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[物理学家小传]:Pauli

已有 5758 次阅读 2008-2-27 19:36 |个人分类:物理学家小传

Pauli(泡利)是一位自大出奇的物理学家,他的观点是,天下除了他最聪明,没有人比得上他。
这不是自傲,这是真是有才华的表现。对自己的才华勿庸置疑地自信,这就是Pauli。
Pauli最耿耿于怀的是一直拿不到Nobel,因为作为天下最聪明的人,前无古人后无来者,必然要和天下最高荣誉的奖项Nobel扯上关系才行。Pauli常常BS哪些拿了Nobel的家伙,说他们不如他聪明,却拿了一个如此高的奖项。大概是Nobel委员会对此深感愤怒,所以很少人提名Pauli,因为提名是由以前得到过Nobel的人提名的,今年谁提名最多,谁就是候选人。而像Pauli这样自以为是,到处骂别人是笨蛋的家伙,当然不能得到多少提名,所以他拿不到Nobel也在情理之中。不过上帝还是公平的,虽然说小爱不相信上帝是掷色子的赌徒,可上帝就是上帝,他看问题有独到之处。天下最高的荣耀Nobel Prize还是给了Pauli一份,获奖名目是他提出的以他名字命名的一个原理:Pauli不相容原理。原理的内容很简单,一句话可以概括:“具有相同量子数(或者说相同量子态)的两个电子不能处在同一个能级上。”这句话简单明了,却点到了量子力学的精髓,更重要的是,这仅仅是一个猜想,没有任何数理证明,一直到后来对自旋等量子性质理解清楚了,才有严格的数学描述。Pauli的Nobel来的比大家都晚一些,赶上了量子力学浪潮的尾巴,大概是委员会觉得量子力学太重要的,可是主要创始人都拿了奖,也该轮到这位恃才傲物的家伙了吧!当然,个人认为Pauli的获奖是理所当然的,正如他所言,只要这样才配得上他的才华。需要说明的是,这个原理居然是在量子力学发现之前提出的!就像伽利略在没有万有引力定律下发现行星三大定律、欧姆在没有电流表电压表下发现欧姆定律一样,简直就是无米之炊,可见Pauli的天才所在!
Pauli喜欢骂人,没事就破口大骂,说你是笨蛋,或者说你根本没学过量子力学。这经常让做报告的人产生心理恐惧,无法继续下去,杨振宁刚开始讲他的规范场论时候,刚刚写了个拉氏量,Pauli就站起来说:“你所说的规范粒子怎么没有质量项?没有质量又怎么能称之为粒子?”这个问题一针见血,杨在台上支吾了半天也答不上来,因为他的规范场论最大的问题就在于没有质量项,当然后来正是这个问题的深究才有了统一场论等更高层次的理论,才使得Einstein的统一梦想继续下去,可是那天,杨确实被吓蒙了,他无法做出回答!幸亏奥本海墨站出来打圆场,说人家年青人的新理论,应该让他讲下去,于是杨很不爽地做完了报告,虚的一身冷汗。要真的那时杨下台不继续做报告了,也许他的规范场论就此埋没,他一生中对物理最大的贡献也将埋没。可Pauli还真的埋没了不少人,那个年代相对论很流行,很多文章一发表出来就一定得扯上相对论,否则很难发表,这叫时髦。Pauli很早就是相对论专家了,所以当kronig提出电子自旋的概念把文章送给Pauli的时候,Pauli就说他的结果不符合相对论,结果文章夭折,电子自旋最终被戈德史密特和乌伦贝克发现,虽然他们俩把文章送给Lorentz时也被指责说不附和相对论,可是他们大老板厄伦菲斯特网开一面让他们发表了文章,回答是:“年青人,难免要犯一些低级错误,是可以原谅的。”幸亏没给Pauli审稿,要不电子自旋就不可能发现那么早了。Pauli就这么错过了自旋的发现,他还错过另外一个Nobel就是弱相互作用的宇称不守恒,也就是杨振宁和李政道获Nobel的那个工作(这个要在后面几篇续讲,这才是中国人第一次获Nobel)。当时用实验验证宇称是否守恒的人是吴健雄,而吴健雄和Pauli是师生兼朋友关系,在《吴建雄传》里面用了一个词汇形容这位中国第一女物理学家和Pauli的关系,那就是——“惺惺相惜”。当初吴健雄毅然决定推迟回台湾而留下来做实验的时候问过Pauli,Pauli当时就说那是一个很蠢的想法,不用验证了,那两个年轻人肯定错了,他还说了句和小爱那句一样经典的话:“我不相信上帝是个左撇子!”(注:弱相互作用宇称不守恒的基本推论是Beta衰变出来的中微子全是左旋的,而吴健雄是Beta衰变的专家)可上帝偏偏就是左撇子,当吴健雄无可争议的数据出来的时候,连Pauli这么傲气的家伙也不得不承认错误,而在年青的李杨面前肃然起敬。Pauli还怂恿过Heisenberg去做相对论,幸亏Heisenberg没有听他话,否则量子力学就要胎死腹中啦!
Pauli也有臣服的时候,一次小爱做报告,把大伙听的云里雾里。完了Pauli站起来说:“看来爱因斯坦并不是很蠢!”波恩曾经认为Pauli甚至比小爱还要聪明,但是有补充说“在我看来,他不可能像爱因斯坦一样伟大”。据说Pauli终于拿到Nobel时候,小爱上台演讲祝贺他,“当时的情景就像物理学的王传位于他的继承者”(波恩回忆)。Pauli倒是一点都不客气,认为自己就是继承者了。
Pauli还是实验物理的丧门星,他到了哪里,哪里的仪器就要坏。有一次某实验室的仪器坏了,大伙开玩笑说今天Pauli没来啊?后来人家打电话问Pauli,他恍然大悟说:“哦,我今天坐火车路过了那里!”就像杨振宁一样,“Where there is a bang,there is Yang !”后来杨才意识到自己不是实验物理的料,决定搞理论物理,才闯出了点明堂。
Pauli的贡献遍及当时物理学的各个领域,他参与了量子力学的基础建设,量子场论的基础建设,相对论等等工作。Pauli似乎在物理学领域是一个征服者而不是一个殖民者,他大量的工作没有发表,而是遗留在私人信件里。今天我能查到的信件中,我们发现大量这样的例子,他的关于矩阵力学和波动力学的等价性证明是写在给Jordan的信件里,测不准原理首先出现在他给海森堡的信件里,Dirac的泊松括号量子化被Hendrik Kramers 独立发现,而他指出,Pauli早就指出了这种对易关系的表示方法或许有些天才的生命是注定短暂的,Pauli生于1900年,于1958年去世,仅比他心中帝王晚去世3年,(爱因斯坦1879-1955),他唯一的遗憾就是一生中觉得没有做出像他的king一样伟大的工作。 
仅以此怀念pauli!
(本文撰写中参考若干网络文摘,尤其是《物理大牛的八卦》一文,其中不少文字引自此文,谨以致谢!)


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