世界科技全景百卷书(10)奖杯的故事.pdf

《世界科技全景百卷书(10)奖杯的故事.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《世界科技全景百卷书(10)奖杯的故事.pdf（68页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、更多好书请点击 www.uus8.org奖杯的故事编写 张亦工诺贝尔物理奖威尔逊英国物理学家汤姆生教授，在卡文迪许研究所从事物理教学和研究时， 培养了几百个世界闻名的科学家，除了他本人和他的儿子外，还有 8 位学生 赢得了科学界的最高荣誉诺贝尔奖金。查尔斯T R 威尔逊就是 8 个 人中的一个。 查尔斯T R 威尔逊 1 8 6 9 年 2 月 1 4 日生于苏格兰南部锡格伦科斯附 近。他的父亲是一位农民，由于在牧羊业方面进行的新实验而在苏格兰享有 名声。威尔逊是弟兄八人中最小的一个。 威尔逊从小就顽皮好动，坐不稳、立不安，仿佛永远也没有安静的时刻。 因此，他的父母很不喜欢他，认为他做什么也没

2、有恒心，将来一定是一个没 有出息、游手好闲的废物。这时，恰巧有一位有学问的牧师路过他家，当他 了解了威尔逊的表现后，便劝他的父母不必过于焦虑，他说：“那些特别聪 明的孩子，在小的时候，由于他的志向未定而往往显得出奇的顽皮。他一旦 有了自己的兴趣和爱好以后，就不会这样顽皮淘气下去了。”这一番劝告可 救了威尔逊，他的父母决心给他以求学深造的机会。 威尔逊最初曾就读于曼彻斯特的格林海斯学校， 但是直到他 1 5 岁进人曼 彻斯特的欧文斯学院时，才真正发觉自己对物理有着浓厚的兴趣，他下定决 心做一名物理学家。1 8 8 8 年他获得剑桥大学所颁发的奖学金后，就成为这所 大学的一名物理系的研究生。研究生

3、毕业接受学位以后，他的哥哥威廉便去 世了。从此，家庭生活的重担落到了他一个人身上。他一方面需要供养母亲， 另一方面又要为自己筹措学费，因此，他就到约克郡的布雷德福中学任教。 然后，又到剑桥大学从事实验工作，以此维持家庭生活和自己的学习费用。 1 9 0 1 年，他以优异的成绩被锡德克苏塞克斯学院选中为研究人员，并被任 命为大学的讲师和实验教师。到这时，他的经济状况才有所好转。 威尔逊一生的贡献很多，但是最主要的是发明了雾室。此事说来话长， 那是由他的老师汤姆生的一番谈话引起的。有一天汤姆生向威尔逊提起，说 他需要一种特别的仪器，这种仪器要能够显示出各个电子经由空气时所走路 线的痕迹。威尔逊把老

4、师的话牢牢记在心里，决心把这一设想变成现实。从 此，他一心扑在制造这种仪器的工作上。 为了设计出这种仪器，他经常爬到苏格兰最高峰那维斯峰顶上的天文台 去观察和研究云雾现象，据此于 1 9 0 0 年发表了一篇观察、研究结果的论文，更多好书请点击 www.uus8.org说明空气中常有一些离子产生。这引起了科学界的重视。此后，他更全力研 究空气的放电现象（特别是在雨雪中的放射性），计算空气中所放电的电量。 经过长期的锻炼，威尔逊炼出了一双特别灵巧的手。他善于做各种实验。 据说，当时的剑桥大学，没有一个人能做出比他更出色的实验。所有这些都 为他后来发明雾室创造了有利条件。 雾室到底是怎么一回事呢？

5、它有哪些作用？雾室里一个具有窗口的盒 子，在它的下面有一个可动的活塞。把饱和水蒸汽的空气从一边的窗口引进 盒子，当活塞向下移动时，盒子里的空气马上就扩散冷却下来，使部分蒸汽 凝结而形成轻巧的云雾。就像天上云里的水气碰上灰尘粒子或带电荷的空气 分子时，容易冷凝成液体一样，雾室的水蒸汽也有这种现象发生。利用这个 原理，人们只要把一束从外面电子源射出来的电子流引进盒子里的另一个窗 口，这些电子进入雾室后，就会将空气分子游离成离子。当湿气的小雾滴围 绕在离子的四周时，它们即因电子的行进轨道而伸展成一条狭长的条纹，用 肉眼可以看见。如将这薄薄的一层雾所形成的条纹拍摄下来，则电子行经空 气的线路就会在照片

6、上显示出来。 不只是电子，其他只要是能够游离气体的任何一种运动粒子，都可以在 雾室里留下一道痕迹。利用这个原理，人们能够使那些小得无法直接摄影的 粒子都可以看见了。不只是这些线路，而且那些高速粒子发生碰撞使路径突 然改变的情形，也可通过摄影得知。这种雾室是研究 a 粒子的一种非常有用 的工具。后来发现的正电子和介子，也是通过拍摄它行经雾室的线路而得知 其线索的。 经过多年的悉心研究威尔逊终于从水蒸气凝结在离子上的现象中，发现 了一种跟踪离子轨迹的方法即雾室，从而把幻想变成了现实。1 9 1 1 他亲自看 到了带电粒子的轨迹。康普顿效应的理论发表后不久，威尔逊又进行了一系 列的云迹观察，从实验上

