马克斯·玻恩
美国普罗米修斯:奥本海默的胜利与悲剧马克斯·玻恩是量子力学创立过程中的核心人物,也是J.罗伯特·奥本海默成为物理学家道路上的重要启蒙导师。在哥廷根大学,玻恩耐心的教学和科学判断,帮助一位天赋出众却缺乏自律的年轻美国人,成长为理论物理学的重要贡献者。他们合作提出了玻恩-奥本海默近似;多年后的通信也显露出一种持久的道德分歧,而奥本海默最终发现自己赞同玻恩的立场。
身份与科学工作
玻恩担任物理系主任,并领导哥廷根理论物理研究所;当时该所是理论物理学的领先中心。他的影响遍及一群杰出的年轻科学家——他扶持了维尔纳·海森堡、尤金·维格纳、沃尔夫冈·泡利和恩里科·费米的研究。1924年,玻恩创造了“量子力学”这一术语;他还提出,量子世界中相互作用的结果由偶然性决定。相关叙述将他的工作置于物理学迅速变革的背景之中——从马克斯·普朗克发现量子、阿尔伯特·爱因斯坦提出狭义相对论,到海森堡的矩阵力学和埃尔温·薛定谔的波动力学。玻恩1926年关于概率与因果关系的论文,是推动这场革命走向尾声的诸项进展之一。
玻恩也被描述为和平主义者和犹太人,并且是一位格外热情、耐心的教师。1954年,他获得诺贝尔物理学奖。然而,他在奥本海默生平中的地位,不仅源于他的科学成就。他能够辨识原创性,同时应对伴随原创性而来的棘手习惯;他与奥本海默的交往,也一再将慷慨与坦率结合起来。
一位年轻物理学家来到哥廷根
奥本海默在莱顿大学访问一周后结识了玻恩;在那里,他见到了德国物理学家,也开始从自己在剑桥度过的灾难性一年中恢复过来。当时,玻恩担任哥廷根理论物理研究所所长,对这位二十二岁的美国人颇感兴趣,因为他正深入思考海森堡和薛定谔近期研究提出的问题。玻恩认为奥本海默天赋异禀,邀请他到哥廷根学习。对奥本海默而言,此举让他有机会离开实验物理,专心从事理论研究——这是他觉得自己非尝试不可的事业。
玻恩指导奥本海默时,后者的能力很快显露出来,他主导讨论的倾向也同样明显。他会在玻恩的研讨课上打断发言者,有时甚至拿起粉笔,在发言者尚未讲完时就提出更好的方法。其他学生最终联名请愿,威胁说如果这种打断不停止,他们就要抵制课程。玻恩没有直接与奥本海默对质,而是把羊皮纸请愿书放在他会看到的地方,并安排自己离开教室。奥本海默看见请愿书后明显受到震动,随后便不再打断别人。这一插曲表明,玻恩以审慎而非羞辱的方式引导一位才华横溢的学生,同时也清楚地表明,才华并不能成为扰乱他人工作的行为的借口。
这次摩擦并未削弱玻恩对奥本海默的敬重。玻恩请他检查一组计算,奥本海默检查后未能发现错误,却问玻恩是否真的是独自完成了这项工作——这句话直指玻恩计算出错的名声。玻恩并未生气;他后来表示,奥本海默的坦率反而使他更加欣赏奥本海默非凡的个性。这番交谈揭示了两人之间的一种关系——彼此的敬仰并不以恭顺为前提,尽管奥本海默知道,在科学表达的问题上,他很难轻易质疑一位资深合作者。
合作与玻恩-奥本海默近似
合作始于奥本海默希望解释分子为何能够结合在一起。受海森堡一番话的启发,他推导出一个解法,并把笔记拿给玻恩看,玻恩既惊讶又欣喜。两人商定合写一篇论文。奥本海默在巴黎期间起草了一个简洁版本;玻恩觉得过于简略,便大幅扩充。奥本海默认为新增的定理并无必要,却觉得自己无法向资深合作者提出异议。论文体现了两人不同的倾向——奥本海默重视核心思想与简洁,玻恩则补充了更为完整的学术框架。
这篇以《分子的量子理论》为题发表的论文,提出了后来被称为玻恩-奥本海默近似的理论。其关键见解是,电子比原子核轻得多,因此运动速度快得多。通过消去电子的高频运动,作者得以计算原子核振动的有效波动力学行为。这项工作推动了量子力学在分子研究中的应用;七十多年后,其基础仍与高能物理学的发展相关。共同署名记录了两人的真实合作,尽管相关叙述强调,核心的新思想属于奥本海默。
玻恩还继续帮助奥本海默在这个几乎每个月都在变化的领域里站稳脚跟。奥本海默在给哈佛大学前教授埃德温·肯布尔的信中,描述了玻恩、海森堡和泡利当时的研究,也谈到自己关于非周期现象与粒子偏转的工作。抵达哥廷根不到三个月,肯布尔看来就已看到奥本海默沉浸在量子力学的热潮之中。玻恩的系所为这位年轻物理学家提供的,不只是声望卓著的环境,更让他每天都能近距离接触界定这门学科的争论与发现。
学位、离开与持久的情谊
1927年5月11日,奥本海默以优异成绩完成口试。随后,校方发现他并未正式注册为学生,并威胁要扣发他的学位。玻恩出面干预,告诉普鲁士教育部,由于经济状况所限,奥本海默不可能在夏季学期结束后继续留在哥廷根。这番话并不属实,却为他保住了学位。玻恩给予的支持超出了科学指导的范畴——当行政程序可能使奥本海默此前的努力付诸东流时,玻恩运用自己的权威维护了学生的前途。
两人分别时,情谊深厚,思想交流也十分热烈。玻恩感叹奥本海默留给他的家庭作业太多。奥本海默送给他一部珍贵的拉格朗日《分析力学》版本。几十年后,玻恩被迫逃离德国之后,他写道,这本书历经革命、战争、流亡和归返而保存下来。他认为,这本书恰如其分地体现了奥本海默的科学观——科学是人类历史更广阔的思想发展的一部分。这件物品留存下来,成为两人之间一段关系的见证;他们通过工作与争论建立情谊,而这本书也从学生手中传到了老师手中。
这段情谊也有其限度。后来奥本海默寻求再到欧洲学习一年时,玻恩提醒同事保罗·埃伦费斯特,说他从未像与奥本海默相处时那样备受煎熬;他认为奥本海默才华横溢,却缺乏思想纪律,内心傲慢。然而,玻恩也称他为一位优秀而正派的人,承认一个人可以既令人钦佩又令人恼火。他的评价体现了塑造两人关系的几种因素——相信奥本海默的天赋,担忧他的习惯,同时仍愿意继续支持他。
流亡与道德反思
1933年,玻恩被迫逃离哥廷根,后来前往英国任教。晚年,这位昔日的老师与学生共同面对奥本海默参与原子弹研制所具有的道德意义。玻恩不赞同他参与研制原子弹的决定。在回忆录中,玻恩写道,他希望自己聪明而高效的学生少一些聪明,多一些智慧。奥本海默答复说,他一直认为玻恩的不赞同是理所当然的,因为他自己也有同样的感受。
这番交流为他们的科学合作画下了沉静的句点。玻恩曾帮助奥本海默在这一领域确立地位,他们合作撰写的论文也成为持久的成就。然而,他们曾经追求的思想成就,无法与核时代中作出的选择分开。两人最终达成共识的,并非某项科学成果,而是奥本海默承认,玻恩的道德判断已经成为他自己的判断。


