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1702203491 跳得最高、最没学问而能量极大的,应是保罗·威兰德(Paul Weyland,1888—1972)。此人是右翼政党“德国国家人民党”的活跃分子,曾一度被柏林的一些报纸称为“爱因斯坦杀手”。他攻击爱因斯坦的第一篇文章出现在1920年8月6日柏林的一份日报上。其中对相对论的批判没有任何新意,全是从别人那儿抄来的过时老调。此文的关键在于指责爱因斯坦推动了一场吹捧自己和对相对论的宣传运动,而且指责为爱因斯坦进行宣传的媒体主要是受犹太裔掌控的。这样就把反爱因斯坦与反犹主义挂上了钩。
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1702203493 不久之后威兰德又在报上以“德国科学家维护纯科学工作协会”(Arbeitsgemeinschaft deutscher Naturforscher zur Erhaltung reiner Wissenschaft)的名义刊登广告,宣布将在柏林爱乐音乐厅举办一个20讲的系列讲座。第一讲的主讲人为他本人和恩斯特·格尔克(Ernst Gehrcke)博士。1920年8月24日,威兰德主办的批判爱因斯坦相对论的讲座如期在能容纳1600人的柏林爱乐音乐厅举行,爱因斯坦本人也作为听众出席。很多柏林的报纸报道了这个讲座的消息,一时间“德国科学家维护纯科学工作协会”名声大噪。多年之后人们才发现这个协会其实只有威兰德一个光杆司令。不过在当时,绝大多数人(包括爱因斯坦自己)都以为它真的网罗了一批科学家。威兰德以一人之力能如此兴风作浪,确有其过人之处。至于他用什么方法实现在柏林爱乐音乐厅这样名声显赫的地方举办讲座,至今都还是一个谜。
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1702203495 威兰德属于那种野心勃勃、为达目的不择手段的小人,善于无事生非、招摇撞骗,说他是个骗子也不为过。因为名声太差,在20世纪30年代连纳粹都把这个反犹主义的急先锋拒之门外。其实他真正感兴趣的是政治而非学术。之所以选择当时在学术界如日中天的爱因斯坦作为攻击目标,是极富于心计的一招棋,一下子把他从无名小卒提升到万人瞩目的地位,为自己捞取了不少政治资本。他一辈子干过的丑事不胜枚举,下面只讲两件,以期一窥他的人品。
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1702203497 1921年,威兰德以“德国科学家维护纯科学工作协会”主席的身份到美国进行访问。在接受《纽约时报》记者采访时神吹胡侃,宣称德国化学家发现了一种用水和碳化钙生产汽油的方法,这项发明将带来汽车工业的革命。真不知他的胡言乱语是出于何种目的,如果是为了骗取投资,那可把美国的财主们都看成白痴了。
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1702203499 第二次世界大战结束后,由于大量的文件在战火中遗失,学历认证相当困难。威兰德抓住时机,摇身一变而成了化学博士(实际上他不但没有博士学位,连是否有学士学位都值得怀疑),并且成功移民美国。但是,假的就是假的,他在美国并没有得到过什么符合其“化学博士”身份的职业。退休前,他的最后一份工作是仓库助理。尽管一直不得志,他的投机本性却丝毫没有改变。1953年麦卡锡主义盛行,威兰德又跳出来参与抓隐藏的共产党。他给联邦调查局写了一份报告,检举爱因斯坦在跟他论战时,曾在报纸上承认自己是共产党。还指控在20年代后期爱因斯坦的家一直是共产党的活动中心,同时还是苏联间谍的藏身之所。害得联邦调查局花了大笔纳税人的银子对爱因斯坦进行秘密调查。