7、证实了这个理论，从而为爱因斯坦的光子学说提供 了实验依据。1 9 2 7 年他和美国的阿瑟荷里康普顿共同荣获了诺贝尔物理 学奖金。 威尔逊还对空气电导率进行过深入的研究。1 9 0 0 年，他在使用绝缘良好 的验电器进行实验时，发现无论是在日光下或在黑暗中，也无论是对正电荷 或负电荷进行试验时，发现总有残留漏电的现象。这是什么原因？威尔逊阐 述说：“目前进行的实验，只是为了试验无尘空气中离子的产生，是否由于 大气外某种辐射源的辐射所致？这种射线也许类似伦琴射线或阴极射线，但 它具有非常巨大的穿透本领。”这一创造性的假设，终于在 1 9 1 5 年为维克 托赫斯所验证。赫斯把一个验电器安装在气球

8、上，从而发现了空气的电导 率在起初下降之后便随高度而增加，赫斯据此提出了存在“宇宙辐射”的假 设。 威尔逊的一生除了荣获诺贝尔奖金外，还获得过许多其他荣誉，譬如， 1 9 0 0 年，他被选为英国皇家学会的会员；1 9 1 1 年被授予休斯勋章；1 9 2 2 年更多好书请点击 www.uus8.org被授予皇室勋章； 1 9 3 5 年被授予柯普莱勋章。 1 9 3 7 年， 又由女王指定为勋爵， 并在阿伯丁、格拉斯哥、曼彻斯特、利物浦、伦敦和剑桥享有荣誉学位。 威尔逊虽然贡献颇多，然而为人非常和蔼可亲，平易近人，从不以学者 权威自居。他特别喜欢接近青年，尤其是那些事业心不强的学生。他同他们

9、 聊天，参加他们的活动，利用一切可以利用的机会来启发他们思考，鼓励他 们上进。所以在他那漫长的教书生涯里，一直得到学生们的衷心爱戴。理查森美国夙负盛名的普林斯顿大学久仰理查森对热离子学有很深的造诣，便 于 1 9 0 6 年聘请他去从事教学和研究工作。这是理查森生平第一次赴美。校方 知道他的船期，届时派人前往码头迎接，船上的旅客都走光了，也没看见一 位教授模样的英国人，只好扫兴回校。谁知理查森早已抵达学校。因为他看 上去一点都不像个教授，倒像个实验室里打杂的工人，所以，没有引起人们 的注意。他在普林斯顿达七年之久，几乎只去过两个地方：一个是他的研究 所，另一个便是教室。他三度去纽约，三度在纽约

10、市区里迷路，所以他发誓 再也不去那个“迷魂阵”了。 理查森为人朴质，平易近人。青年时期，几乎一天到晚穿着电机实验室 的工作服。每逢星期天上教堂做礼拜，才穿得整齐些。后来做了大学教授， 他上教堂穿的那件唯一的“礼服”，还是他入大学那年，母亲送给他的礼物。 他很爱惜东西，他的一件衣服能穿十几年，一点儿都没有破，只是颜色褪了， 式样旧了而已。有一次，理查森听说皇家物理研究院一个工友的老母病重， 他就把自已在研究院应得的年俸，都赠给这个人去替老母医治。 理查森工作认真，勤勤恳恳，很少见他休息。当人们见到他在幽静的旷 野散步的时候，多半是因为学术上遇到什么疑难问题，一时得不到解答的缘 故。 理查森是热离

11、子学的奠基人之一。他做了大量的实验，证实在高温下的 物质及受到紫外光作用的金属都能发出电子。他最先详细地研究了电子在真 空里从热体逃逸的现象，并给以完整的说明。同时，他在光致发射方面的研 究也有助于解释物质与辐射间的相互作用。他还研究了和化学作用有关的电 子发射，对于填补紫外线光谱和 X 射线光谱之间的缺隙也有重要的贡献。他 发现了热离子学的基本定律理查森定律， 从而获得了 1 9 2 8 年度诺贝尔物 理学奖金。 1 8 7 9 年 4 月 2 6 日，理查森出生于英国约克郡的杜斯堡。他是乔舒亚亨 利和夏洛特玛丽亚理查森仅有的一个儿子。 1 8 9 7 年，理查森进入剑桥大学读书。他在自然科

12、学考试中成绩优异，尤 以物理和化学最为出色。他在那个学术气氛上相当浓厚的环境里潜心攻读， 给以后的事业打下了坚实的基础。更多好书请点击 www.uus8.org他从剑桥大学毕业之后，来到卡文迪许实验室进行热体电发射的研究工 作。他一向对自己从事的研究充满信心。他曾在剑桥大学讲授过电学，那个 时候他对热离子学就有了独到的见解，可是青年学生前所未闻，对他这些奇 特的设想莫名其妙，对于其中的奥秘不感兴趣，对他也不太尊重。后来，他 授课的时间逐渐减少，别人或以为侮，而他却安之若素，对于自己的研究毫 无松懈。他常对挚友表示，学术从萌芽到普及，往往不是在一个人的寿命里 可见分晓的。他举例说：“当初哥伦布宣

