苏黎世

美国普罗米修斯:奥本海默的胜利与悲剧

苏黎世并非只是J.罗伯特·奥本海默欧洲求学之旅中的一站——这里既是沃尔夫冈·泡利严谨的指导与奥本海默不安分的想象力相遇之处,也是他与伊西多·艾萨克·拉比的友谊逐渐深厚之地;他在此集中工作数年,成为国际知名的理论物理学家。苏黎世的重要性,在于纪律、思想上的同伴情谊、疾病和卓越的科学成果在此交汇;这一切发生在奥本海默于1929年6月返回美国之前。

从莱顿到泡利的苏黎世

奥本海默最初打算从莱顿前往哥本哈根,但保罗·埃伦费斯特说服他去找一位风格不同的老师。埃伦费斯特建议他到瑞士师从以计算严谨著称的物理学家泡利。前往苏黎世途中,奥本海默在莱比锡停留,聆听维尔纳·海森堡讲授铁磁性。他前一年在哥廷根见过海森堡;两人虽未亲近,却彼此敬重。这次停留让奥本海默在苏黎世的师徒研习开始之前,便接触到新物理学的一位核心人物。

在苏黎世,泡利引导奥本海默着手解决他需要掌握的问题。奥本海默全神贯注于他所谓的电子问题和相对论理论;那年春天,他一度接近与泡利、海森堡合作发表研究成果。随着几位物理学家评估计算结果,合作形式发生了变化——泡利敦促奥本海默修正他对连续谱的处理,由此产生的研究后来于次年以《场与物质相互作用理论札记》为题单独发表。因此,苏黎世既标志着三位物理学家差点展开合作,也标志着泡利将奥本海默尚未完成的研究转化为一项独立的科学责任。

泡利的影响带有严格要求,而不只是鼓励。他看重奥本海默识别重要问题和提出富有想象力的见解的能力,但认为他的计算不可靠,论证也缺乏充分依据。他还担心奥本海默过于轻易地接受自己的权威。两人的关系兼有钦佩与批评——奥本海默十分喜欢泡利,也承认他的非凡能力;泡利则看到了奥本海默的潜力,同时认为他需要更加坚持,并更加注重细节。苏黎世带给奥本海默的不只是接近一位杰出物理学家的机会,也让他持续面对自己的工作必须达到的标准。

实验室之外的友谊

伊西多·艾萨克·拉比是奥本海默在苏黎世的另一位重要同伴。他和奥本海默在莱比锡相识,并一同前往苏黎世。他们的友谊延续到离开苏黎世之后;按拉比的说法,这份友谊贯穿了奥本海默的一生。拉比严肃的求知态度和直率,为泡利所注意到的奥本海默对权威的顺从提供了平衡。拉比说,他从不奉承这位朋友,若奥本海默犯傻,也会直截了当地告诉他;同时,他始终觉得奥本海默能激发思考。他们的关系既是私人情谊,也是科学交往,话题延伸至哲学、宗教和艺术;即使长时间分隔两地,他们也无须每次都重新建立亲密关系。

这份友谊也显现出两人对待犹太身份的方式有所不同。拉比成长于纽约一个贫困的正统犹太家庭,宗教融入了日常言谈与生活实践。在德国时,他刻意自称奥地利犹太人,因为他知道奥地利犹太人尤其不受欢迎。相比之下,奥本海默并不主动表明自己的犹太身份。几十年后,拉比将这种反差解读为奥本海默对自身身份感到不自在的证据——他既无法完全认同这种身份,也不能简单地摆脱它。这种差异并未妨碍两人亲近;相反,拉比坦率地看待奥本海默,使他们的友谊拥有一种直率,也超越了两人在苏黎世共同从事的物理学研究。

奥本海默在当地的兴趣远不止技术工作。他埋头计算恒星表面如何吸收来自其内部的辐射,但在朋友中常显得轻松随意,也常避免在社交场合谈论物理学。费利克斯·布洛赫回忆说,有一次,奥本海默公寓里的一幅纳瓦霍地毯引起了他的赞赏,两人于是兴致勃勃地谈起美国。奥本海默也能长时间谈论文学,尤其是印度教经典和西方神秘主义作家的作品。泡利曾对拉比开玩笑说,物理学似乎是奥本海默的业余爱好,精神分析才是他的本职。这个玩笑道出了明显的反差,却不代表他缺乏科学上的努力——在看似轻松的表象之下,奥本海默正艰苦地进行复杂计算。

疾病、工作与离开

奥本海默健康状况也体现了外表脆弱与思想高度投入之间的反差。他不停地抽烟,紧张时咬指甲,还长期咳嗽,甚至因此担心自己患有结核病。在跟随泡利学习期间,他病得相当严重,医生告诉他必须停止研究物理学。休养六周后,疑似轻症的结核病进入缓解期。他回到苏黎世,重新开始快节奏的工作。康复并未消除这种工作节奏带来的压力;它只是让压力暂时中断,随后他又重新投入高度专注的工作。

奥本海默于1929年6月离开苏黎世时,已在1926年至1929年间发表了十六篇论文,并在理论物理学界建立起国际声誉。在泡利指导下,他赶上了量子物理学发展的第二波浪潮;此前,他因年纪太轻,未能参与1925至1926年间的首次蓬勃发展。他成为首位掌握连续波函数本质的物理学家。罗伯特·瑟伯后来认为,场致发射是奥本海默早期最具原创性的贡献——这项工作为研究强电场下从金属发射出的电子提供了一种方法。奥本海默还在计算X射线吸收,以及电子的弹性和非弹性散射方面取得进展。

因此,苏黎世在这段经历中并非背景,而是一个具有塑造作用的工作环境。这里的核心关系展现了奥本海默早期潜力的两面——泡利督促他让想象力接受计算的检验,拉比则给予他建立在坦诚和共同求知兴趣之上的友谊。这些年留下的科学成果——论文、连续谱研究,以及在场致发射和散射方面的进展——使这种个人成长产生了可衡量的影响。奥本海默返回美国时,已带着一系列研究成果和相当显著的声誉离开苏黎世,足以推动他的事业进入下一阶段。