泡利的另一面

1957年以前，歐洲物理學(xué)家普遍承認(rèn)“宇稱守恒定律”。任何一種變化的開(kāi)始和結(jié)束，宇稱的奇和偶不會(huì)改變。

1956年6月，沃爾夫?qū)づ堇╓olfgang E.Pauli）收到了來(lái)自李政道和楊振寧的一篇題為《宇稱在弱相互作用中守恒嗎？》的文章。文中提出“宇稱守恒在強(qiáng)相互作用與電磁相互作用中均存在很強(qiáng)的證據(jù)，在弱相互作用中卻只是一個(gè)未被實(shí)驗(yàn)證實(shí)的‘外推假設(shè)”，即在弱相互作用中宇稱不守恒。

這篇文章一出，學(xué)界嘩然，但是在眾多聲音中，還是反對(duì)和譏笑居多。

泡利因?yàn)樵谖锢韺W(xué)領(lǐng)域憑借著自己敏銳、謹(jǐn)慎和挑剔的風(fēng)格，具有一眼就能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的能力，而被丹麥物理學(xué)家玻爾稱為“物理學(xué)的良知”。此次，這位“物理學(xué)的良知”也在反對(duì)者之中，但結(jié)果卻與往常不同。

泡利與他的學(xué)生

物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，李政道與楊振寧的理論要想得到學(xué)界的認(rèn)可，就必須要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。隨后他們找到了同在美國(guó)留學(xué)的華人物理學(xué)家吳健雄來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。

吳健雄于1936年來(lái)到美國(guó)攻讀物理學(xué)，她曾參與過(guò)“曼哈頓計(jì)劃”，深得奧本海默（曼哈頓計(jì)劃的領(lǐng)導(dǎo)者）的賞識(shí)。在吳健雄的簡(jiǎn)介中，更是寫(xiě)著：“物理學(xué)巨擘泡利的得意門生”。泡利與吳健雄相識(shí)是在1941年，當(dāng)時(shí)泡利訪問(wèn)加州大學(xué)伯克利分校，而吳健雄在那里學(xué)習(xí)。泡利對(duì)這個(gè)學(xué)生贊賞有加，并且一直保持著這份亦師亦友的情誼。

當(dāng)泡利得知吳健雄要幫助李政道和楊振寧做實(shí)驗(yàn)時(shí)，他曾為吳健雄的舉動(dòng)表示出極大的惋惜。泡利認(rèn)為以吳健雄的能力應(yīng)該去做更重要的事，犯不著在這明顯不成立的理論上消耗時(shí)間。而當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)物理科學(xué)家大多也不愿意做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。另外，技術(shù)方面的困難也太大，科學(xué)家們都心存疑慮。宇稱不守恒實(shí)驗(yàn)，對(duì)于對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)沒(méi)有相當(dāng)了解和深刻認(rèn)識(shí)的人來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)直是無(wú)從入手。

1957 年 1 月 15 日，《物理評(píng)論》雜志收到了吳健雄等人的論文《貝塔衰變中宇稱守恒的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)》，為宇稱不守恒提供了實(shí)驗(yàn)證明。一天后，《紐約時(shí)報(bào)》就用《物理學(xué)中的基本概念在實(shí)驗(yàn)中被推翻》為標(biāo)題，在頭版報(bào)道了被其稱為 “中國(guó)革命”的吳健雄等人的實(shí)驗(yàn)。

自此爭(zhēng)論結(jié)束。泡利面對(duì)此次“敗于學(xué)生之手”，在1957年1月27日給一位朋友的信中這樣寫(xiě)道：“在最初的震驚過(guò)去后，我開(kāi)始鎮(zhèn)定下來(lái)。事情的發(fā)展的確很有戲劇性……幸虧沒(méi)人跟我打賭，否則我要輸?shù)粢淮蠊P錢?，F(xiàn)在只損失了一點(diǎn)名譽(yù)，好在我的名譽(yù)不小，損失一點(diǎn)沒(méi)什么關(guān)系?！?/p>

“泡利效應(yīng)”

泡利出生在音樂(lè)之城維也納。“21歲時(shí)，他為德國(guó)的《數(shù)學(xué)科學(xué)百科全書(shū)》寫(xiě)了一篇長(zhǎng)達(dá)237頁(yè)的關(guān)于狹義和廣義相對(duì)論的詞條，該文到今天仍然是該領(lǐng)域的經(jīng)典文獻(xiàn)之一，而泡利也因此名聲鵲起；25歲時(shí)，泡利提出了他一生中發(fā)現(xiàn)的最重要的原理——泡利不相容原理，為原子物理的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)；1930年，他為擺脫放射性β能譜的能量守恒定律面臨的危機(jī)而提出了著名的‘中微子假說(shuō)，后被美國(guó)物理學(xué)家考恩和萊茵斯在核反應(yīng)堆中產(chǎn)生的反中微子的稀有俘獲而驗(yàn)證。”

