書評:《核力:物理學家漢斯·貝特的成長曆程》,作者:西爾萬·施韋伯

漢斯·貝特是二十世紀最偉大、最多才多藝的科學家之一。他在幾乎所有理論物理領域的科學成就之巨大,簡直令人難以置信;他可能是最後一位“通才”,一個可以解決他遇到的幾乎任何物理問題的人。

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漢斯·貝特是二十世紀最偉大、最多才多藝的科學家之一。他在幾乎所有理論物理領域的科學成就之巨大,簡直令人難以置信;他可能是最後一位“通才”,一個可以解決他遇到的幾乎任何物理問題的人。他在科學和政府部門的全部工作如此浩瀚和多樣,以至於天體物理學家約翰·巴克爾開玩笑說,一定是幾個人合謀以漢斯·貝特的名義發表了所有那些論文。

但貝特還有一個罕見的殊榮,那就是他甚至更是一位偉大的人,一個擁有堅如磐石的正直、堅強的意志、品格和冷靜的人。在製造出原子彈之後,他孜孜不倦地工作到98歲,致力於核裁軍,並被譽為科學界的良心,在最艱難的時期,其他人可以依靠他獲得健全和勇敢的建議,就像一塊直布羅陀的磐石。無論作為科學家還是人,他都是我們所有人的榜樣。在這本書中,他的傳記作者西爾萬·施韋伯告訴我們貝特是如何成為今天的他的。施韋伯非常有資格寫關於貝特的文章,因為他曾在 50 年代做過貝特的博士後,並且已經撰寫了一篇關於貝特和奧本海默的傑出對比研究,以及一部關於量子電動力學的精彩歷史。透過多次採訪和長達五十年的友誼,施韋伯讓我們難得地一窺這位偉大人物的個人和職業生活。這本傳記實現了既學術又引人入勝的罕見目標。非專業人士可以輕鬆跳過少數技術章節。

這篇記述實際上是關於 1906-1940 年的,從貝特的出生開始,到他參與曼哈頓計劃的最高層結束。貝特在兩次大戰之間的動盪歲月裡在德國長大,因此他的人生也是二十世紀初德國和美國曆史的縮影。施韋伯出色地將貝特的背景與德國的學術和文化傳統聯絡起來。他的父親是一位著名的生物學家,激發了貝特對科學的興趣。他非凡的數學天賦在很小的時候就顯現出來了。高中畢業後,他的才華被當時歐洲最傑出的物理學教師阿諾德·索末菲注意到,索末菲已經培養了二十世紀一些最傑出的理論家。在索末菲的指導下學習為貝特提供了嚴謹的數學基礎,然後他將其有力地擴充套件到新的領域。在索末菲的指導下,貝特作為一名物理學家開始嶄露頭角。對他產生另一個深刻影響的是恩里科·費米,貝特曾作為博士後與他共事一年。費米思想的耀眼簡潔、對所有物理學的掌握以及抓住問題核心的非凡能力,再加上索末菲的嚴謹,使貝特能夠獨一無二地將新發展的量子理論應用於新問題。在 20 年代,貝特對固態物理學、量子力學和核物理學做出了關鍵貢獻。他對量子力學的數學機制的透徹理解使他能夠在 30 年代立即為新的核物理學做出貢獻。在此期間,他與費米、佩爾斯、泰勒、莫特、布萊克特和奧本海默等傑出的理論家建立了持久的友誼和合作關係。


