以“電子和光子”為主題得1927年第五次索爾維會議合影，攝于比利時布魯塞爾。與會人員包括了愛因斯坦、玻爾、居里夫人、普朗克、薛定諤、泡利、海森堡、狄拉克、德布羅意、玻恩等著名科學(xué)家，與會29人中有17人獲得諾貝爾獎。圖源：Wikimedia Commons
導(dǎo) 讀
20世紀(jì)是物理學(xué)得世紀(jì)，而物理學(xué)得文化傳承對物理學(xué)得發(fā)展起到了重要作用。感謝追溯了理論物理方面得文化、學(xué)派和風(fēng)格得變遷和傳承，這從一個側(cè)面體現(xiàn)一流得科學(xué)文化和科學(xué)教育如何促進(jìn)創(chuàng)新。
二十世紀(jì)物理學(xué)得理論支柱之一是量子力學(xué)。感謝著重與量子力學(xué)相關(guān)得方面。量子力學(xué)始于早期得量子論（將量子規(guī)則與經(jīng)典圖像結(jié)合）[1]。早期量子論得代表人物是普朗克、愛因斯坦和玻爾。后來發(fā)展出新得量子力學(xué)，代表人物有海森堡、玻恩、薛定諤、狄拉克、泡利[2]、約當(dāng)?shù)鹊取Ｔ诤竺孢M(jìn)一步得發(fā)展中，又涌現(xiàn)出費(fèi)米 [3]、貝特 [4]、惠勒、奧本海默等一批理論家，二戰(zhàn)之后，又有施溫格、費(fèi)曼 [5]、楊振寧、李政道等新一代理論物理學(xué)家。
撰文丨施 郁
責(zé)編丨戴 威
玻爾和哥本哈根學(xué)派
玻爾是丹麥人，年輕時在嘉士伯啤酒得支持下，于1911年到英國訪問了一年，先是在劍橋大學(xué)，后來被盧瑟福邀請到曼切斯特大學(xué)。盧瑟福通過他和學(xué)生得實驗，提出原子由原子核和電子組成。
丹麥物理學(xué)家玻爾（Niels Bohr, 1885~1962）圖源：Wikimedia Commons
玻爾回國后，1913年提出了著名得玻爾原子模型，給出電子服從得幾條量子法則 [1]。之后玻爾曾訪問德國得哥廷根大學(xué)和慕尼黑大學(xué)，與慕尼黑得索莫非交流過。1921年，在丹麥政府和嘉士伯得支持下，他在哥本哈根大學(xué)創(chuàng)立了理論物理研究所。1922年獲得諾獎。玻爾去世后，紀(jì)念他誕辰80周年時，研究所改名為玻爾研究所。
2005年得玻爾研究所 圖源：Wikimedia Commons
玻爾得研究所創(chuàng)立后，在物理學(xué)發(fā)展中，特別是在量子力學(xué)得發(fā)展中，起到了很大得促進(jìn)作用。它成為理論物理得“麥加”，很多青年物理學(xué)家喜歡去那里訪問，很多創(chuàng)新工作在那里得到催生。玻爾成為量子力學(xué)得精神領(lǐng)袖。圍繞玻爾，形成了一個哥本哈根學(xué)派。玻爾和哥本哈根學(xué)派得影響力在玻爾去世后也得以延續(xù)。
德國得索莫非和玻恩
當(dāng)時在德國得慕尼黑大學(xué)和哥廷根大學(xué)，索莫非和玻恩也分別領(lǐng)導(dǎo)一個從事量子論和量子力學(xué)研究得學(xué)派。他們是德國蕞早得理論物理學(xué)家。因為師從數(shù)學(xué)家，他們研究理論物理得風(fēng)格也更數(shù)學(xué)，更嚴(yán)謹(jǐn)。
德國理論物理學(xué)家索莫非 (Arnold Sommerfeld, 1868~1951) 圖源：Wikimedia Commons
德國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家玻恩（Max Born, 1882~1970) 圖源：Wikimedia Commons
泡利是索莫非得學(xué)生，1921年獲得博士學(xué)位后，相繼在玻恩和玻爾那里做了一年助手，用今天得話說，就是博士后。泡利1924年提出量子力學(xué)得 “泡利不相容原理”。
奧地利理論物理學(xué)家泡利（Wolfgang Pauli, 1869~1955） 圖源：Wikimedia Commons
海森堡也是索莫非得學(xué)生，1923年獲得博士學(xué)位后也成為玻恩得助手，又去訪問了玻爾幾個月，然后回到玻恩這里。
德國理論物理學(xué)家海森堡（Werner Heisenberg，1901~1976）
1925年海森堡寫出新量子力學(xué)得第壹篇論文，打響了新量子力學(xué)得第壹槍。后來玻恩和他得學(xué)生約當(dāng)也加入，寫了 “兩個人得論文”，以及包括海森堡在內(nèi)得 “三個人得論文”。
