20世紀的科學怪傑：鮑林(26)

二六

　　和當時許多物理學家一樣，索末菲很快就接受了更接近經典物理的波動力學。與矩陣力學相比，薛定諤的數學表達式簡潔明瞭——他的體系更易於理解，比玻恩和海森伯嚴謹的矩陣更「方便用戶」——當然，他仍然懷疑波動力學是否真正能描述一種物理現實。每一個年輕的自然科學家在學校裡都學習過波的物理特性，因而對波這一概念感到很親切；即便電子實際上並不是以這種形態存在的，薛定諤方程也可以被視為是電子「雲」，而以一種可辨認的形狀圍繞在原子核周圍。就氫原子而言，球狀電子雲的密度根據它到原子核的距離接指數規律遞減。波動力學還表明，就像玻爾預測的那樣，在較複雜的原子中，附加的電子可以被設想為在內層球體外形成了新的球形外殼。

　　許多不喜歡量子理論過激革命內涵的傳統物理學家熱情地歡呼波動力學的誕生，認為這是傳統物理學的具體化。鮑林的年齡還不至於使他成為一個傳統學者，但是在索末菲的引導下，他也把波動力學看作是一個更容易使用、更便於想像的工具加以採用。鮑林在1926年給同事的一封信中寫道：「我發現他（薛定諤）的方法比矩陣運算簡便得多；而且根本思想更能令人滿意，因為在數學公式背後至少還有一絲物理學圖案的影子。」他說，與矩陣力學相比，原子波動圖「非常清楚，十分誘人」。

　　像對待任何物理學中有價值的新思想一樣，索末菲盡可能早地在慕尼黑介紹了波動力學。鮑林在第一學期參加了一個討論會，分析薛定諤早期波動力學論文的校樣稿。薛定諤本人也在1926年夏天來到慕尼黑宣講自己的學說，鮑林在座。在這位奧地利人的講座結束時，一個滿頭淺棕色亂髮、一臉孩子氣的年輕人從教室後面跳了起來。他就是海森伯。他對人們這麼快就接受薛定諤的理論感到異常憤怒，而且擔心自己的矩陣體系會被搬到一邊。他當面質問薛定諤，他的電子波理論如何解釋諸如光電效應和黑體輻射這類量子化過程。薛定諤還沒來得及回答，慕尼黑實驗物理學研究院院長，德高望重的諾貝爾獎金獲得者維爾海姆·維恩怒氣衝衝地插話道：「年輕人，薛定諤教授將來肯定會解決這些問題的。你必須理解現在我們已經不再相信量子躍遷這一派胡言了。」薛定諤冷靜地補充說，他深信最終他的方法會澄清所有的問題。

　　這是兩種世界觀的碰撞。海森伯日漸確信，從根本上來說，原子是不可知的，原子水平的實際情況是不可想像的。原子現實是不可能用經典理論來想像或描述的；只能夠通過他奇特的新穎數學公式來認識。而薛定諤同樣確信，原子肯定具有一些經典物理學的性質。儘管兩人在公開辯論中保持著彬彬有禮的態度，但是他們私下的書信往來表露出了他們之間的敵對情緒。薛定諤依然稱量子躍遷是「怪異的」，海森伯則斷定薛定諤堅持原子有形是無稽之談。

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　　新量子力學的矩陣理論和波動理論都比舊的玻爾—索末菲原子模型——以下稱為「舊的量子理論」——來得優越，兩者都能以較少的矛盾解釋多得多的實驗結果。泡利告訴鮑林，他在雙原子分子上的辛苦工作是白費力氣，因為它支持的不過是一個過時的體系。確實「沒有意義」。

　　同時，泡利也意識到，鮑林跨學科的體系為新的量子力學提供了一個極好的試驗。鮑林的理論提出，舊的量子理論預測磁場對氫氣的介電常數會產生可以測得的效果。泡利告訴他，這很可能是錯誤的；新的量子力學的預測結果是沒有影響。如果鮑林能夠以新的量子力學公式來計算他的體系，他可以發表那篇被認為是支持舊的量子理論的論文。不過，這次的用意在於駁斥舊的量子理論。

　　來自帕薩迪納的試驗結果進一步否定了鮑林關於磁場效應的預測。在此之後的幾個星期裡，鮑林又運用新的力學重新進行了運算（他借鑒了海森伯和薛定諤兩人的公式）。他說，計算結果顯示，「舊的量子理論顯然不成立，而新的量子理論成功了。」對鮑林來說，舊的量子理論也死亡了。