13、称发现了新大陆，谁信他的见解正 确？” 理查森先后被选为美国哲学学会、英国皇家学会的会员。曾任英国伦敦 大学物理学教授，担任过伦敦皇家物理学会主席。他的主要著作有：物质 的电子理论、热体的电发射、分子氢及其光谱，等等。 他一生结过两次婚，1 9 0 6 年他与利莲莫德威尔逊结婚。她是理查森 在剑桥时的同学，著名物理学家 H A 威尔逊的妹妹。他们有两个儿子和一 个女儿。 由于妻子在 1 9 4 5 年去世， 后来他又与物理学家亨利埃特 鲁普成婚。 理查森于 1 9 5 9 年逝世，终年 8 0 岁。德布罗格利路易维克托德布罗格利是世界著名的物理学家。由于创立物质波 理论，而荣获 1 9 2 9

14、 年度的诺贝尔物理奖金。 德布罗格利于 1 8 9 2 年出生于第厄普的一个名门之家。他的祖宗是一个 小侯国的王族，历代先辈有的当时是著名武将，曾立赫赫战功，有的官至内 阁总理、驻外使节，飞黄腾达，官运亨通。到了他的祖父这代，由于承袭了 父亲一辈的爵位，坐享荣华富贵，便无所建树，毕生默默无闻。 维克多德布罗格利，虽然出身于贵族世家，但并无纨子弟的习气。 在少年时代，谁也未曾料到他将来会在自然科学上一举成名。在中学读书时， 他的兴趣是文科，1 8 岁就取得了历史学学士学位。接着他又学了一年法律， 并研究过 1 8 世纪法国的国内政策。直到 2 0 岁时，在长兄的启发下，他的志 趣才突然转向自然科

15、学。由于长兄莫里斯德布罗格利的具体指导，他仅 用了两年的时间，就学完了自然科学的基本课程，这段时间他还兼任哥哥的 物理实验助手。 维克多德布罗格利的治学原则是：广见闻，多阅览，勤实验。他认 为环境和出身不能决定一个人的志向，重要的是在学术上要善于独立思考， 不迷信权威名流。就是对那位比他大 1 7 岁的哥哥，只要在学术上发生了争 论，他也不留一点情面，有时竟弄得哥哥面红耳赤。 在他刚着手从事辐射现象的研究时，很多科学家都劝他不要去碰这个棘 手的课题。这位初出茅庐的后生，不怕高峰险阻，对这个屡攻不克的顽固堡 垒毅然进行了公开宣战。更多好书请点击 www.uus8.org但好事多磨，正当他埋头于自

16、己的研究课题时，第一次世界大战爆发了， 法国被转入战争漩涡。德布罗格利只好搁笔从戎。大战期间，他在费里埃 将军手下服役。分管设在巴黎埃菲尔大铁塔上的无线电报站的工作。但就是 在战时，他也没有放弃自己的奋斗目标，尽可能地利用当时的条件加深对无 线电波的认识和了解。复员后，他立即返回实验室，同大哥共同从事 X 射线 摄谱技术的研究，探索证实物质原子结构的有效手段。 他在科学上的不朽功勋， 就是于 1 9 2 4 年提出的描述微观粒子波动性的物 质波理论。 早在 1 9 世纪初叶，菲涅尔等人就论证过光的波动性，大大冲击了牛顿经 典物理学中有关光学的理论。1 8 6 5 年，麦克斯韦又创建了著名的电磁

17、理论， 使人们对波的解释产生了一次飞跃。后来亨利希鲁道夫赫兹于 1 8 8 7 年发 现了光电效应现象，他指出物质和光之间的能量转换，并不是随意和连续的。 爱因斯坦于 1 9 0 3 年曾指出：光电效应说明过去的粒子学说是正确的。但他并 没有阐明为什么有些现象符合波动学说，而在另一些场合中，粒子学说又占 了上风。正是在这些光学和力学的有关原理启示下，德布罗格利提出：有 可能用一种新的理论，把这两种表面截然不同的现象波动和粒子统一起 来。 从 1 9 2 2 年开始，他在法国科学院的波动力学杂志上，连续发表了几 篇有关这方面的论文。两年后，在其博士论文中，他又一次精确地阐述了自 己具有独特见解的

18、理论。他设想任何运动着的粒子都必定伴随着波。其波长 和发出波的粒子的质量及速度有关。它们之间的关系可借助普朗克恒量，用 一个简单的公式来表示，它就是 E = h r 。后来人们称这为德布罗格利公式。 公式表明：知道波长，就可以了解粒子的运动。这样一来，人们不仅可以解 释可见光，而且可以正确地说明为什么一束粒子同一束可见光一样会出现衍 射现象。 德布罗格利的理论无疑是一个大胆的创造，轰动了当时整个学术界。 经典物理学的卫道士们对此惊讶不解，其他大多数学者对这个新理论也持怀 疑态度。连这篇论文评审委员会的主持人也不肯表态。当有人问他对这位青 年的新理论有什么看法时， 他只是说：“对这个问题我所能回

19、答的， 只是德 布 罗格利肯定无疑是一个很聪明的人。”洛伦兹甚至断言德布罗格利误入了 歧途。当时，只有他的长兄相信他是正确的，利用一切机会发表文章来鼓吹 和介绍德布罗格利的学说。可是他的好心徒劳无益，因为他越是想详尽地 阐述，人们越是感到糊涂难解。 直到德布罗格利的论文公布于世三年以后，美国人戴维森和格默，英 国人乔治P 汤姆生先后成功地通过晶体薄片，使电子产生了衍射现象，才 有力地验证了电子的波粒二重性。在铁的事实面前，怀疑派不得不承认他的 理论的正确性，因而他本人也才被授予了 1 9 2 9 年的诺贝尔物理学奖金。 1 9 2 8 年他开始主持隶属于巴黎大学的亨利普安卡雷研究院。1 9 3