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1702203501 柏林爱乐音乐厅首次讲座中的另一位主讲人恩斯特·格尔克(1878—1960)是一位出色的实验物理学家,是阳极射线的发现者,并对光谱结构的精确测量有很大贡献,还与卢默(Lummer)一起发明了干涉测量技术中的卢默—格尔克方法。他是最老牌的相对论反对者之一,从1911年起就开始和相对论较劲,十几年如一日,试图否定相对论。在早期的文章中,他认为相对论只是一堆数学假设的集合。当广义相对论发表之后,他又对水星近日点的进动问题(广义相对论的三大验证之一)提出质疑,认为这个问题其实早在几年前就已经被另一位德国科学家解决了。不过格尔克只是在学问上有点食古不化,并没有任何政治动机,其人品也没什么瑕疵。他在柏林爱乐音乐厅的演讲基本上是纯学术的,大体上只是重复了他一直所持的观点:诸如相对论是不自洽的,并没有真正被观测所证实,会导致唯我主义等等。正是由于其演讲的专业性太强,让大多数不熟悉物理专用术语的普通听众听得一头雾水,因而也就没有太大的杀伤力。
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1702203503 尽管爱因斯坦对柏林爱乐音乐厅的那次讲座十分反感,并在8月27日的报纸上发表了一篇措辞尖锐的文章对威兰德和格尔克等人进行批驳,但他和格尔克之间似乎并没有变得水火不容。18个月之后(1922年2月),在普朗克提名下,他们甚至一起成为波茨坦天体物理实验室指导委员会的委员,并且合作共事了三年之久。
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1702203505 反爱因斯坦阵营中最重量级的大将是实验物理学家菲利普·莱纳德(Philipp Lenard,1862—1947)。此公可不是等闲之辈,他在阴极射线研究方面取得的重要成果为他赢得1905年的诺贝尔物理学奖。最有意思的是,他虽是爱因斯坦的死对头,爱因斯坦却是以对他的实验结果所做的理论解释—光电效应的量子理论而获得1921年的诺贝尔物理学奖的。
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1702203507 威兰德一直希望莱纳德能参与柏林爱乐音乐厅的系列讲座,在第一次“批判会”时还特意在前厅里出售过莱纳德的著作,并宣布莱纳德为主讲之一。威兰德似乎有意想给人们造成一种印象:莱纳德是这场运动的中心人物。据说开始时莱纳德对威兰德的所作所为也相当赞赏,但不知出于何种原因,他没有接受去柏林爱乐音乐厅演讲的邀请。而且没过多久,他对威兰德的评价就一落千丈,甚至在一封给友人的信中说:“不幸,威兰德原来是个无赖!”
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1702203509 不过莱纳德对爱因斯坦的敌视并未因其识破威兰德是无赖而有丝毫改变。在1920年9月20日于拜德瑙海姆(Bad Nauheim)举行的第86届德国自然科学家大会上,他与爱因斯坦有过一次短兵相接的激辩,两人不欢而散,从此结怨。
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1702203511 莱纳德与爱因斯坦为敌,最初可能只是意气之争,是出于对物理学界推崇爱因斯坦的不满。他对相对论的非难开始时也仅为纯学术的。例如,他提出如果相对论的等价原理成立,就必定得存在一个虚构的引力场。对此,爱因斯坦的回答是:没错,引力场就是场方程的一个十分完美的解,不过它不是虚构,而是实实在在存在的。时至今日,引力场还是大统一理论和宇宙论研究中的一块基石。莱纳德在20年代能以这个问题向爱因斯坦“叫板”,说明他的学术眼光是很高的,只可惜站错了立场。不过,随着反犹主义在德国越来越泛滥,莱纳德很快就成了一个极端的种族主义者。他与爱因斯坦之间的争论也从学术之争变成了“主义”之争。从他发表在1933年5月《人民观察员》报上的文章里的一段话,我们就能看出他在种族主义的道路上走得有多远。“犹太集团危及自然科学研究的最重要例子就是爱因斯坦先生拙劣地生拉硬拽数学而提出的理论,其基础完全是科学童话,再加上些随心所欲的补充。就像所有那些脱离自然的理论一样,这个理论正在一块接一块地崩塌。相对论所以能在德国扎根,完全要归功于那些光顾着完成自己任务的科学家们助纣为虐。他们没看见或不愿看见,把这个犹太人看作优良的德国人是多么大的一个错误!”