泡利為人幽默風(fēng)趣，以工作嚴(yán)謹(jǐn)、博學(xué)而著稱，與他一起工作過(guò)的人，都非常佩服他的聰明才智與發(fā)現(xiàn)理論弱點(diǎn)的本領(lǐng)。同時(shí)他也是出了名的愛(ài)挑剔，在某些人眼中，泡利甚至是個(gè)狂妄自大的人。但有一件事，卻讓泡利“驕傲不起來(lái)”。

泡利的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力很差，時(shí)不時(shí)會(huì)給實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)災(zāi)難。與泡利在一起工作過(guò)的年輕物理學(xué)家甚至把實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)稀奇古怪的毛病，以及實(shí)驗(yàn)儀器的損壞與爆炸都?xì)w于泡利，并戲謔地稱之為“泡利效應(yīng)”。泡利的朋友物理學(xué)家?jiàn)W托·斯特恩 （1943年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主） 就曾因?yàn)閾?dān)心泡利效應(yīng)而對(duì)泡利下達(dá)了封殺令， 禁止其進(jìn)入自己位于德國(guó)漢堡的實(shí)驗(yàn)室。

關(guān)于泡利效應(yīng)還有這樣一個(gè)故事。有一天，哥廷根大學(xué)物理研究所詹姆斯·法蘭克（實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，1925年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者）教授的實(shí)驗(yàn)室里發(fā)生了一次事故。此事一出，人們很快聯(lián)想到這件事情該不會(huì)是與泡利有關(guān)。經(jīng)查實(shí)，泡利有充分的不在場(chǎng)證據(jù)。于是法蘭克寫(xiě)信給泡利，很欣慰地告訴他說(shuō)你總算無(wú)辜了一回。 然而泡利對(duì)這種無(wú)罪推定似乎并不領(lǐng)情，他回信很誠(chéng)實(shí)地 “自首” 說(shuō)自己雖不在第一現(xiàn)場(chǎng)， 但事發(fā)當(dāng)時(shí)自己乘坐的從蘇黎世到哥本哈根的火車恰好在哥廷根的站臺(tái)上停留了一會(huì)兒。也許他是想承認(rèn)泡利效應(yīng)是具有“超距作用”的。當(dāng)事人已經(jīng)一笑置之，而旁觀者并未就此罷休，人們將“泡利在法蘭克實(shí)驗(yàn)室里搗亂”的故事擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，而且越傳越離奇，同時(shí)出現(xiàn)了很多版本，后來(lái)發(fā)展到只要泡利進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室的工作人員就會(huì)緊張得手忙腳亂，以致發(fā)生事故。

有關(guān)泡利效應(yīng)的傳聞還有很多，不過(guò)在眾多的傳聞中有一個(gè)有趣的特點(diǎn)， 那就是泡利效應(yīng)絕不會(huì)損害到泡利本人，不僅不會(huì)損害，甚至還能在關(guān)鍵時(shí)候“拯救”泡利。 泡利的助手派爾斯和韋斯科夫都曾在自己的自傳中講述過(guò)一個(gè)故事：“有一次泡利要參加一個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議，與會(huì)的年輕物理學(xué)家們決定跟他開(kāi)個(gè)玩笑，他們?cè)跁?huì)議廳的門上做了一個(gè)觸發(fā)式的機(jī)關(guān)，只要泡利一推門就會(huì)發(fā)出類似爆炸的響聲。結(jié)果在泡利推門而入的一剎那， 那些被年輕物理學(xué)家們反復(fù)調(diào)試過(guò)的機(jī)關(guān)居然‘卡殼了！泡利效應(yīng)通過(guò)破壞‘實(shí)驗(yàn)裝置而成功地‘拯救了泡利。”

當(dāng)然這些都只是關(guān)于這個(gè)傳奇人物的傳奇故事，人無(wú)完人，即便他是一個(gè)功勛卓著的偉大的科學(xué)家，也有犯錯(cuò)的時(shí)候，這些錯(cuò)誤只是他人生中的“陰影”，是他人生中的一部分，說(shuō)到底他也只是個(gè)普通人。