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重生之大科學家

作者:何事公
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卷一 念家山破 十四、天邊有信來鴻雁

卷一 念家山破

十四、天邊有信來鴻雁

動力學理論斷言熱和光都是運動的方式,可是這種理論的優美性和明晰性被兩朵烏雲遮蔽得黯然失色。關於這兩朵烏雲,對第二朵,我已經發表了一篇論文,提出了一種解決方法;對第一朵,用同樣的方法,也大致得出了一個可信的結論,我想在今年底、明年初的時候,你應該就能夠讀到他。
你的,
於是,大家都在翹首以待YorkJohnson的另一篇論文,想看看他是如何解決困擾學者已久的「以太漂移」問題。
PS:我看到最新一期《Science》上你的論文《輻射強度與光波長之間的函數關係》,非常棒。不過,評論家們似乎又找到了一個有力的佐證。
還有一件事。麥吉爾大學的同事,尤其是我本人,對於你非常感興趣,衷心希望你能抽空前來任教,或者講學。你的意見呢?
能將那篇不太成熟的論文付印,那是我的榮幸。在此,感謝你在此中付出的辛勤勞動。
因為時間過得太快,孫元起感覺自己已經融入了這個紛亂的時代,離自己生活二十多年的那個世紀不是越來越近,而是越來越遠。父母、女友、同學、老師……以前經常徘徊在夢中的身影已經漸漸模糊。他非常害怕會把那段生活當做是一場夢給忘掉,然後徹底迷失自我。只有通過不停的追憶、不停的記錄,才能勉強使自己保留一份清醒。
自春至夏,孫元起的日子過得平淡如水。白天,給大、中、小學不同年級的學生上課。傍晚,崇實中學的學生會來,一面整理上課的講稿,一面討論各種問題。有時候,就是閑聊,很多學生都把「孫先生」當成是「知心姐姐」、「全知博士」,和他探討一切問題,從學習到生活,從過去到未來。在學生看來,沒有什麼問題可以難倒孫先生,孫先生總能透過一切迷霧,看清事物的本質。
非常高興收到你的來信。
孫元起放下信,在包裹中果然看到五本書,正是麥吉爾大學出版社出版的自己的論文,封面上寫著「[China]YorkJohnson」。打開看時,論https://www•hetubook.com.com文前半部分,幾乎每一頁都有盧瑟福的腳註。在第一部分的最後,還附上了盧瑟福所做實驗的實驗報告。後半部分,盧瑟福則幾乎一字未動,想來是他對「論文的後半部分還不太了解」的緣故。
1899.6.28
York
我覺得,我把你的論文珍藏並獨享是一種犯罪,是對自然科學界的嚴重犯罪,它會阻礙自然科學的發展和傳播,也會掩藏你那無與倫比的天才的光輝,必須讓它與眾多的學者和愛好者見面。我確實就是這麼想的。所以,在沒有徵得你同意的情況下,我就迫不及待地把它全部印刷出來,雖然我對你論文的後半部分還不太了解。在此,希望你能原諒我的魯莽。
大致翻了一下其他的報紙,並沒有什麼新鮮,便把信件、報紙、期刊、書本都收拾起來。準備給盧瑟福寫回信。不知是因為對《物理雜誌》批評的不滿,還是對眼下經典物理學發展的反思,又或者是對「剽竊」盧瑟福成果的愧疚。孫元起在信中對經典物理學進行了一定的批評,指出它所面臨的困境,以期激發盧瑟福對原子物理學的研究興趣。
期待您下一篇論文的發表。
這份憂鬱的神色,平添了學生們對孫先生的好奇與景仰:為什麼少年得志、學業有成的先生會那麼神情鬱郁呢?難道是因為家庭的原因,還是看透了一切?
你現在還好么?
好了,不打擾您寶貴的科研時間。代我向尊敬的康格先生問好。
是的,在進入二十世紀后不久,光的「波粒二象性」學說被提出來,從而解決了那片惱人的烏雲。可經典物理學也遭受了最嚴峻的挑戰。在二十世紀最初的三四十年間,物理學取得了全面的突破,先後出現相對論、量子力學、粒子物理學等分支,使得人類的生活發生了翻天覆地的變化。
你的來信中附送的雜誌和報紙,我大致閱讀了一遍。對於學者們對我的批評,我虛心接受。但是這些批評,並不會改變我在以往論文中對事物的看法,因為那是和*圖*書我在物理學面臨的困境中所作出的一種嘗試和努力。
希望你的學術取得更好的成績!