　　在蘇黎世會議結束後兩星期給諾伊斯的一封信中，鮑林寫道：「我現在正埋頭於新的量子力學，因為我覺得原子和分子化學需要它。」對鮑林和每一個物理學界人士來說，新體系的明顯優越性很快就體現了出來。不久之後鮑林說：「舊的量子理論與實驗結果不符，而新力學與自然十分和諧。在舊的量子理論無言以對之際，新力學雄辯地說明了真相。」

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　　愛娃喜歡他們在歐洲的日子。她和萊納斯再次補上了從沒度過的蜜月。儘管鮑林的工作日程很緊——大多數夜晚他都在房間裡伏案運算，而愛娃則在一邊讀書或者練習德語——他們仍舊有時間娛樂。他們在慕尼黑聽歌劇，參觀美術館；他們經常去新建的德國博物館，那裡有大量的科學展品，週末到阿爾卑斯山去爬山，有時也去歐迪賭場跳舞。「我喜歡和萊納斯跳舞，他的舞跳得棒極了，」愛娃在那年夏天寫道。「我們配合得天衣無縫，大跳別人不會的小步舞。」愛娃遠非一個普通的社交伴侶。鮑林夫婦幾次受邀到索末菲的家去作客，愛娃給所有的人都留下了良好的印象。當索末菲聽說她會彈琴時，就讓人把自己的一架鋼琴搬到了鮑林家。和在加州理工學院一樣，愛娃陪萊納斯去聽講座和討論會，甚至還去每星期在咖啡屋舉行的物理學家專業聚會。很多時候她是在場的唯一女性。那年夏天，她驕傲地寫信告訴諾伊斯：「一個德國小夥說，連我在內，理論物理學院有5個美國人。」

　　在慕尼黑過了幾個月後，鮑林成了美國學生聯誼會的常客。與一對和他們同住一幢樓的美國博士後紀列民兄弟一起，萊納斯和愛娃組成了非正式的來訪美國學生歡迎委員會，向新來的學生介紹這座城市和大學，然後帶他們到自己最喜歡的咖啡屋去向他們介紹最新的科學發現——或者談論更重要的話題，比如獎學金是否夠用。

　　在與愛娃母親的通信中，他們時刻追蹤著小萊納斯的健康、心情和成長。儘管兩人都很想念孩子，他們很高興沒有帶孩子一同來，因為這會給他們帶來太多的家務和麻煩。到慕尼黑幾個月後鮑林寫信給諾伊斯說，「我對妻子清醒頭腦的敬重與日俱增，因為當初我曾竭力主張把孩子帶來。」

　　唯一的陰霾發生在7月初，他們收到鮑林妹妹露茜爾的來信，告訴他們關於母親的壞消息。貝莉的健康急劇惡化，被送進了塞勒姆一所主要用來治療精神病人的州立醫院。鮑林馬上回信說：「媽媽的消息對我的打擊很大。我將盡我全力，告訴我你希望我做些什麼……我從來不知該如何是好，因為我不知道事態的嚴重性……我把所有手頭的錢都寄給吉姆叔叔了。如果不夠的話，我會設法借錢……媽媽需要什麼都給她。」

　　但是，當信到達波特蘭之前，貝莉已經去世了。

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　　這是一種日益不幸的生活的終結。在鮑林上大學一年級的時候，貝莉再婚了。新郎布萊頓是貝莉的姐姐格蒂安排見面的，一個整天嚼著煙草的士兵。他們閃電般地結了婚，這場婚姻從一開始就註定了失敗。鮑林的兩個妹妹波琳和露茜爾打開始就不喜歡她們成天躺著不幹活的繼父。蜜月過後不久，貝莉患上了流感，後來發展為肺炎，慢性貧血又進一步加劇了病症。新婚夫婦開始吵架。幾個月後的一天，布萊頓抓起帽子和外套說是去理髮。他再也沒有回家。

　　波琳也迫切地希望離開這個家。高中畢業之後，在萊納斯的資助下，她沿著哥哥的足跡進了俄勒岡農學院，但是她並不喜歡大學生活。她年輕又漂亮，渴望著能夠到新鮮的地方去。1925年，她在波特蘭的慈善互助俱樂部當上了秘書長助理，不久就得到了俱樂部體育教練的好感。波琳慫恿他到別的城市去尋找機會，他們很快結了婚，在幾個月後搬到了洛杉磯。當貝莉得知兩人私奔之後，一下癱軟在地上了。

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