20、 2 年，又主持更多好书请点击 www.uus8.org巴黎大学理学院物理讲座，并成为自然科学院院士。1 9 4 4 年，他又被选为法 兰西科学院院士。 从此，德布罗格利的理论成了许多学者专攻的课题。奥地利物理学家 施罗丁格正是在这一理论基础上建立了波动力学。 波动理论的问世，还大大地促进了电子光学的发展，电子显微镜的出现 就是其中的一例。反过来，电子光学仪器又大大地推动了人们对微观世界的 认识。 德布罗格利虽然出身贵族世家，又是学术权威，但生活一直很简朴， 从不讲究吃穿。他爱好体育活动，既会工作，又会休息，工余时闭口不谈学 问。他有一个怪癖，就是爱好饲养珍禽，在他的私宅里喂养着从世界各地搜

21、罗来的珍贵飞鸟。他曾用重金买下两只尼泊尔红鸟。可是由于不适应法国的 气候，这两只爱鸟不久就死去了。他竟恋恋不舍地把红鸟的彩色照片长期保 存在自己的工作案头。 德布罗格利的家庭，是一个充满欢乐的家庭。在学校，他专心致志于 物理学的研究，回到家里，总是和儿女们亲亲热热，说东道西。他对文学和 历史学的造诣也很深，他的夫人有较高的文学修养，后来承担了丈夫的传记 的整理和抄写工作。 德布罗格利还有浓厚的乡土观念，经常喜欢回老家度假。老家有一所 高等学校，在筹建过程中，他曾慷慨捐赠了大量财物，希望家乡能培养出更 多的学者名流。 他为人和蔼可亲，平易近人。到巴黎大学来的客人，凡是希望和他面谈 的，都能如愿以

22、偿。他对客人是从不谢绝的，他和客人交谈的话题相当广泛， 从自然科学到文学，从耐人寻味的传闻到悠久的法国历史，可以说海阔天空， 无所不谈，难怪人们说与德布罗格利交谈是一种享受。拉曼“每天不浪费、不虚度或不空抛剩余的一点点时间，即使只有五六分钟， 如能安排得当，也一样可以取得很大的成就。若是游手好闲惯了，就是有天 赋，也不会有所作为。”这是 1 9 3 0 年诺贝尔物理奖金获得者、印度人钱德拉 塞哈拉文迦达拉曼博士的座右铭，也是他能够取得如此辉煌成就的关键。 1 8 8 8 年 1 1 月 7 日，拉曼出生在印度马德拉斯的提鲁契腊帕里。他的家 庭是个地主世家，可是到他父亲这一辈时，开始做些别的生计

23、。他的父亲是 当地一所教会学校的教师，讲授数学和物理。当拉曼长到四岁时，他家搬到 了维沙卡帕特南市。在这个城市的一所印第安语学校里，他接受初等教育。 后来，升入马德拉斯学院上学，并在 1 9 0 4 年取得该学院的文学学士学位和优 秀学生奖章。这时他年仅 1 6 岁。两年后，他又轻而易举地得到了硕士学位。 当他还是学生的时候，就对光学和声学产生了浓厚的兴趣。他的第一篇更多好书请点击 www.uus8.org科学论文发表在 1 9 0 6 年伦敦出版的 哲学月刊 上， 题目是 “论光束的散射” 。 尽管拉曼出身门第不错，可是他所走过的路并不平坦。在英国殖民统治 下的印度， 他的家境顶多不过是小康

24、之家， 并不为人所重视。 在他 1 4 岁那年， 因为他聪明过人，地方当局推荐他上马德拉斯学院。当院方收到推荐信时， 见来上学的是这么个小孩，还以为地方上的公文投错了。几经查对才认为证 明没错，只好让这位孩子参加复试。那时印度大学招生，大多数都是由地方 上推荐的，只有校方认为业务水平较差的少数人才参加复试，然后再决定其 去留。就在这次复试中，拉曼名列前茅，以优异的成绩踏进了学院的大门。 拉曼天赋聪明又刻苦好学，这使他深受校方赞赏。由于当时的印度大学 还没有设置博士学位，他的硕士头衔就成了他学习期间能得到的最高学位 了。随后，他向伦敦剑桥大学申请进修并得到了批准。但因为筹集不到赴英 的路费，只好

25、放弃这个难得的机会。他那毫无远见的双亲也认为他得到了硕 士学位已经够光宗耀祖了，再研究下去也不会有什么更大的造就。 大学毕业后，拉曼在当时的印度竟难得找到一份合适的工作。他想在母 校当助教，却遭到了学校董事会的反对。原因是当时印度大学里的教师差不 多全由英国人担任，印度本土培养出来的大学生是被人瞧不起的。后来，他 设法到中学里当物理教师，又因为中学教师超编，这个打算也落空了。 在当时是英国殖民地的印度，科学家和知识分子不受重用，有才能的科 技人员报国无门。这时，他对自己的前途已不抱什么幻想。为了解决迫切的 吃饭问题，他不得不放弃所学的物理专业，改行学习当书记官。1 9 岁那年， 拉曼经过认真地