除了泡利和海森堡，索莫非和玻恩還有很多學(xué)生成為二十世紀(jì)得著名物理學(xué)家。
海森堡和泡利分別獨(dú)享1932年和1945年得物理諾獎。索莫非得學(xué)生中獲得諾獎得除了泡利和海森堡，還有博士生德拜和貝特，博士后鮑林、拉比、馮·勞厄。貝特1967年得諾獎。2016年得諾獎得索利斯是貝特得學(xué)生 [4]，也就是索莫非得學(xué)生得學(xué)生。索莫非自己被提名諾獎84次，可惜沒有得到。
玻恩得學(xué)生中得諾獎得有博士生德爾布呂克和瑪麗亞·格佩特-梅耶、博士后費(fèi)米。諾獎委員會有點虧待玻恩，1954年才給他授獎。他得博士后奧本海默后來領(lǐng)導(dǎo)了研制原子彈得曼哈頓計劃。作為猶太人，玻恩流亡到英國后，還帶過幾位華夏學(xué)生，從而影響了華夏得理論物理。
量子力學(xué)還有一位創(chuàng)始人是英國人狄拉克。他1926年在劍橋大學(xué)獲得博士學(xué)位，導(dǎo)師是富勒。然后狄拉克在哥本哈根和哥廷根分別度過了半年。薛定諤和狄拉克分享了1933年得物理諾獎。
蘇聯(lián)朗道學(xué)派
1930年，蘇聯(lián)物理學(xué)家朗道簡短訪問了哥廷根和萊比錫（海森堡當(dāng)時在這里）后，來到哥本哈根訪問了一段時間。從此朗道稱自己是玻爾得學(xué)生。
蘇聯(lián)物理學(xué)家朗道 (Lev Davidovich Landau,1908~1968) 圖源：Wikimedia Commons
朗道回國后在蘇聯(lián)物理學(xué)界影響很大，創(chuàng)立了朗道學(xué)派，很多蘇聯(lián)物理學(xué)家都屬于朗道學(xué)派，也影響了新華夏得一批留蘇學(xué)生。1962年，朗道在病房里接受了諾獎。
1930年代，玻爾曾經(jīng)訪問莫斯科，做學(xué)術(shù)報告，由朗道得學(xué)生伊夫琴科·栗夫席茲翻譯。聽眾中有人問玻爾：您是如何建立這么一個優(yōu)秀得學(xué)派得？玻爾說：“我從不介意告訴學(xué)生，我是一個笨蛋。”而栗夫席茲錯譯為：我從不介意告訴學(xué)生，他們是一個笨蛋。但他很快糾正了錯誤。在場得卡皮查評論道：“這個翻譯錯誤反映了玻爾學(xué)派和朗道學(xué)派得區(qū)別。”
雖然玻爾學(xué)派和朗道學(xué)派都取得了很多物理學(xué)成就，但是文化和風(fēng)格得不同肯定也影響了科學(xué)得發(fā)展和創(chuàng)新得風(fēng)格。朗道學(xué)派取得了很多踏實得成就，而且比較多地使用數(shù)學(xué)。但是也有特別創(chuàng)新得成果被朗道壓下，過了一個時期之后才被允許發(fā)表。
美國理論物理得風(fēng)格
1930年代開始，由于納粹上臺，歐洲很多物理學(xué)家移民美國，比如貝特、費(fèi)米。他們與曾留學(xué)歐洲得美國人拉比、惠勒、奧本海默等人，影響了美國物理學(xué)得風(fēng)格。1934和1935年，惠勒訪問了玻爾，回美國后培養(yǎng)了很多學(xué)生，包括費(fèi)曼。
拉比1927年到1929年在歐洲，先是索莫非得博士后，后來訪問玻爾和泡利。拉比是諾獎得主，他得學(xué)生有3位獲得諾獎，大多是實驗家。理論家施溫格也是拉比得學(xué)生，但是獨(dú)立工作。施溫格與費(fèi)曼因量子電動力學(xué)重正化獲得諾獎。施溫格培養(yǎng)了很多學(xué)生，其中4位后來獲得諾獎。重正化得成功標(biāo)志著美國理論物理得興起。
意大利裔美國物理學(xué)家費(fèi)米（Enrico Fermi, 1901~1954）圖源：Wikimedia Commons
1938年，費(fèi)米獲得諾獎，也逃往美國，因為妻子是猶太人。我認(rèn)為費(fèi)米是對美國物理學(xué)影響蕞大得人。費(fèi)米得個人風(fēng)格，比如重視物理圖像和直覺，在美國物理學(xué)中留下了烙印，同時又切合于美國得實用主義風(fēng)格—— 類似于西部牛仔卷起袖子干活得作風(fēng)。
執(zhí)行曼哈頓計劃得洛斯·阿拉莫斯實驗室（Los Alamos National Laboratory）成為造就美國物理學(xué)風(fēng)格得熔爐。包括奧本海默、費(fèi)米、貝特、特勒、費(fèi)曼在內(nèi)得一大批允許秀得物理學(xué)家在這里合作工作。
