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第18章

重生之大科学家-第18章

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这份忧郁的神色,平添了学生们对孙先生的好奇与景仰:为什么少年得志、学业有成的先生会那么神情郁郁呢?难道是因为家庭的原因,还是看透了一切?

平淡如水的生活,直到六月底的时候,才被美国公使馆送来的一堆邮件所打破。

往来于太平洋东西海岸的邮轮,每个月一往还,所以邮件经常是一堆一堆地到来。孙元起最初的两篇论文都是分量十足,所以有些学者想和他讨论这方面物理学前沿的问题,孙元起也乐于回信,并总能给出很好的解答。这么两三次,很多学者都给他写信,咨询问题,盛赞他学识渊博,并热情邀请他撰稿,乃至前往讲学。对于这方面的要求,孙元起总是婉拒。

六月底的这批邮件,除了《Science》寄来刊登《辐射强度与光波长之间的函数关系》论文的样刊和稿酬外,还有几封来信,以及一个包裹。仔细审量包裹,却是卢瑟福从加拿大寄来的。

自从与卢瑟福在天津一别,忽忽已经半年,之间一直没有联系,不知道卢瑟福都在忙些什么呢?急忙打开包裹,里面东西真丰富,最上面是卢瑟福写的一封信。孙元起拆开信,仔细阅读:

亲爱的York,

你现在还好么?

虽然在我们分别时,我承诺一到加拿大就给你写信,而信件直到此时才写好寄给你。首先,请你原谅我的不诚实。希望这封信件或许能给你带去一些好消息,以抵免我的罪行。

我的路途很顺利,太平洋就像其名字中所包含的蕴意一般,一路风平浪静,平安地抵达了美国西海岸的美丽城市——圣弗朗西斯科。非常感谢你的那本小册子,它是如此的精彩,使我彻底忘记旅途的奔波与劳累。在轮船上、在火车上、在马车上,仔细思考你那令人着迷的论点,时常会忽略沿途的风景,事实上,你的论文才是最好的风景。

抵达美国后,我有空就会与各个大学的教授、学者坐在一起讨论自然科学的问题,而你的论文则是我们谈论的核心。虽然最初他们都惊讶得目瞪口呆——我想,我最初读论文时一定也是那副傻模样——这个理论对于汲汲于此道的自然科学家们,不啻于晴天霹雳,但最后,他们无疑都被征服了,他们向你的论文顶礼膜拜,成为你的忠实信徒。

等到了加拿大的麦吉尔,我立即着手准备实验,验证你在论文中设想的结果。这耽搁了我一个多月的时间。最终的实验结果,确凿无疑地证实了你的猜想。是的,你是对的!可以这样说,单纯论对元素周期表的认识,你已经超越了它的发明者门捷列夫先生。

我觉得,我把你的论文珍藏并独享是一种犯罪,是对自然科学界的严重犯罪,它会阻碍自然科学的发展和传播,也会掩藏你那无与伦比的天才的光辉,必须让它与众多的学者和爱好者见面。我确实就是这么想的。所以,在没有征得你同意的情况下,我就迫不及待地把它全部印刷出来,虽然我对你论文的后半部分还不太了解。在此,希望你能原谅我的鲁莽。

现在,我要把这本论文分别寄给了各国的物理学会和化学学会,虽然它目前还是寂寂无闻,但它引起的轰动效果是可以预见的。其中,有五本是给你的,作为作者,你可以修改我们在印刷所造成的错误,以便我们再版时进行修订。

不过,一些阅读过你前两篇论文的评论家,在看到你的这本小册子时,对我说:“YorkJohnson无疑是一名优秀的青年物理学家,如果每次他的论文都只写一半,而不加上他奇幻猜想的话,我会毫不吝啬地把‘优秀的’一次换成‘最优秀的’。”这很有趣,不是么?

还有一件事。麦吉尔大学的同事,尤其是我本人,对于你非常感兴趣,衷心希望你能抽空前来任教,或者讲学。你的意见呢?

好了,不打扰您宝贵的科研时间。代我向尊敬的康格先生问好。

期待您下一篇论文的发表。

你的,

卢瑟福

1898。5。20

PS:我看到最新一期《Science》上你的论文《辐射强度与光波长之间的函数关系》,非常棒。不过,评论家们似乎又找到了一个有力的佐证。

孙元起放下信,在包裹中果然看到五本书,正是麦吉尔大学出版社出版的自己的论文,封面上写着“'China'YorkJohnson”。打开看时,论文前半部分,几乎每一页都有卢瑟福的脚注。在第一部分的最后,还附上了卢瑟福所做实验的实验报告。后半部分,卢瑟福则几乎一字未动,想来是他对“论文的后半部分还不太了解”的缘故。

这薄薄一本书,拿到手里,却感觉沉甸甸的。

卢瑟福寄来的东西,还包括好几份报纸和杂志,上面有对卢瑟福的采访,也有学者对孙元起论文发表的评论或后续研究等等。随便打开一本,是德国《物理杂志》,里面有一页被卢瑟福加了书签儿。翻到那个位置,文章是德文,看不懂。好在卢瑟福非常细心,似乎知道孙元起没学过德语,已经把其中的要点用英文写在了书签上:

……我们注意到,中国的物理学者YorkJohnson在过去的一年中,对原子结构的探讨做出了有益的贡献。他的实验设计巧妙而实用,实验结果则严谨而细致,对铀辐射射线和α粒子散射的实验研究,展示了原子的内部结构,这是一项重要的工作。这里顺便提一句,YorkJohnson是当之无愧的中国乃至远东研究物理的第一人,他改变了我们对远东学术界一向贫瘠和毫无建树的看法。当然,我们还要注意到另外一点,Johnson这几篇论文,前半部分都是如此的Elegant(优雅的,雅致的;优美的,高尚的;讲究的),让人无法挑剔;但后半部分,则是如此的Fantastic(空想的,异想天开的;奇异的,古怪的),通篇是没有理论基础和实验证明的主观主义猜想。我们在此严肃指出:物理学是一门严谨的学问,不需要空想和幻梦,那是小说家和诗人的专利。……