26、准备，才在考试中战胜了大批竞争者，被印度总督府财政部 录取为事务员。尽管这份工作很不称心，但总比无事可干要强得多。这不仅 生活有了着落，而且可为继续研究物理积蓄资金，这几年间，他曾在好几个 城市工作过，但不论到何处，他都千方百计争取到该地实验室去进行研究工 作。 然而，就是这样的差事也并不一帆风顺。在他的同事中，很多人都是势 利眼。对于拉曼这样地位低下的人，他们根本瞧不起，也不跟他来往。这伙 人还常常借机挑他的短处，一当拉曼在工作中稍有疏忽，这就成为他们的攻 击目标。有一次，他险些因此失了业，幸而他的上司还觉得他品质不坏，没 有野心，才把他留下了。 拉曼在政府机关里整整工作了十年，他的职位也由

27、小事务员晋升为正式 科员。虽然他的行政职务提升缓慢，但他在光学和声学上的研究却取得了惊 人的进展。1 9 0 7 年，他在印度科学开发委员会的第一期学报上发表了一篇题 为“惠更斯次波的实验研究”的论文。在此后的七年中，这份学报不断地刊 登他的关于声学的论文。 1 9 1 2 年他获得了柯曾研究奖； 1 9 1 3 年他又荣获伍德 伯恩研究奖章。但由于印度当时是英国的殖民地，印度人民倍受英帝国主义 者的压迫，拉曼的研究成果当然遭到了冷遇。他的“光束传播论”在英国和 印度均无人重视，只是当这篇论文在法国物理学会季刊上发表，并引起各学更多好书请点击 www.uus8.org者的重视时，他才得到了出头

28、之日。 1 9 1 4 年，他受聘于马德拉斯学院任兼职教授。在 1 9 1 5 年到 1 9 1 6 年间， 他同其他几位有识之士创办了印度物理学报。从此，他在印度学术界才 受到了关注。然而，他的征途依然充满荆棘。1 9 1 7 年，加尔各达大学本想请 他担任该校兼职物理教授，但英籍教授们不愿意和一个印度政府的科员同堂 上课。他们认为如果这么做，就是对他们的侮辱。拉曼听到这一消息后极为 愤怒，他断然拒绝了这所大学的邀请。这件事也使许多国家的大学对他深表 同情，纷纷邀请他出国讲学。这一来，大大出乎英国人的意料，也大大提高 了拉曼在国内、国际学术界的地位，还使得他的爱国主义者的形象更加高大。 同年

29、，他辞去了政府工作，成为专职教授。 1 9 1 8 年，他在全印度协会学报上发表了研究声学方面的重要著作论弓 弦和弦乐器振荡的力学原理。1 9 2 0 年拉合尔大学聘请他为教授。次年夏天， 他首次访问欧洲，参加在牛津大学举行的全英大学年会。1 9 2 4 年，英国王室 授予拉曼爵位。同年，他应英国科学委员会之邀，前往加拿大多伦多市主持 光的散射专题讨论会。会后，他穿过边界进入美国，代表印度参加费城富兰 克林研究所成立 1 0 0 周年纪念活动。此间，拉曼结识了 1 9 2 3 年的诺贝尔物理 学奖金获得者罗伯特安德罗米利肯。在米利肯的盛情邀请下，拉曼同他 一起前往加利福尼亚州理工学院讲学 4

30、个月。1 9 2 5 年初，他返回印度后又受 聘于巴特那大学。年底代表印度前往列莫斯科，参加俄罗斯科学院建立 2 0 0 周年的庆祝活动。 1 9 2 8 年，拉曼在一种新的辐射一文中，首先指出散射光中有新的不 同波长成分， 它和散射物质的结构有密切关系。 这个现象后来被人们称为 “拉 曼效应”。这一发现，很快就得到了公认。英国皇家学会正式称之为“二十 年代实验物理中最卓越的三、四个发现这一。”验证这个效应的方法很简单， 任何一个物理实验室的设备都能够做。由于这一发现，拉曼于 l 9 3 0 年荣获了 科学的最高奖励诺贝尔物理学奖金。 “拉曼效应”对科学的影响相当大， 据印度政府情报局公布的资

31、料，它已成为揭示固态、液态和气态物质分子结 构和化学成分的工具。 1 9 3 0 年以后，拉曼集中精力做两件事：一是为印度科学界培养人才；二 是刻苦钻研结晶学。他拿出所得的诺贝尔奖金的大部分，购买供实验用的上 百颗钻石。不久，他的结晶学研究也取得了很大的成就。1 9 3 3 年拉曼辞去了 加尔各达大学教授职务，来到迈索尔邦的孟加拉研究所任所长，并在此地成 立了印度科学院。第二年他当选为科学院院长。 十年后，也就是 1 9 3 4 年，座落在印度南部孟加拉地区的拉曼研究所破土 动工。它的土木工程持续了四年之久，最后两栋楼直到 1 9 4 7 年才竣工。1 9 4 8 年夏，拉曼再次访问美国，在同