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1702203513 莱纳德后来成为希特勒的科学顾问,坐上了“亚里安物理学”的头把交椅(Chief of Aryan Physics)。1945年,盟军攻占德国,鉴于他年老体衰,没有将其送上法庭,算是宽大处理。
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1702203515 在20年代,对爱因斯坦和相对论的攻击不但受到物理学界的抵制,而且遭到比较有头脑的普通民众的谴责,不少人投书报纸表达对威兰德之流的不满。柏林爱乐音乐厅里上演的闹剧不久就无以为继、草草收场。批判爱因斯坦的系列讲座实际上只举行了两次[严格说应是一次半,因为第二次讲座的两个主讲人之一哲学家奥斯卡·克劳斯(Oskar Kraus)在最后关头取消了演讲]。有意思的是,在整个20年代的运动中没有任何理论物理学家参加反爱因斯坦的阵营。然而,在德国,从反犹主义立场出发的、对爱因斯坦政治上的攻击却一直没有止息。1930年,德国甚至专门出版了一本名为《一百位教授证明爱因斯坦错了》的批判相对论的书。这种书在今天看来当然是徒增笑料,但在当时恐怕还是会给爱因斯坦带来不小的压力。1932年12月,迫于形势,爱因斯坦不得不离开德国。对失去这位伟大的物理学家,右翼分子拍手称快,下页那幅漫画颇能反映他们的心情,而此画与“文革”中的宣传画也很有点儿异曲同工之妙。
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1702203520 顺便提一句,德国哥廷根大学教授休伯特·根纳(Hubert Goenner)1993年刊登于《科学探源》(Science in Context)第六期上的“The Reaction to Relativity Theory I:The Anti-Einstein Campaign in German in 1920”(107—133页)是我所见到的比较系统地论述此事的专文,有兴趣的读者不妨找来看看。这篇文章本来是一组系列文章的第一篇,我曾询问过根纳其他相关文章发表在何处,他回复说后来忙于别的课题,因而并未完成这个系列。另外,乔容·冯·栋恩(Joroen van Dongen)登在2007年第9期《物理观察》(Physics in Perspective)(212—230页)上的文章也挺有意思。
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1702203525 三汤对话 [:1702202823]
1702203526 三汤对话 马约拉纳:物理学界的一只独狼
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1702203528 和理论物理打过十几年交道,却从来没有注意过埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana,1906—1938)这个名字。直到读了马盖若(Jeao Magueijo)最近出版的《绚丽的黑暗》(A Brilliant Darkness)才知道20世纪30年代物理学界曾有过这样一位杰出的怪才。他的生命虽然只有短短的32年,而其中真正用于研究物理的时间大约只有五六年,但他显现出的才华和极敏锐的洞察力,特别是对很多当时的物理难题的超前思维,只能用无与伦比来形容。马约拉纳21岁时加入罗马大学物理研究所由费米(Enrico Fermi,1938年获诺贝尔物理学奖,第一座核反应堆的发明者)领导的研究组,这个研究组在物理学界非常有名,其中汇集了一批意大利当时最优秀的青年物理学家,理论与实验并重,而且工作效率奇高。大家以费米为中心进行工作,唯有马约拉纳是一个单打独斗的研究人员。不过他超级的分析与计算能力及天才的物理直觉对整个研究组的帮助却是无法估量的。然而有一件事一直让费米既头痛又无可奈何,那就是马约拉纳对发表研究成果的消极态度。很多时候一项实验完成之后,同事们把实验结果拿给马约拉纳看,他往往立即就能进行分析和计算,并给出理论上的解释。要命的是,这些稍加补充与完善就能发表的分析和结论常常被他写在随手抓来的烟盒背面或餐巾纸上,而他一番宏论之后,就将这些纸片一揉直接丢进了垃圾桶!
