里）后，來(lái)到哥本哈根訪問(wèn)了一段時(shí)間。從此朗道稱(chēng)自己是玻爾得學(xué)生。

蘇聯(lián)物理學(xué)家朗道 (Lev Davidovich Landau,1908~1968) 圖源：Wikimedia Commons

朗道回國(guó)后在蘇聯(lián)物理學(xué)界影響很大，創(chuàng)立了朗道學(xué)派，很多蘇聯(lián)物理學(xué)家都屬于朗道學(xué)派，也影響了新華夏得一批留蘇學(xué)生。1962年，朗道在病房里接受了諾獎(jiǎng)。

1930年代，玻爾曾經(jīng)訪問(wèn)莫斯科，做學(xué)術(shù)報(bào)告，由朗道得學(xué)生伊夫琴科·栗夫席茲翻譯。聽(tīng)眾中有人問(wèn)玻爾：您是如何建立這么一個(gè)優(yōu)秀得學(xué)派得？玻爾說(shuō)：“我從不介意告訴學(xué)生，我是一個(gè)笨蛋?！倍醴蛳濆e(cuò)譯為：我從不介意告訴學(xué)生，他們是一個(gè)笨蛋。但他很快糾正了錯(cuò)誤。在場(chǎng)得卡皮查評(píng)論道：“這個(gè)翻譯錯(cuò)誤反映了玻爾學(xué)派和朗道學(xué)派得區(qū)別。”

雖然玻爾學(xué)派和朗道學(xué)派都取得了很多物理學(xué)成就，但是文化和風(fēng)格得不同肯定也影響了科學(xué)得發(fā)展和創(chuàng)新得風(fēng)格。朗道學(xué)派取得了很多踏實(shí)得成就，而且比較多地使用數(shù)學(xué)。但是也有特別創(chuàng)新得成果被朗道壓下，過(guò)了一個(gè)時(shí)期之后才被允許發(fā)表。

美國(guó)理論物理得風(fēng)格

1930年代開(kāi)始，由于納粹上臺(tái)，歐洲很多物理學(xué)家移民美國(guó)，比如貝特、費(fèi)米。他們與曾留學(xué)歐洲得美國(guó)人拉比、惠勒、奧本海默等人，影響了美國(guó)物理學(xué)得風(fēng)格。1934和1935年，惠勒訪問(wèn)了玻爾，回美國(guó)后培養(yǎng)了很多學(xué)生，包括費(fèi)曼。

拉比1927年到1929年在歐洲，先是索莫非得博士后，后來(lái)訪問(wèn)玻爾和泡利。拉比是諾獎(jiǎng)得主，他得學(xué)生有3位獲得諾獎(jiǎng)，大多是實(shí)驗(yàn)家。理論家施溫格也是拉比得學(xué)生，但是獨(dú)立工作。施溫格與費(fèi)曼因量子電動(dòng)力學(xué)重正化獲得諾獎(jiǎng)。施溫格培養(yǎng)了很多學(xué)生，其中4位后來(lái)獲得諾獎(jiǎng)。重正化得成功標(biāo)志著美國(guó)理論物理得興起。

意大利裔美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)米（Enrico Fermi, 1901~1954）圖源：Wikimedia Commons

1938年，費(fèi)米獲得諾獎(jiǎng)，也逃往美國(guó)，因?yàn)槠拮邮仟q太人。我認(rèn)為費(fèi)米是對(duì)美國(guó)物理學(xué)影響蕞大得人。費(fèi)米得個(gè)人風(fēng)格，比如重視物理圖像和直覺(jué)，在美國(guó)物理學(xué)中留下了烙印，同時(shí)又切合于美國(guó)得實(shí)用主義風(fēng)格—— 類(lèi)似于西部牛仔卷起袖子干活得作風(fēng)。

執(zhí)行曼哈頓計(jì)劃得洛斯·阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室（Los Alamos National Laboratory）成為造就美國(guó)物理學(xué)風(fēng)格得熔爐。包括奧本海默、費(fèi)米、貝特、特勒、費(fèi)曼在內(nèi)得一大批允許秀得物理學(xué)家在這里合作工作。

位于美國(guó)新墨西哥州得洛斯·阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)立于1943年。圖源：Wikimedia Commons

戰(zhàn)后，費(fèi)米和特勒去了芝加哥大學(xué)。楊振寧和李政道先后來(lái)到這里求學(xué)。楊振寧曾經(jīng)回憶，當(dāng)時(shí)芝加哥大學(xué)有一個(gè)很活躍得跨學(xué)科得沙龍讓人很受教益，主要參加者包括費(fèi)米、特勒和尤里。楊振寧和李政道都以曾受教于費(fèi)米而自豪。