32、美国纽约时报记者的一次谈话时，他表示希 望拉曼研究所成为一个“国际文化中心”，在那里，印度人民能够向全世界 表明，他们在各个科学领域里进行研究的巨大能力。更多好书请点击 www.uus8.org拉曼的一生虽然几经周折，但他对物理学的巨大贡献，对印度科学事业 发展所做的努力，使他的名字传遍全球。他发现的“拉曼效应”，也随着物 理学的普及而为更多的世人所知。他曾被授予英国格拉斯哥大学、法国巴黎 大学和波尔多大学，以及许多印度大学的荣誉博士学位。1 9 4 1 年，他被选为 美国光学协会会员。同年晚些时候，美国费城富兰克林研究所奖给他富兰克 林奖章。他之所以能够得到这枚奖章，不仅仅是因为他发现了“拉

33、曼效应”， 更重要的是他对物理学做出了许多杰出贡献， 他在领导近 4 0 年的印度科学复 兴和科学教育事业中起了巨大的作用。除此之外，拉曼还得到过法国、中国、 爱尔兰、瑞士、英国等国各种科学研究机构的多种荣誉。 1 9 7 0 年 1 1 月 2 1 日，这位印度伟大的科学家在孟加拉邦去世。终年 8 0 岁。海森伯格在人类认识物质秘密的道路上，有一位曾给我们以深刻启示的科学家， 他就是德国物理学家维尔纳海森伯格（一译海森堡）。他是现代物理学界 公认的权威之一。 维尔纳海森伯格能够成为一位著名的物理学家，用他自己的话来说， 就是：对自己所从事的学术，一定要酷爱，要有兴趣，这样，才能产生研究 的动

34、力，才不会感到是被迫的，甚至是勉强的。 1 9 1 0 年 1 2 月 5 日，在德国维尔次堡大学教职员宿舍里，有一位妇人忍 受着临产前的煎熬。那天夜里，天空阴沉沉的，飘拂着鹅毛大雪，道路被大 雪覆盖了，医生没法来，产妇也无法送往医院，正当人们焦急万分的时刻， 一个男婴的啼哭声驱走了黑夜的沉寂，给焦急的父亲带来了极大的安慰：小 海森伯格诞生了。 海森伯格从小就有着得天独厚的学习环境。父亲是一个历史学权威，舅 舅们也都是当时德国数一数二的科学家，他的家又居住在腾斯堡大学里。那 是一所文史、自然科学并重的大学，在德国很有名气。但是，海森伯格并没 有继承父业，他从小对理化有着天生的爱好和浓厚的兴趣。

35、据说在十岁那年， 一天，天色已黑，学校早就放学了，孩子们都回了家。他的父亲正在等待着 儿子回来，但是左等右等都不见他的影子，父母亲着急了，到处寻找，一直 寻到掌灯时分才松了口气。原来学校实验室的玻璃窗上映出了一张圆圆的小 脸。这不是小海森伯格又是谁呢？他被一个物理现象给迷住了，忘记了回家。 由于天才和优良的学习环境，这位年轻人很快成了一名科学家。他中学 毕业以后，就顺利地进人了慕尼黑大学。1 9 2 3 年，当他第一次获得科学博士 学位时，年仅 2 2 岁。他的成长引起了人们的钦佩，他的导师著名物理学 家安诺德索末菲老教授更是赞叹不已。他说：“这几年来，眼看着海森伯 格轻易地完成了他的学业和研

36、究，真令人产生智者不难的感觉，在理论更多好书请点击 www.uus8.org的造诣上，我们都自愧不如。” 海森伯格虽然年轻有为，却十分谦逊好学。他对前辈的理论勇于提出自 己的看法，这一独立思考的长处深为权威学者们所赏识，他们把他当作不可 多得的朋友。有一次，哥丁根大学物理研究所权威学者马克斯玻恩在慕尼 黑大学讲学，课后，海森伯格给他递上了一张纸条，并且谦虚地说：“这是 我对先生研究的学理提供的一点心得。”玻恩先生当时没有把这个“毛孩子” 放在眼里，只是默默地把纸片折起来装进口袋里，连道谢的话也没有说一句。 当马克斯玻恩回到哥丁根以后，有一天，无意中掏口袋，翻出了海森伯格 递给他的纸片。这一看，

37、使他十分吃惊，没想到这个“毛孩子”竟能提出那 么深刻的见解，他这才后悔不已，深感在慕尼黑未能与海森伯格当面切磋。 海森伯格向他提供的正是他研究不深入，或者是疏忽了的原理。看了这张纸 条，使他对这位青年人简直佩服得五体投地。后来，他打听到海森伯格已经 荣获博士学位，于是在 1 9 2 3 年秋天，坚决邀请他到哥丁根大学去担任自己的 助教。玻恩教授手下有一大批助教，按照哥丁根大学的老规矩，助教至少要 当三年才具有升任讲师的资格，而海森伯格到哥丁根大学不到三个月，就被 破格提升为讲师。 海森伯格对原子论和核子论的创新见解引起了学术界的瞩目。不久，他 获得了洛克菲勒基金会的助学金，到丹麦哥本哈根大学进

