物理學(xué)家阿伯拉罕·派斯和他的物理學(xué)史著作解讀與述評

⊙佛永鵬［青海民族大學(xué)， 西寧　810007］

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物理學(xué)家阿伯拉罕·派斯和他的物理學(xué)史著作解讀與述評

⊙佛永鵬［青海民族大學(xué)， 西寧810007］

摘要：本文主要是對阿伯拉罕·派斯進(jìn)行評述，探究其對于整個物理學(xué)做出的巨大貢獻(xiàn)。與此同時，從其著作方面入手，加強關(guān)于著作方面的科學(xué)解讀，希望能夠充分繼承這位偉大物理學(xué)家的精神，對其貢獻(xiàn)進(jìn)一步探究，從而推動整個物理學(xué)的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：阿拉伯罕·派斯物理學(xué)史著作解讀評述

2000年，作為做出杰出貢獻(xiàn)的一位偉大物理學(xué)家，同時又是一位科學(xué)史作家，阿伯拉罕·派斯不幸去世。派斯去世的原因，主要是心臟病發(fā)作，他最后的時光在哥本哈根度過，終年82歲。

派斯，1918年出生于荷蘭，屬于傳統(tǒng)猶太人。派斯的中小學(xué)教育始于阿姆斯特丹。隨后，憑借著自身優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績，他非常順利地進(jìn)入大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)和深造。1938年派斯順利畢業(yè)，并獲取了兩個學(xué)位，一是物理學(xué)，二是數(shù)學(xué)。但派斯并沒有滿足于此，而是來到烏得勒支大學(xué)，進(jìn)行個人學(xué)術(shù)的進(jìn)一步深造，追隨導(dǎo)師烏倫貝克。后來烏倫貝克定居美國，因此派斯的碩士畢業(yè)論文，由羅森菲爾德進(jìn)行有效指導(dǎo)并完成。最終派斯在1940年碩士順利畢業(yè)，取得了相應(yīng)的碩士學(xué)位。然而在當(dāng)時，德國已經(jīng)發(fā)動世界大戰(zhàn)，并逐漸占領(lǐng)荷蘭。第二年，德國宣布，7月14日之后，整個荷蘭的任何一所大學(xué)，嚴(yán)格禁止猶太人考取博士。這件事無疑影響了派斯，他努力趕寫博士論文，限期真正到來之前，他最終順利完成論文答辯。

縱觀派斯的整個求學(xué)生涯，真是十分不易。然而，派斯隨后將要面對的處境更加危險和艱難。當(dāng)時，納粹分子對猶太人進(jìn)行壓迫，這也使當(dāng)?shù)刂T多物理學(xué)家，為免于遭受迫害而選擇逃避，離開了培養(yǎng)自己的大陸。但是派斯不同，他沒有離開故土荷蘭。也正因為如此，戰(zhàn)爭爆發(fā)后，派斯提心吊膽，整天需要東躲西藏。訪問他的當(dāng)?shù)匚锢韺W(xué)家也越來越少，除了克拉默斯，派斯較為重要的朋友。克拉默斯訪問時，一般都帶科學(xué)文獻(xiàn)，兩個人進(jìn)行物理學(xué)知識的相關(guān)探討。克拉默斯本來在萊頓大學(xué)承擔(dān)教授職務(wù)，但后來，猶太人解雇現(xiàn)象較為嚴(yán)重，教授對德國人的殘暴行為進(jìn)行了抗議，德國占領(lǐng)大學(xué)之后，勒令當(dāng)局關(guān)閉了學(xué)校。這對派斯的日常研究，即量子電動力學(xué)，造成了極大的不便。每當(dāng)回首往事，派斯都感到非常不堪。荷蘭當(dāng)?shù)鬲q太人，包括派斯的妹妹，普遍開始被抓，然后進(jìn)入死亡集中營，遭到德國人殘酷的殺害。而派斯自己，幸運的是能夠免于這場災(zāi)難。災(zāi)難具體情況，詳見其自傳體著作《歐美記事》。

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后，1946年，派斯到達(dá)哥本哈根。在那里，派斯會見了波爾，與其一家人相處融洽。與此同時，他與波爾展開了知識方面的溝通，彼此交流十分愜意。在波爾的大力推薦下，1946年秋，派斯前往美國進(jìn)行訪問和調(diào)查，訪問的具體地點為普林斯頓，當(dāng)?shù)氐囊患腋叩妊芯克窃诋?dāng)時，這個研究所成立時間不長，物理學(xué)的相關(guān)研究并沒有取得杰出成果。不過研究所的物理學(xué)家鑒于自身多年的經(jīng)驗，告誡派斯，研究過程中，如果一味閉門造車，是絕對行不通的，需要廣泛涉獵。派斯聽取了同行的建議，決定不再回歐洲，留下來潛心研究物理學(xué)。

派斯剛剛來到美國的時候，量子電動力學(xué)的研究取得了革命性的進(jìn)展，理論物理學(xué)也得到了極大的發(fā)展。1947年，設(shè)爾特島會議順利召開，派斯有幸受邀參加。在這次會議上，施溫格做出了科學(xué)量子力界的報告，報告非常詳細(xì)。與此同時，“費曼圖”這一理念得以提出。