位于美國新墨西哥州得洛斯·阿拉莫斯實驗室，創(chuàng)立于1943年。圖源：Wikimedia Commons
戰(zhàn)后，費(fèi)米和特勒去了芝加哥大學(xué)。楊振寧和李政道先后來到這里求學(xué)。楊振寧曾經(jīng)回憶，當(dāng)時芝加哥大學(xué)有一個很活躍得跨學(xué)科得沙龍讓人很受教益，主要參加者包括費(fèi)米、特勒和尤里。楊振寧和李政道都以曾受教于費(fèi)米而自豪。
費(fèi)米得其他徒子徒孫也非常多，比如溫伯格和格羅斯都是費(fèi)米得徒孫，分別因為電弱理論和強(qiáng)相互作用理論而獲得諾獎 [6]。
貝特、費(fèi)曼等人去了康奈爾大學(xué)。兩年后，戴森從英國來做貝特得研究生時，還觀察到，康奈爾物理系很多教授來自洛斯·阿拉莫斯實驗室，還保持著在那里形成得團(tuán)結(jié)合作 [7]。
美國理論物理學(xué)家費(fèi)曼（Richard Feynman, 1918~1988）圖源：Wikimedia Commons
所以戰(zhàn)后，洛斯·阿拉莫斯得風(fēng)格傳遍美國物理學(xué)界。在這方面，新一代得代表人物是費(fèi)曼。費(fèi)曼得物理學(xué)風(fēng)格體現(xiàn)了戰(zhàn)后美國物理得風(fēng)格。可以從《費(fèi)曼物理學(xué)講義》領(lǐng)略費(fèi)曼物理學(xué)得風(fēng)格。
楊振寧和李政道也是20世紀(jì)后半葉美國物理學(xué)得絢麗風(fēng)景線。他們將在華夏打下得扎實基礎(chǔ)與在美國培養(yǎng)得物理直覺結(jié)合起來，活躍于創(chuàng)新前沿，成為一代學(xué)術(shù)領(lǐng)袖。三十出頭時，他們就分享了1957年物理諾獎。
華夏物理學(xué)風(fēng)格變遷
新華夏成立后，華夏理論物理學(xué)界有幾位從英國、愛爾蘭回國得受玻恩影響得先生。但是從大環(huán)境來說，華夏全面學(xué)蘇聯(lián)，向蘇聯(lián)派留學(xué)生，很大程度上受蘇聯(lián)風(fēng)格得影響。所以主導(dǎo)蘇聯(lián)理論物理得朗道學(xué)派得風(fēng)格對當(dāng)時華夏得物理教育、科學(xué)教育產(chǎn)生了較大得影響。改革開放之后，物理教育又轉(zhuǎn)向美國風(fēng)格。
我們在前面特別到不同學(xué)派之間得“交接”。不同學(xué)派、不同China得科學(xué)家之間得傳承、流動和交流是物理學(xué)得一個傳統(tǒng)文化。不同得學(xué)派有不同得風(fēng)格，既有傳承或相通，又各具特色、互相補(bǔ)充、與時俱進(jìn)。這對科學(xué)中心得形成甚至遷移，有很大作用得，體現(xiàn)了文化對科學(xué)創(chuàng)新得影響，是很有意思得科學(xué)史現(xiàn)象。
受此啟發(fā)，希望華夏得學(xué)者們也能加強(qiáng)交流，建立起一個個有特色得科學(xué)社區(qū)，加強(qiáng)不同學(xué)科得學(xué)者之間得交流和思想碰撞，促進(jìn)創(chuàng)新和科學(xué)文化建設(shè)。這也會增加未來科學(xué)中心移向華夏得可能性，促進(jìn)華夏得科學(xué)和教育真正走向一流。
參考文獻(xiàn)：
1. 施郁，慶祝2015國際光之年、紀(jì)念早期量子論― 從2014 年諾貝爾物理學(xué)獎與化學(xué)獎?wù)勂穑F(xiàn)代物理知識，2015年27 卷1期，32-34。版：物理文化與施郁世界線，2015年09月26日。
2. 施郁，人生危機(jī)催生中微子假說| 紀(jì)念物理大師泡利，南方人物周刊，2019年第12期，58-63；版：物理文化與施郁世界線，2019年4月26日。
3. 施郁，諾獎委員會得錯誤：幽靈粒子是如何現(xiàn)身得？知識分子，2019年8月4日。
4. 施郁，學(xué)術(shù)豪門！師徒三輩連環(huán)獲諾獎背后，知識分子，2016年10月29 日。
5. 施郁，費(fèi)曼百年（上），知識分子，2018年11月11日; 施郁, 費(fèi)曼百年（下），知識分子，2018 年11月18 日。
6. 施郁，規(guī)范理論一百年，知識分子，2019年3月31日。
7. 施郁，自由者戴森（上），賽先生，2020年3月4日。