38、修。他的导师是丹 麦著名的物理学家尼尔斯波尔。他们既是师生又是忘年之交。在哥本哈根 的三年里，他们经常通宵达旦地讨论问题，这使海森伯格在学术上又大大地 向前迈进了一步。在海森伯格六十寿辰时，波尔回忆当年的情景时说：“那 时候，我们继续进行着在哥丁根大学开始的探讨，无论是在研究所里，还是 在散步中，我们都热烈地展开讨论，他那少有的天赋和才能给我留下了强烈 的印象。” 1 9 2 4 年，海森伯格和荷兰物理学家克拉摩斯进一步发展了色散理论，提 出了克拉摩斯- 海森伯格色散公式。 这一理论后来成为海森伯格创立一种量子 力学的阶梯。海森伯格 2 3 岁就提出了这样高难度的理论，不能不使人对他深 为尊敬

39、。 不久，他在物理学上又有了新的重大突破。他在 1 9 2 5 年引入了一种最为 巧妙的形式体系：将力学量表示成厄密矩阵，各矩阵元对应着定态间一切可 能的跃迁过程，他发现了可以导出这些定态的能量和相应的跃迁过程的几 率。这就是海森伯格创立的矩阵量子力学，它同施罗丁格于次年创立的波动 力学都是人们研究微观世界必不可少的强大工具。 1 9 2 6 年，海森伯格关于氦光谱的奇特双线的解释，对处理电子原子作出 了个具有决定意义的贡献。多年来，这种双线性一直是原子构造量子论的主 要障碍之一，海森伯格探索了波函数在位形空间中的对称性质，成功地证实 了这样一个事实：氦原子的定态分为两类，分别与两组不相并合的

40、谱项相对 应，并且分别以和反向电子自旋、平行电子自旋相关联的对称的与反对称的更多好书请点击 www.uus8.org空间波函数来表示。 当时，正是原子物理学迅速发展的时期，人们的兴趣越来越集中在整理 丰富的实验数据上。海森伯格在哥本哈根的最后一年中，在长期考察和反复 论证的基础上，发表了著名论文量子论中运动学和力学的形象化内容， 第一次提出了测不准关系，这对阐明量子力学的物理内容作出了重要贡献。 测不准关系指出：如果同时测量两个正则共轭变量，例如位置和动量，则其 测量值的不准确度之乘积不能小于大致为普朗克恒量除以 2 的数。测不准 关系也反映了被观察体系和测量工具之间的相互作用。海森伯格的测不

41、准原 理成为量子力学的重要原理，他因此于 1 9 3 2 年荣获诺贝尔物理学奖金。后 来，在这一原理的基础上，尼尔斯波尔又提出了波粒两种观点之间互相补 充的“并协原理”，这种原理后来成为哥本哈根学派的基本观点。 1 9 2 7 年到 1 9 4 1 年，海森伯格担任了莱比锡大学的教授，并且开办理论 讲座。这个讲座对于推动德国物理学的研究起了重要作用。当时，德国研究 理论物理学中心在普朗克研究院，这个研究院的两个重要研究所分别设在柏 林和哥本哈根。他曾先后担任过这两个研究所的所长。在这期间，他又提出 了关于韦斯铁磁性理论的量子力学解释，并且把电磁场看作动力学体系，与 奥地利物理学家泡利（1 9

42、0 0 1 9 5 8 ）共同提出了电子和电磁场相互作用的相 对论量子力学，这成为后来发展起来的量子场论的先驱。1 9 3 2 年，海森伯格 又提出了两核子间的吸力是“交换力”，并引入同位旋概念，用以强调这种 交换力和电荷无关。 1 9 4 1 年到 1 9 4 5 年，海森伯格在柏林大学任教授，并兼任马克斯普朗 克物理研究所所长。在这期间，他的理论又有了新的发展，1 9 4 3 年时，提出 了粒子相互作用的散射矩阵理论。 从 1 9 4 6 年到 1 9 5 8 年，海森伯格又受聘于哥丁根大学，担任教授，同时 兼任哥丁根的马克斯普朗克物理学和天体物理学研究所所长。在这期间， 他提出了大雷诺数

43、湍流的统计理论，并且对于在 1 9 5 1 年到 1 9 5 3 年期间反对 哥本哈根学派量子论解释的各种意见进行了反驳。 1 9 7 6 年 2 月 1 日， 著名的理论物理学家维尔纳 海森伯格在慕尼黑逝世， 终年 7 5 岁。 为了探索物质结构的秘密，成千上万名物理学家、化学家进行了精确而 有说服力的实验。如果说过去这些实验是在黑暗中进行的话，那么自从有了 相对论和量子力学以后，现代物理学就有了强大的探照灯，这强大的物理学 理论的灯光照亮了科学向前发展的道路。朝永振一郎说起朝永振一郎，不禁令人想起汤川君的话来。那时汤川和朝永是同学， 可俩人的脾气却大不相同。尤其在日本京都大学刚毕业的时候，

44、2 2 岁的汤川更多好书请点击 www.uus8.org已是倍受器重的才子了，朝永却整日垂头丧气，一副惆怅恍惚的样子。 这天黄昏，汤川听说朝永已在屋子睡了一整天，担心他病了，匆匆赶去 看望这位老同学。可一推开门，却见屏风后的朝永落魄似的裹在和服里，嘴 里发出阵阵梦呓，散发出熏人的酒气。 汤川赶快站到门外厉声喊道：“朝永君！” 朝永振一郎没被叫醒，迷糊地哼哼一声，仿佛仍沉溺于梦境中，在和梦 中的人讲话。 “朝永振一郎！”汤川又喊了一声。 醉梦中的朝永这才吓了一跳，忙睁开惺松的睡眼，只见那叫他的人站在 门边。因为那人正对着西面的窗户，透射过来的落霞的红光，辉映在那人的 胸前，并使他紧绷着的严厉的脸