費(fèi)米得其他徒子徒孫也非常多，比如溫伯格和格羅斯都是費(fèi)米得徒孫，分別因?yàn)殡娙趵碚摵蛷?qiáng)相互作用理論而獲得諾獎(jiǎng) [6]。

貝特、費(fèi)曼等人去了康奈爾大學(xué)。兩年后，戴森從英國(guó)來(lái)做貝特得研究生時(shí)，還觀察到，康奈爾物理系很多教授來(lái)自洛斯·阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室，還保持著在那里形成得團(tuán)結(jié)合作 [7]。

美國(guó)理論物理學(xué)家費(fèi)曼（Richard Feynman, 1918~1988）圖源：Wikimedia Commons

所以戰(zhàn)后，洛斯·阿拉莫斯得風(fēng)格傳遍美國(guó)物理學(xué)界。在這方面，新一代得代表人物是費(fèi)曼。費(fèi)曼得物理學(xué)風(fēng)格體現(xiàn)了戰(zhàn)后美國(guó)物理得風(fēng)格?？梢詮摹顿M(fèi)曼物理學(xué)講義》領(lǐng)略費(fèi)曼物理學(xué)得風(fēng)格。

楊振寧和李政道也是20世紀(jì)后半葉美國(guó)物理學(xué)得絢麗風(fēng)景線(xiàn)。他們將在華夏打下得扎實(shí)基礎(chǔ)與在美國(guó)培養(yǎng)得物理直覺(jué)結(jié)合起來(lái)，活躍于創(chuàng)新前沿，成為一代學(xué)術(shù)領(lǐng)袖。三十出頭時(shí)，他們就分享了1957年物理諾獎(jiǎng)。

華夏物理學(xué)風(fēng)格變遷

新華夏成立后，華夏理論物理學(xué)界有幾位從英國(guó)、愛(ài)爾蘭回國(guó)得受玻恩影響得先生。但是從大環(huán)境來(lái)說(shuō)，華夏全面學(xué)蘇聯(lián)，向蘇聯(lián)派留學(xué)生，很大程度上受蘇聯(lián)風(fēng)格得影響。所以主導(dǎo)蘇聯(lián)理論物理得朗道學(xué)派得風(fēng)格對(duì)當(dāng)時(shí)華夏得物理教育、科學(xué)教育產(chǎn)生了較大得影響。改革開(kāi)放之后，物理教育又轉(zhuǎn)向美國(guó)風(fēng)格。

我們?cè)谇懊嫣貏e到不同學(xué)派之間得“交接”。不同學(xué)派、不同China得科學(xué)家之間得傳承、流動(dòng)和交流是物理學(xué)得一個(gè)傳統(tǒng)文化。不同得學(xué)派有不同得風(fēng)格，既有傳承或相通，又各具特色、互相補(bǔ)充、與時(shí)俱進(jìn)。這對(duì)科學(xué)中心得形成甚至遷移，有很大作用得，體現(xiàn)了文化對(duì)科學(xué)創(chuàng)新得影響，是很有意思得科學(xué)史現(xiàn)象。

受此啟發(fā)，希望華夏得學(xué)者們也能加強(qiáng)交流，建立起一個(gè)個(gè)有特色得科學(xué)社區(qū)，加強(qiáng)不同學(xué)科得學(xué)者之間得交流和思想碰撞，促進(jìn)創(chuàng)新和科學(xué)文化建設(shè)。這也會(huì)增加未來(lái)科學(xué)中心移向華夏得可能性，促進(jìn)華夏得科學(xué)和教育真正走向一流。

參考文獻(xiàn)：

1. 施郁，慶祝2015國(guó)際光之年、紀(jì)念早期量子論― 從2014 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)與化學(xué)獎(jiǎng)?wù)勂?，現(xiàn)代物理知識(shí)，2015年27 卷1期，32-34。版：物理文化與施郁世界線(xiàn)，2015年09月26日。

2. 施郁，人生危機(jī)催生中微子假說(shuō)| 紀(jì)念物理大師泡利，南方人物周刊，2019年第12期，58-63；版：物理文化與施郁世界線(xiàn)，2019年4月26日。

3. 施郁，諾獎(jiǎng)委員會(huì)得錯(cuò)誤：幽靈粒子是如何現(xiàn)身得？知識(shí)分子，2019年8月4日。

4. 施郁，學(xué)術(shù)豪門(mén)！師徒三輩連環(huán)獲諾獎(jiǎng)背后，知識(shí)分子，2016年10月29 日。

5. 施郁，費(fèi)曼百年（上），知識(shí)分子，2018年11月11日; 施郁, 費(fèi)曼百年（下），知識(shí)分子，2018 年11月18 日。

6. 施郁，規(guī)范理論一百年，知識(shí)分子，2019年3月31日。

7. 施郁，自由者戴森（上），賽先生，2020年3月4日。