一直以來,我們都覺得愛因斯坦很厲害,很聰明,20世紀最聰明、最厲害的人沒有之一,但是愛因斯坦到底厲害到什麼程度?厲害在哪裡?
愛因斯坦創立相對論,發現質能方程和光電效應,為量子理論的創立奠定基礎,而相對論和量子力學作為現代物理學兩大基本支柱,從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解,作為繼牛頓以後最為偉大的物理家,被譽為「現代物理學之父」。毫無疑問,愛因斯坦是偉大的,我想從另一個物理學家沃爾夫岡·泡利的視覺來說明愛因斯坦的卓越之處。
誰是沃爾夫岡·泡利(以下簡稱泡利)?下圖為攝於國際索爾維物理研究所,1927年10月召開的第五次索爾維會議參與者大合照,被稱為史上最強學霸陣容,看到後三從右到左第四位不看鏡頭的小帥哥了嗎?他就是放蕩不羈愛自由、鋒芒畢現的泡利同學。
1900年4月25日,泡利出生於奧地利首都維也納,幼年期間受洗時的「教父」就是著名哲學家馬赫,讀小學和中學期間, 幾乎所有餘閒時間都花在了他的教父、物理學家恩斯特· 馬赫的物理研究所裡。下圖為童年時期的泡利,很萌有木有?(星星眼)
1918 年秋季泡利到慕尼黑大學,師從索末菲學習物理學。不久, 剛剛19 歲的泡利在索末菲的授意下開始為大百科全書撰寫關於相對論的文章。泡利以令人驚訝的速度很快寫成了一篇長達250頁的專題論著,這一論著與著名數學家赫爾曼寫的《空間、時間、物質》成為至今還被公認的評述相對論的兩篇經典著作,對於這一論著愛因斯坦評論道:「讀了這篇成熟的、構思宏偉的著作,誰也不會相信作者是一個21 歲的年輕人。思想發展的心領神會、數學推導的精湛、深刻的物理洞察力、流暢的系統的表達能力、文獻知識的廣博、題材的完備處理、評價的恰到好處。人們簡直不知最先稱讚什麼才好。」
1921年, 在索末菲的指導下, 21 歲的泡利以「論氫分子的模型」 的論文獲得慕尼黑大學哲學博士學位。青年時期的泡利同學很帥的喲。
1924年,他已經發表了關於著名的泡利不相容原理的論文。由於這一工作, 他於1945年獲得諾貝爾物理獎,提名泡利的是愛因斯坦,理由是他「於泡利不相容原理此一新自然定律做出的重貢獻」。就是說,泡利24 歲即完成了他一生中最重要的研究工作。圖為愛因斯坦和泡利。
1958年泡利獲頒馬克斯·普朗克獎章。同年,他被發現患有胰腺癌。泡利進入蘇黎世的紅十字會醫院後,有一次他的助手查爾斯。恩斯(Charles Enz)去看望他,泡利問他的助手:「你看到這間房的號碼了嗎?」他的病房的號碼是137。終其一生,泡利時常思考一個奇異的問題──為什麼精細結構常數(一個無量綱的基本常數)會近似於1/137。1958年12月15日,泡利在這間病房中逝世,年僅58歲。
在物理學上泡利是一個完美主義者,這不光表現在自己的工作,也同樣適用在他看待他人成果的態度。泡利的這種刻薄與挑剔被玻爾稱為「物理學的良知」,他的同行非常尊重他的評論。面對有缺失的理論泡利給予嚴厲無情的批評,將它們視為「徹底錯誤」。不過這還不是最嚴厲的,有一次他對針對某位年輕物理學家的一篇論文發表的評價是「甚至連錯誤都算不上」,成為了一句物理學家中的內行笑話。下圖為泡利和波爾。
傳聞一次,義大利物理學家塞格雷做完報告,離開會議室時,泡利對他說:「我從來沒聽過這麼糟糕的報告。」說完,泡利突然回過頭,對同行的瑞士物理化學家布瑞斯徹說:「我想如果你做報告的話,情況可能更糟糕。」另一次,泡利想去一個地方,但不知道怎麼走,一位同事告訴了他。後來這位同事問他那天是否找到想去的地方,他不僅沒有表達謝意,反而諷刺地說:「在不談論物理學的時候,你的思路很清晰。」
因為他的敏銳、謹慎和挑剔,使他具有一眼就能發現錯誤的能力。物理學界笑談存在一種「泡利效應」——泡利出現在哪,那裡的理論推導就會出岔子、實驗設備都會遭殃的奇特現象。泡利對這個現象很欣喜,因為這些奇怪的事件符合他對超心理學的研究,特別是他與榮格合作的同步性概念。
而當泡利說:「哦,這竟然沒什麼錯」時,通常表示一種非常高的讚許。一則笑話說,泡利死後去見上帝,上帝把自己對世界的設計方案給他看,泡利看完後聳聳肩,說道:「你本來可以做得更好些……」
上課撓頭的泡利老師,認真的人太帥氣了。在他身邊能經常聽到的一句話是「我不同意你的觀點」,那時候大家都知道,在大多數的學術發表會上,泡利總是喜歡坐在第一排,認真的聽著臺上的學者做陳述的同時搖晃著身體。哈哈哈畫面不可描述。
但是到了愛因斯坦這裡,卻畫風一轉,終成泡利的軟肋。據傳聞,在一次國際會議上,當愛因斯坦演講完後泡利站起來大大咧咧地說:「我覺得愛因斯坦並不完全是愚蠢的」以致於後來每次愛因斯坦上臺之前都會偷偷掃過座位,看看那位嘴上不饒人的泡利是否在場,好做心理準備。
愛因斯坦晚年曾在美國普林斯頓高等研究院和泡利共事過。1945 年,當泡利獲得諾貝爾物理學獎時,普林斯頓的同事們為他舉辦了一個慶祝會。在會上,愛因斯坦出人意料地發表了簡短的祝賀。泡利對來自愛因斯坦的這份祝賀極為珍視。幾年後,愛因斯坦70 歲生日時,泡利在給愛因斯坦的信中這樣寫道:
您的70 歲生日給了我一個愉快的機會,在向您表示由衷祝賀的同時,告訴您我是多麼感激您在普林斯頓給予我的私人友情,以及您1945 年12 月在研究院慶祝會上的講話給我留下的記憶有多麼難忘。
愛因斯坦去世後,泡利在給玻恩的信中,再次提到了愛因斯坦的那次講話:
這樣一位親切的、父親般的朋友從此不在了。我永遠也不會忘記1945 年當我獲得諾貝爾獎之後,他在普林斯頓所作的有關我的講話。那就像一位國王在退位時將我選為了如長子般的繼承人。
泡利對愛因斯坦發自內心的敬重,在這些絕無半分調侃的文字中流露得非常清晰。泡利是2 0 世紀卓越的理論物理學家, 他在原子物理學和量子力學領域都做出了重要貢獻,,發現了「泡利不相容原理」 ; 建立了著名的「 中微子」 假說;提出了二分量波函數的概念和著名的泡利自旋矩陣, 並在量子場論、固體物理等領域都做了很多傑出的工作,泡利對所有基本問題都具有極深刻的洞察力和準確的評判能力,,這種能力對當時原子物理學和量子力學的發展產生了積極的影響。而被這樣一位尖酸刻薄,目中無人,敢與天公試比高的物理學家的奉為偶像,心中之王,足以說明愛因斯坦有多厲害。