45、也沐在夕照中，反射着威武的光芒。 朝永看了一看，才眨了眨倦怠的眼睛。“啊，大概是汤川君吧，真不好 意思！” “你没病吧？” 汤川望着远方硕大红亮的落日，再也没有看一眼倦怠的朝永。 “晤，真是的，都这时候了？”朝永坐起来打着哈欠说：“倒没病， 只是太困了” 听到汤川君有力的脚步声，腾腾腾地离开，朝永心里一阵惭愧。待他站 起来，探头往门外一望，那如火的霞光立即让他感到眩晕。万道光芒正布满 了门外的空问。汤川的身影已溶没在这霞光之中。 过了好一会儿，朝永才略整衣带，转眼看着窗外的一串紫藤花。感伤愁 烦的情绪，又随残梦如涟漪般在脑际扩展开来。他呻吟着盘腿坐下，随口吟 道： “疲惫不堪借宿时，夕阳返照紫

46、藤花！” 满腹惆怅的朝永，此时也不过才 1 8 岁。进大学后，因为青春的洪水，在 他胸中鼓荡，他被高度紧张的学习，热烈的讨论裹携着，走到了毕业这个关 口。可是，在这个关口，他只看见一望无尽的海面，懒洋洋地呈现在他面前。 大学读完了，毕业论文写了出来，考试答辩一应完毕，他却陡然感觉到 人生失去了方向。想要经继续深造，又不知往哪个方向奋斗。而想找个工作， 竟然也不能如愿。最后和汤川商量，才争取留在了母校，可是，在母校只当 了个没薪水的助教。 这使他感到疲惫不堪，大大失望，做事怎么也打不起精神，甚至也懒得 再作什么打算。他灰心至极，除了想念父亲，就不住打哈欠，想睡觉。连比 他小一岁的老同学汤川，也开

47、始对他的灰心丧气、意志消沉而不满起来。 其实，朝永也不是素来昏昏噩噩，没有志气的人。不用说，自小学毕业 开始，他就一直沉浸在因爱因斯坦访日所激起的全日本追求科学的热潮中， 并为此对量子力学产生了浓厚的兴趣。考入京都大学以后，这种兴趣也不曾 为寻不到老师而动摇。还在很小的时候，他就向人们证明过他决不是一个愚更多好书请点击 www.uus8.org笨的人。他爱观察思考，爱摆弄电铃、幻灯机、放大镜之类的东西。他所做 的游戏，也常常是一些大人意想不到的小实验什么的。可实在没想到，在大 学学习生活结束时，他竟会变得如此颓丧。 其实，每个人的青春，都难免有些无由的伤感和莫名的惆怅。只是朝永 的心中，还多了

48、一层自卑的阴影。他和汤川是中学的同学，后来又一同考入 了京都帝国大学，且都有志于研究最尖端的量子物理学，所以常在一起商量 争论。但后来汤川越来越能深入地把握问题的核心，思考问题也常叫人追不 上他的思路，汤川越来越有主见，常常提一个别人找不着来由的问题，却并 不真要人回答。他自顾喃喃提出许多猜测、推论，最后才把目光集中在朝永 脸上，问道：“是这样吧，你说呢？” “是什么呀？”朝永茫然不解地望着汤川，不知道他想到哪儿了。 但汤川自个儿在想、在嘀咕，忽然兴奋地说：“对了，一定是这样的！ 怪不得狄拉克要这么说呢！” “狄拉克说什么哪？”朝永问，心里一片茫然。 汤川顿了顿，突然往教室跑去，一边匆忙地对朝

49、永扬扬手臂：“我可以 去验算一下。” 写毕业论文的时候，朝永非常吃力，可汤川的笔却涮唰涮地停不下来， 好像狄拉克的灵魂就附在他身上。 朝永怎么也体会不到汤川的想法，怎么也不理解汤川的推理。看见汤川 学习研究的那种劲头，朝永就自怨自艾地敲脑门，怪自己原是一个不中用的 笨蛋。 在繁华的京都，人们逛醒醐寺，吃淡水鱼，喝伏见酒，很容易受到逍遥 风气的感染。何况，朝永的确也没有什么信心了，索性抛开了一切人生的畴 划，打算随便找一个什么活儿赚钱吃饭，安家度日，淡泊清闲，平平安安地 过一辈子算了！ 正如他自己后来回忆的那样，和那时的汤川比起来，他的确是充满了自 卑。感到压力非常之大，偏偏健康状况也十分不佳，哪里还会想得到后来的 那些事呢？ 后来，在德国留学多年的仁科芳雄先生来到了京都大学，开始讲授量子 力学。他带来了有关量子力学最新发展的消息；带来了哥本哈根学派的批评 精神和哲学家气质，更带来了要振兴日本物理学研究的决心。 朝永和汤川等人，毕竟算是京都大学率先研讨过量子物理学的人。凭着 那兴趣相投，自然引起仁科芳雄先生的特别关照。仁科芳雄先生是个识才的 人，一眼便看出了朝永是个“稍加点拨，就可以做出成绩