1898.5.20
六月底的這批郵件,除了《Science》寄來刊登《輻射強度與光波長之間的函數關係》論文的樣刊和稿酬外,還有幾封來信,以及一個包裹。仔細審量包裹,卻是盧瑟福從加拿大寄來的。
……我們注意到,中國的物理學者YorkJohnson在過去的一年中,對原子結構的探討做出了有益的貢獻。他的實驗設計巧妙而實用,實驗結果則嚴謹而細緻,對鈾輻射射線和α粒子散射的實驗研究,展示了原子的內部結構,這是一項重要的工作。這裏順便提一句,YorkJohnson是當之無愧的中國乃至遠東研究物理的第一人,他改變了我們對遠東學術界一向貧瘠和毫無建樹的看法。當然,我們還要注意到另外一點,Johnson這幾篇論文,前半部分都是如此的Elegant(優雅的,雅緻的;優美的,高尚的;講究的),讓人無法挑剔;但後半部分,則是如此的Fantastic(空想的,異想天開的;奇異的,古怪的),通篇是沒有理論基礎和實驗證明的主觀主義猜想。我們在此嚴肅指出:物理學是一門嚴謹的學問,不需要空想和幻夢,那是小說家和詩人的專利……
親愛的York,
第二朵烏雲是麥克斯韋—玻爾茲曼關於能量均分的學說。能量均分原理,不僅會導致我在《輻射強度與光波長之間的函數關係》論文中所指出的「紫外災難」,而且在氣體比熱問題上也會遇到困難。根據能量均分原理,可以推算出物體的比熱是一個與分子運動自由度有關的量。在常溫下,對於固體和單原子氣體,實驗值和理論值符合得較好;對於雙原子和多原子氣體,實測值顯著大於理論值……
又拿出另一本雜誌,是《科學人》,裏面有記者採訪盧瑟福,盧瑟福在介紹最近物理學發展時,首先提到了IPRT的YorkJohnson,認為他是一位年輕有為https://www.hetubook.com.com且富有創意的物理學家,做出了很多開創性的工作。
在這個世界解決溫飽問題之後,孫元起一方面嘗試著融入眼前這個荒誕的歲月;另一方面,卻固執地把自己的精神停留在原來的歲月中。在周圍的人眼中,孫先生是平易近人、和藹可親的,也是鬱鬱寡歡、落落寡合的。任何一刻,都能從他的臉上發現那一抹落寞抑鬱的神色,與年青的容顏殊為不合。
盧瑟福寄來的東西,還包括好幾份報紙和雜誌,上面有對盧瑟福的採訪,也有學者對孫元起論文發表的評論或後續研究等等。隨便打開一本,是德國《物理雜誌》,裏面有一頁被盧瑟福加了書籤兒。翻到那個位置,文章是德文,看不懂。好在盧瑟福非常細心,似乎知道孫元起沒學過德語,已經把其中的要點用英文寫在了書籤上:
自從與盧瑟福在天津一別,忽忽已經半年,之間一直沒有聯繫,不知道盧瑟福都在忙些什麼呢?急忙打開包裹,裏面東西真豐富,最上面是盧瑟福寫的一封信。孫元起拆開信,仔細閱讀:
雖然在我們分別時,我承諾一到加拿大就給你寫信,而信件直到此時才寫好寄給你。首先,請你原諒我的不誠實。希望這封信件或許能給你帶去一些好消息,以抵免我的罪行。
但事實上,物理學的天空遠不止有「兩朵烏雲」,物理學已經陷入嚴重的危機之中,物理學變革的急風暴雨即將來臨。物理學所面臨的困境必須被解決,也必然被解決。這項偉大而艱巨的任務,必然由年輕一輩的物理學家所承擔。嘗試、實驗、猜想,都是前進的工具,我們要敢於假設和空想,不能被外界的批評所嚇倒。中世紀的但丁就曾說過:「走自己的路,讓別人說去吧!」這應該是新生代物理學家的人生格言。
我的路途很順利,太平洋就像其名字中所包含的蘊意一般,一路風平浪靜,平安地抵達了美國西海岸的美麗城市——聖弗朗西斯科。非常感謝你的那本小冊子,它是如此的精彩,使我徹底忘記旅途的奔波與勞累。在輪船上、在火車上、在馬www.hetubook.com.com車上,仔細思考你那令人著迷的論點,時常會忽略沿途的風景,事實上,你的論文才是最好的風景。