孙元起读完这段评论,有些没心没肺地笑了:这群严谨的德国人还真是可爱!可谁能想到,在另一个世界,普朗克首先提出能量子的假设,普朗克是德国人;随后,爱因斯坦又提出光量子的假说,爱因斯坦也是德国人。

又拿出另一本杂志,是《科学人》,里面有记者采访卢瑟福,卢瑟福在介绍最近物理学发展时,首先提到了IPRT的YorkJohnson,认为他是一位年轻有为且富有创意的物理学家,做出了很多开创性的工作。

大致翻了一下其他的报纸,并没有什么新鲜,便把信件、报纸、期刊、书本都收拾起来。准备给卢瑟福写回信。不知是因为对《物理杂志》批评的不满,还是对眼下经典物理学发展的反思,又或者是对“剽窃”卢瑟福成果的愧疚。孙元起在信中对经典物理学进行了一定的批评,指出它所面临的困境,以期激发卢瑟福对原子物理学的研究兴趣。

尊敬的卢瑟福先生:

非常高兴收到你的来信。

能将那篇不太成熟的论文付印,那是我的荣幸。在此,感谢你在此中付出的辛勤劳动。

你的来信中附送的杂志和报纸,我大致阅读了一遍。对于学者们对我的批评,我虚心接受。但是这些批评,并不会改变我在以往论文中对事物的看法,因为那是我在物理学面临的困境中所作出的一种尝试和努力。

是的,现在物理学正面临着重大的困境,经典物理学理论在一系列实验中所受到的冲击必须给予足够的重视。相信有远见的科学家们都已经意识到,在物理学晴朗的天空中,出现了大片的阴霾。这不是危言耸听。在这里,仅就热和光动力理论而言,就有两朵硕大的乌云。

第一朵乌云是随着光的波动论而出现的,菲涅耳和托马斯·杨研究过这个理论。它包括这样一个问题:地球如何通过本质上是光以太这样的弹性固体而运动呢?迈克尔孙—莫雷的实验,无论在实验的设想方面还是在实验的实施方面,都无法看出任何缺陷,该实验的结果也可以保证是可靠的。那么,究竟应该如何解释“以太漂移”呢?……

第二朵乌云是麦克斯韦—玻尔兹曼关于能量均分的学说。能量均分原理,不仅会导致我在《辐射强度与光波长之间的函数关系》论文中所指出的“紫外灾难”,而且在气体比热问题上也会遇到困难。根据能量均分原理,可以推算出物体的比热是一个与分子运动自由度有关的量。在常温下,对于固体和单原子气体,实验值和理论值符合得较好;对于双原子和多原子气体,实测值显著大于理论值。……

动力学理论断言热和光都是运动的方式,可是这种理论的优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽得黯然失色。关于这两朵乌云,对第二朵,我已经发表了一篇论文,提出了一种解决方法;对第一朵,用同样的方法,也大致得出了一个可信的结论,我想在今年底、明年初的时候,你应该就能够读到他。

但事实上,物理学的天空远不止有“两朵乌云”,物理学已经陷入严重的危机之中,物理学变革的急风暴雨即将来临。物理学所面临的困境必须被解决,也必然被解决。这项伟大而艰巨的任务,必然由年轻一辈的物理学家所承担。尝试、实验、猜想,都是前进的工具,我们要敢于假设和空想,不能被外界的批评所吓倒。中世纪的但丁就曾说过:“走自己的路,让别人说去吧!”这应该是新生代物理学家的人生格言。

希望你的学术取得更好的成绩!

你的,

York

1899。6。28

孙元起的这封信,来源于1900年4月27日英国科学界泰斗开尔文勋爵的长篇演说,后被整理成文,刊登在1901年7月出版的《哲学杂志》和《科学杂志》的合刊上,题为《悬浮在热和光动力理论上空的19世纪的乌云》。一向以保守著称的开尔文,在感到困惑的同时,也乐观地预言道:“在19世纪最后四分之一时期内遮蔽了热和光分子论亮光的乌云,人们在二十世纪初就可以使其消失。”

是的,在进入二十世纪后不久,光的“波粒二象性”学说被提出来,从而解决了那片恼人的乌云。可经典物理学也遭受了最严峻的挑战。在二十世纪最初的三四十年间,物理学取得了全面的突破,先后出现相对论、量子力学、粒子物理学等分支,使得人类的生活发生了翻天覆地的变化。

孙元起并没有太在意这封信,因为这封信只是日常的私人通讯,旨在策励远在加拿大的卢瑟福勇攀物理学巅峰。在8月初,卢瑟福收到这封信之后,认为指导意义非凡,进行适当的补充和注释后,寄给了《哲学杂志》,并发表在9月份的杂志上。

于是,大家都在翘首以待YorkJohnson的另一篇论文,想看看他是如何解决困扰学者已久的“以太漂移”问题。

十五、风花无意自飘人

孙元起写完信的时候,还是六月底。然后就迎来了七月。这个时候,崇实中学、京师大学堂开始期末考试。这场考试,对于很多学生有着不同的意味。

对于京师大学堂的学生来说,他们开始按照原先的《章程》,准备通过考试,进行文理不同方向的分科。事后统计,在光绪二十五年(1899),“由算学拔入格致、化学等堂者,计有四十九人”。也就是说,学习理科的有49人。

对于崇实中学一、二年级的学生,除了升级之外,没有什么太多的选择。对于崇实中学三

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