本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
雷·蒙克的奧本海默傳記中出現了一張理查德·費曼調皮地演奏邦戈鼓的照片。照片的標題是“理查德·費曼,朱利安·施溫格在歷史上最偉大的美國物理學家頭銜的主要競爭對手”。這讓我開始思考;誰是歷史上最偉大的美國物理學家?你的選擇是什麼?
這個問題很有趣,因為它不像問“歷史上最偉大的物理學家”那麼簡單。那個問題的答案通常傾向於艾薩克·牛頓或阿爾伯特·愛因斯坦;事實上,即使有,也很少有美國物理學家會出現在有史以來最偉大的物理學家前十名的榜單上。但是,如果將問題限制在美國物理學家身上,事情就會變得更加複雜。相比之下,問誰是歷史上最偉大的美國化學家;那裡的答案——萊納斯·鮑林——似乎更加明確和廣泛地被認同。
任何關於“最偉大的科學家”的討論總是比聽起來更難。你用什麼標準來評判偉大?:一項重大的、劃時代的發現?對不同領域的貢獻?理論還是實驗?創立了一個有影響力的物理學派?還是透過審視終身成就,而不是專注於一項根本性的發現,而是涉及許多重要的發現?“最偉大的美國物理學家”的競爭者涵蓋了所有這些成就的衡量標準。
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以下是令人擔憂的事情:即使是一個慷慨的、廣泛的歷史上“最偉大的美國物理學家”的競爭者名單,與歐洲物理學家的可比名單相比,也令人尷尬地單薄。例如,讓我們考慮過去的三百年左右,並想出一個包括諾貝爾獎獲得者和非諾貝爾獎獲得者的選擇。條件是隻包括美國本土出生的物理學家,否則這個名單將開始變得荒謬。
以下是我個人列出的歷史上最偉大的美國物理學家的名單,排名不分先後:約瑟夫·亨利、約西亞· Willard Gibbs、阿爾伯特·邁克爾遜、羅伯特·密立根、羅伯特·奧本海默、理查德·費曼、默裡·蓋爾曼、朱利安·施溫格、歐內斯特·勞倫斯、愛德華·威滕、約翰·巴丁、約翰·斯萊特、約翰·惠勒和史蒂文·溫伯格。我確信我遺漏了某人,但我懷疑其他名單的長度也會相似。很明顯,這個名單與歐洲物理學家的同等名單相比顯得蒼白無力,歐洲物理學家的名單將包括愛因斯坦、狄拉克、盧瑟福、玻爾、泡利和海森堡等名字;這僅僅是我們包括了二十世紀的物理學家。歐洲物理學家不僅數量更多,而且他們的思想也更具基礎性;儘管美國物理學家很出色,但幾乎沒有人做出與泡利不相容原理或廣義相對論的重要性相當的貢獻。
請注意,我說的是“幾乎沒有人”。如果你問誰是我個人最喜歡的“歷史上最偉大的美國物理學家”,那不會是費曼、施溫格或威滕;相反,那將是約西亞· Willard Gibbs,這個人似乎註定要成為有史以來最被低估的科學家之一,但愛因斯坦稱他為“美國曆史上最偉大的頭腦”。費曼和施溫格可能發明了量子電動力學,但吉布斯發明了熱力學和統計力學的基礎,這是一個真正開創性的貢獻,是物理學和化學發展的關鍵。自由能、化學勢、焓和相律等概念對於物理學、化學、生物學、工程學以及介於兩者之間的一切事物的重要性怎麼強調都不為過。事實上,吉布斯的工作影響如此深遠,以至於它啟發了保羅·薩繆爾森的工作,與物理學家不同的是,保羅·薩繆爾森實際上被公認為歷史上最偉大的美國經濟學家。如果你真的想列出偉大的美國物理學家(甚至是一般科學家)的名單,你根本不能排除吉布斯。在我的字典裡,吉布斯的貢獻可以與任何著名的相對論物理學家或原子物理學家相提並論。
但更重要的是,偉大的本土美國物理學家名單稀少,這清楚地表明瞭兩件事。首先,美國確實是一個移民之國;只有包括像費米、貝特、愛因斯坦、錢德拉塞卡、維格納、楊和烏拉姆這樣的外國出生的物理學家,美國物理學家的名單才能開始與歐洲名單競爭。其次,更重要的是,這個選擇表明,即使在2013年,與歐洲物理學相比,美國的物理學仍然是一門非常年輕的科學。想想看,即使在20世紀20年代左右,《物理評論》現在被認為是世界頂級的物理學期刊,但在歐洲卻被認為是落後的出版物,如果不是一個笑話的話(Rhodes,1987)。直到20世紀30年代,美國物理學家不得不去劍橋、哥廷根和哥本哈根學習物理學的前沿。直到30年代,部分原因是私人基金會和政府對科學的大量投資,部分原因是歐洲物理學家從極權主義國家移民過來,美國物理學才開始走上今天所享有的卓越之路。因此,就尖端物理學而言,美國甚至不到一百年的歷史。歐洲人領先了三百年;難怪他們的物理學家會出現在前十名的榜單中。考慮到這個國家在科學前沿享受的短暫時間,我們不得不承認美國做得相當不錯。
令人尷尬的著名美國物理學家名單單薄是個好訊息。這意味著最偉大的美國物理學家尚未誕生。現在,這是一件我們可以共同期待的事情。