往來於太平洋東西海岸的郵輪,每個月一往還,所以郵件經常是一堆一堆地到來。孫元起最初的兩篇論文都是分量十足,所以有些學者想和他討論這方面物理學前沿的問題,孫元起也樂於回信,並總能給出很好的解答。這麼兩三次,很多學者都給他寫信,諮詢問題,盛讚他學識淵博,並熱情邀請他撰稿,乃至前往講學。對於這方面的要求,孫元起總是婉拒。
等到了加拿大的麥吉爾,我立即著手準備實驗,驗證你在論文中設想的結果。這耽擱了我一個多月的時間。最終的實驗結果,確鑿無疑地證實了你的猜想。是的,你是對的!可以這樣說,單純論對元素周期表的認識,你已經超越了它的發明者門捷列夫先生。
抵達美國后,我有空就會與各個大學的教授、學者坐在一起討論自然科學的問題,而你的論文則是我們談論的核心。雖然最初他們都驚訝得目瞪口呆——我想,我最初讀論文時一定也是那副傻模樣——這個理論對於汲汲於此道的自然科學家們,不啻于晴天霹靂,但最後,他們無疑都被征服了,他們向你的論文頂禮膜拜,成為你的忠實信徒。
你的,
尊敬的盧瑟福先生:
孫元起並沒有太在意這封信,因為這封信只是日常的私人通訊,旨在策勵遠在加拿大的盧瑟福勇攀物理學巔峰。在8月初,盧瑟福收到這封信之後,認為指導意義非凡,進行適當的補充和註釋后,寄給了《哲學雜誌》,並發表在9月份的雜誌上。
盧瑟福
平淡如水的生活,直到六月底的時候,才被美國公使館送來的一堆郵件所打破。
孫元起讀完這段評論,有些沒心沒肺地笑了:這群嚴謹的德國人還真是可愛!可誰能想到,在另一個世界,普朗克首先提出能量子的假設,普朗克是德國人;隨後,愛因斯坦又提出光量子的假說,愛因斯坦也是德國人。
這薄薄一本書,拿到手裡,卻感覺沉甸甸的。
只有等到夜深人靜的時候,那才是屬m.hetubook.com.com於自己的時間。孫元起會一個人躲在書房裡,批改作業,撰寫講稿、教材,有時也會回答外國學者的來信,最重要的是整理自己回憶中那個世界的一切,從物理學、數學、化學,到電子、計算機,乃至各種能想起來的大事。直到夜深。
是的,現在物理學正面臨著重大的困境,經典物理學理論在一系列實驗中所受到的衝擊必須給予足夠的重視。相信有遠見的科學家們都已經意識到,在物理學晴朗的天空中,出現了大片的陰霾。這不是危言聳聽。在這裏,僅就熱和光動力理論而言,就有兩朵碩大的烏雲。
第一朵烏雲是隨著光的波動論而出現的,菲涅耳和托馬斯·楊研究過這個理論。它包括這樣一個問題:地球如何通過本質上是光以太這樣的彈性固體而運動呢?邁克爾孫—莫雷的實驗,無論在實驗的設想方面還是在實驗的實施方面,都無法看出任何缺陷,該實驗的結果也可以保證是可靠的。那麼,究竟應該如何解釋「以太漂移」呢?……
不過,一些閱讀過你前兩篇論文的評論家,在看到你的這本小冊子時,對我說:「YorkJohnson無疑是一名優秀的青年物理學家,如果每次他的論文都只寫一半,而不加上他奇幻猜想的話,我會毫不吝嗇地把『優秀的』一次換成『最優秀的』。」這很有趣,不是么?
孫元起的這封信,來源於1900年4月27日英國科學界泰斗開爾文勛爵的長篇演說,后被整理成文,刊登在1901年7月出版的《哲學雜誌》和《科學雜誌》的合刊上,題為《懸浮在熱和光動力理論上空的19世紀的烏雲》。一向以保守著稱的開爾文,在感到困惑的同時,也樂觀地預言道:「在19世紀最後四分之一時期內遮蔽了熱和光分子論亮光的烏雲,人們在二十世紀初就可以使其消失。」
現在,我要把這本論文分別寄給了各國的物理學會和化學學會,雖然它目前還是寂寂無聞,但它引起的轟動效果是可以預見的。其中,有五本是給你的,作為作者,你可以修改我們在印刷所造成的錯誤,以便我們再版時進行修訂。
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