派斯深深明白，量子電動力學(xué)領(lǐng)域，今后勢必具有廣闊的發(fā)展前景，但是這似乎已經(jīng)和自己的關(guān)系不是那么密切了。盡管這方面的雄心有一定的挫敗，但是派斯并沒有被真正擊敗，而是轉(zhuǎn)向宇宙線的相關(guān)領(lǐng)域。派斯變得更加努力，在加強探索的同時秉承更加積極的態(tài)度，針對現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)合理的解釋。基于此，派斯得以明確自身的方向，并著眼于基本粒子，研究工作也得到了充分的貫徹落實。

派斯經(jīng)過大量研究，逐漸提出了協(xié)同產(chǎn)生規(guī)律等方面的內(nèi)容，這在日后得到了有效證明和確立。后來，新量子數(shù)即奇異數(shù)，誕生并發(fā)展，關(guān)于這方面，派斯曾經(jīng)與蓋爾曼展開過合作，但是實驗研究最終失敗。

派斯仍然不放棄進(jìn)行研究，最終提出了K介子混合理念。基于物理學(xué)本質(zhì)來說，量子力學(xué)得到了充分詮釋，態(tài)疊加原理也得到了完善。但是很多物理學(xué)家不禁產(chǎn)生了疑問，粒子混合究竟能否符合實際？然而，我們?nèi)绻驹诹孔恿W(xué)角度進(jìn)行分析，透過基本粒子的本質(zhì)，會發(fā)現(xiàn)觀察量具有自帶屬性的特點，本身存在相應(yīng)特征和形態(tài)。在態(tài)疊加原理的應(yīng)用過程中，守恒電子數(shù)一旦滿足這一相同條件，粒子混合就能實現(xiàn)。經(jīng)過派斯等人的共同努力，K介子系統(tǒng)問題得到了充分解決。在這之后，粒子混合不斷涌現(xiàn)。不久，科學(xué)界又提出了量子排這一概念。通過量子排方面的科學(xué)研究，粒子物理學(xué)得到了更快的發(fā)展，最終在一定程度上推動了原子物理學(xué)的發(fā)展，并對其形成一定反哺。基于此，量子力學(xué)概念得到普及和推廣。量子排現(xiàn)象之所以提出較晚，很大一部分原因是人們不敢對其進(jìn)行大膽想象。

派斯在其他領(lǐng)域同樣做出過一定貢獻(xiàn)，比如G宇宙領(lǐng)域。然而，在70年代末，派斯逐漸轉(zhuǎn)向物理學(xué)史，注重加強這方面的探索和研究，朝著作家的方向發(fā)展，并在這方面進(jìn)展順利，例如愛因斯坦傳記得到了廣泛好評，波爾傳記也同樣大獲成功，中文出版量相當(dāng)可觀。還有關(guān)于基本粒子方面的科學(xué)史巨著《基本粒子的物理學(xué)史》的中譯本也問世。派斯造詣十分高深，熟知理論物理，對物理學(xué)史的敘述表現(xiàn)出一種深刻的洞察。除此之外，派斯語言能力超強，除了母語荷蘭語外，他還熟悉地掌握了英語、法語、德語、丹麥語，這為他的科學(xué)史研究提供了極大的便利。

派斯的物理學(xué)著作，內(nèi)容更加凸顯真實性，如對科學(xué)界出現(xiàn)的錯誤等都進(jìn)行了如實體現(xiàn)。特別是曾經(jīng)承受的挫折、物理學(xué)走過的彎路，以及物理學(xué)家在長期探索過程中經(jīng)歷的迷惘、物理學(xué)家個人存在哪些不足等，他都較為直率地指出。

比方說，在愛因斯坦傳中，派斯對愛因斯坦的不成熟之處以及其研究中走過的彎路、犯過的錯誤都進(jìn)行了毫不客氣的說明。再比如，書中指出，馬赫原理雖然沒有對物理學(xué)理論起過推動作用，但它仍然可能是未來的研究課題。

雖然派斯對波爾十分尊重和愛戴，但在波爾傳記中對其并未有諱言。比方說，在量子力學(xué)領(lǐng)域波爾失誤不少，尤其是波爾還曾否定已經(jīng)被廣泛認(rèn)可的能量守恒定律，對此派斯在書中也如實進(jìn)行了記錄。除此之外，他還指出了哥本哈根陣營中泡利、狄克拉等人對波爾的不滿之詞。

由此可見，派斯在潛心著作的過程中，始終秉承公允的態(tài)度，并且敢于分析偉大物理學(xué)家的不足，敢于說出真話，態(tài)度十分端正，因而學(xué)術(shù)界對其十分認(rèn)可和重視。派斯尤其重視書名，絞盡腦汁之后，才能擬定完成，而且一定要別出心裁。

1963年，派斯最終選擇離開普林斯頓大學(xué)，來到了紐約，進(jìn)入洛克菲勒大學(xué)工作，直到退休。1990年，派斯同他的第三任妻子——丹麥人類學(xué)家尼可萊森結(jié)婚，結(jié)婚之后，派斯每年往來穿梭于紐約和哥本哈根之間。2000年，派斯的《科學(xué)英才：20世紀(jì)物理學(xué)家群像》問世，這部著作是派斯從個人視角對自己所認(rèn)識的物理學(xué)家進(jìn)行的速寫，是他的最后一部著作。

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作者：佛永鵬，青海民族大學(xué)物理與電子工程學(xué)院本科生。

編輯：杜碧媛E-mail：dubiyuan@163.com