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施韋伯準確地把握了貝特在 30 年代的發展和成就。正是在這段時間裡,貝特的職業生涯和個人生活發生了深刻的變化。希特勒於 1933 年上臺後,母親是猶太人的貝特被解僱了他在學術界的職位。在英國待了一年後,他很幸運地被邀請到康奈爾大學,那裡成為了他一生的家。貝特來到康奈爾大學預示著美國物理學新時代的到來,他成為這個時代的主要政治家之一。正是貝特以及其他著名的歐洲移民,如費米、泰勒、愛因斯坦和西拉德,促成了美國在物理學領域的崛起,這一趨勢一直延續到今天。施韋伯告訴我們,貝特如何欣然接受他的新國家及其自由和非正式。他在康奈爾大學建立了一個世界一流的物理學中心,指導了許多有影響力的物理學家(弗里曼·戴森和理查德·費曼後來都是他的門生),為核物理學貢獻了一套權威的論文(稱為“貝特聖經”),最重要的是,他娶了他的老老師保羅·埃瓦爾德的女兒羅斯·貝特為妻。在貝特的一生中,羅斯對他產生了重大而堅定的影響,他向她諮詢了研究核武器的道德後果。關於羅斯的單獨一章清楚地表明瞭她在漢斯生活中的重要性。

正是他在科學上的成就和他個人生活中的順利發展,使貝特將 30 年代稱為“快樂的 30 年代”。正是在這個十年的末尾,他做出了最持久的貢獻——解釋了太陽能量的起源,太陽能量是透過核聚變產生的。正如施韋伯告訴我們的那樣,貝特在一次會議上受到啟發解決了這個問題,並且在他對核物理學的無與倫比的知識的幫助下,在短時間內搞定了基本細節。這是一個科學家們已經研究了一百多年的難題,而貝特以一種典型的直接方式解決了它。它的解決觸及了人類好奇心的一個基本方面,這種好奇心在我們的原始祖先抬頭仰望天空,想知道那裡有什麼東西時就顯現出來了。貝特因此項成就被授予諾貝爾獎並不奇怪,儘管諾貝爾委員會自己也承認他本可以因其他六項重大發現獲得該獎項。貝特一直工作到他漫長生命的盡頭,繼續為粒子物理學、天體物理學和宇宙學等廣泛領域做出貢獻。

對我來說,這本書最重要的部分是欣賞貝特的品質,施韋伯以極大的敏感性和洞察力傳達了這些品質。我們不可能複製像貝特和愛因斯坦這樣的人的非凡思維能力。但是,如果我們堅持不懈,我們完全可以嘗試效仿他們更容易獲得的個人品質。就貝特而言,他最重要的特徵之一是具有不可思議的能力來感知自己的長處和侷限性,去研究他“擁有不公平優勢”的問題。貝特知道他不是像狄拉克或海森堡那樣的天才。相反,他的特殊優勢在於將一系列令人眼花繚亂的數學技巧和物理洞察力應用於具體問題,這些問題的結果可以與實驗中的硬資料進行比較。他可以寫下問題,然後直接找到解決方案;這為他贏得了“戰艦”的綽號。

從貝特身上學習的另一個重要的事情是,就像費米一樣,他願意不惜一切代價來獲得解決方案。如果這意味著填寫成堆的紙張進行乏味的計算,他就會去做。如果這意味著從另一個領域借用數學技巧,他也會去做。當然,這一切之所以成為可能,是因為他偉大的智慧、強大的記憶力和非凡的注意力,但從這種解決問題的態度中,我們肯定可以學到很多東西。同樣的方法也幫助了他生活的其他方面。他之所以成為一位非常成功的政府顧問和科學政治家,部分原因是知道何時妥協以及何時推進。在適當的時候保持外交手段的智慧是貝特傳授給我們的另一個教訓。總而言之,貝特的科學和生活為未來的科學家、政策制定者和教師提供了充分的靈感。施韋伯出色地講述了所有這些科學和個人品質是如何顯現出來並在動盪的 20 年代和 30 年代為二十世紀的科學做出貢獻的。

我對這本書唯一的遺憾是施韋伯在 30 年代末就停止了。貝特在二戰期間及以後的生活至少與他早年的生活一樣有趣。我確實希望施韋伯能夠寫出一本同樣有見地的關於第二階段的書,給我們描繪另一幅關於一位偉大科學家和公民的難忘肖像。

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Ashutosh Jogalekar is a chemist interested in the history, philosophy and sociology of science. He is fascinated by the logic of scientific discovery and by the interaction of science with public sentiments and policy. He blogs at The Curious Wavefunction and can be reached at curiouswavefunction@gmail.com.

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