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1702203533 埃托雷·马约拉纳
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1702203535 最让费米耿耿于怀的,大概是马约拉纳没有发表其有关中子的理论,而让这项极重要的发现归到了海森堡(Werner Heisenberg,因创立量子力学获1932年诺贝尔物理学奖)的名下。现在我们都知道原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的。不过那时候中子还没被发现,人们以为原子核是由带正电的质子和带负电的电子所组成,因为似乎只有有了电子的参与,才能靠“异性相吸”的电磁力将质子们聚拢在一起。比如具有7个正电单位的氮原子核,按旧理论,就应由14个质子和7个电子所组成。除了电荷数,原子核的另一个重要参数是自旋数,是由构成原子核的每个基本粒子的自旋数组合而成。自旋是描述粒子内在旋转性质的一种物理量,基本粒子按照自旋数分为两大类:玻色子(自旋为整数,0,1,2等等)和费米子(自旋为半整数,1/2,3/2等等)。质子和电子都是费米子,自旋数均是1/2。所以根据当时的模型,无论怎样加加减减,氮原子核的自旋数必定是个半整数(某个整数加1/2)。1929年,费米研究组的成员之一瑞萨缇(Franco Rasetti)在美国加州理工学院进行访问研究时,测量了氮原子核的自旋数,其结果却是1!马约拉纳马上意识到传统的原核子模型肯定错了,原子核里没有电子,它应该是由带正电的质子和一种不带电的、质量与质子相近且自旋亦为1/2的粒子所组成。他把这种粒子叫作“中性质子”,也就是人们后来发现的中子。具体到氮原子核,其组成应为7个质子加7个“中性质子”。他同时也意识到,为了使原子核不致因内部的质子们“同性相斥”而分崩离析,核内一定存在一种比电磁力强得多的相互作用力,他称之为“交换作用力”—这就是后来人们所说的强相互作用力。他建构的这套原子核稳定性理论可以说是现代量子色动力学的前身。可是不知出于何种原因,尽管费米费尽唇舌,马约拉纳却始终拒绝把这个理论拿出来发表。几个月后,俄国的伊万年科(Dmitri Ivanenko)认识到了中子的存在,海森堡也发表了与马约拉纳非常接近的理论。费米抱怨他坐失良机,他只一笑置之。而当费米再次要求他至少应把已有的结果发表出来以便立此为证时,仅换来了淡淡一句“现在海森堡已经把该做的都做了”。马约拉纳的行事作风与费米可以说是格格不入,两人的关系也不算融洽,不过费米对他的评价还是极高的,甚至将他列为牛顿、伽利略一级的人物。
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1702203537 最近,随着《李政道传》的出版,为了究竟是谁首先提出了“宇称不守恒”这一想法,又掀起一场不大不小的论战。其实,说不定马约拉纳倒是第一个想到宇称可能不守恒的人—宇称的问题曾作为一个令人困惑的纯数学问题而出现在他的中微子理论之中。当然,想到了并不等于能证明。
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1702203539 宇称是一种描述粒子在空间反演变换下性质的物理量。就像我们有的人习惯用右手写字,有的习惯用左手一样,基本粒子也具有类似的特性—左旋与右旋。对大多数粒子来说左旋与右旋是对称的,即如果存在具有左旋的A粒子,就一定也存在具有右旋的A粒子。假如一个具有左旋的A粒子去照镜子,镜子里看到的就是一个具有右旋的A粒子。在粒子的相互作用中,如果以左旋粒子取代同种的右旋粒子而结果不变,这种相互作用就具有左与右的对称性。粗略地说,这就是宇称守恒。宇称只在弱相互作用过程中会不守恒,而弱相互作用一般都涉及中微子(一种不带电、质量近于零、自旋为1/2的基本粒子)。一个典型的例子是,在β衰变中释放出的中微子都是左旋的。也就是说,如果这个左旋中微子去照镜子,镜子里则什么都没有,因为右旋中微子根本就不存在。马约拉纳是研究中微子的高手,极有可能已经意识到了中微子的这种高度不对称性。他30年代初建构的中微子理论虽然与现在普遍接受的理论大相径庭,却同样能解释迄今为止的所有相关实验,因而难分高下。如果中微子的静止质量(物体静止不动时的质量)为零,则这两个理论永远分不出优劣。然而21世纪初一系列有关中微子震荡的实验,基本肯定了中微子是有质量的。因而对这两个理论的最终判定也许已为期不远了。
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