时东陆:诺贝尔奖得主海森堡的故事

选择字号:   本文共阅读 3908 次 更新时间:2012-04-27 22:01

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时东陆 (进入专栏)  

启蒙

1922年秋天一个晴朗的上午,德国哥庭根大学物理系高才生海森堡夹着一本十分厚重的原子物理书急匆匆的穿过校园。他那天特意穿上笔挺的灰色西装,并把领带的结拉得很紧。他甚至有点紧张,可以说特别的紧张,因为今天,他要去见一位物理学界的泰斗人物:丹麦哥本哈根理论物理研究所所长,刚刚获得诺贝尔奖的波尔博士。

波尔是谁?天啊!在当时的欧洲物理学界波尔可是与爱因斯坦齐名的物理学大师(那时美国可能还没有数的上的人物呢!)。在几年前的欧洲物理年会上,波尔唇枪舌箭地与爱因斯坦激烈的展开关于解释自然基本理论的辩论。爱因斯坦认为,天下宇宙完全可以用他刚刚提出的相对论解释。而波尔却认为,他的原子模型是物质世界最好的解释。但是,很多到会的学者都嘲笑这种“粗糙” 的模型,好像波尔把宇宙星球的卫星关系与微观世界机械的联系在一起了。所以他们站在爱因斯坦的立场上攻击波尔。但波尔当仁不让,坚持自己的观点,最后终于向世界证明了自己的理论,并以“波尔原子模型”获得1922年度的物理学诺贝尔奖。

在21世纪的今天,科学界已经完全接受了波尔的原子模型。可以想象,如果没有波尔原子模型,我们今天无法建立晶体学以及所有的固体理论,包括半导体,超导体,和激光晶体。

去会见世界如此著名的物理学家,年轻的海森堡除了心中的胆怯,却又有一大堆疑问。他甚至有对波尔模型的质疑。“见面之后该怎么说呢?” 海森堡心里嘟囔着。但是他主意已定,今天必须问个明白,机会实在难得。他在古典而森严的物理楼大门前停住脚步,然后深深的呼吸,稳了稳神,便鼓足勇气地登上大厅前的阶梯。

波尔先生今年37岁。一年前被任命为丹麦理论物理所所长,第二年就获得诺贝尔奖。可谓在事业上如日中天。由于他当时的名望,欧洲许多最为著名的大学和研究所都邀请他讲演所谓的“波尔模型。” 哥庭跟大学是德国最为著名的大学之一,这种邀请,波尔不会错过的。

这位丹麦物理天才不仅是科学大师而且是一名颇有名气的足球健将。不知道是否由于波尔的爱好,在物理学界内部,热爱足球一直是一种世界性的传统。搞物理研究的,十有八九爱踢足球。

阳光穿过硕大的窗户洒进屋里,让室内的人与物都形成强烈的光色反差。由于阳光十分的刺眼,刚刚走进办公室的海森堡一时看不清对面波尔的面孔。他发现屋里坐满了物理系的教授和研究生们。于是他走上前冷静的自我介绍:

“瓦尔诺,海森堡,十分荣幸见到您。”

波尔站起来,显出一种威严,但又伴随一丝和蔼。他眉毛很重,略长的脸型,结实的腮帮,厚厚的嘴唇。由于是背光,他站立起来的时候,头部和肩膀动态地拨动着直射的阳光,就好像是披着早晨金黄色的彩霞。在海森堡眼里,这位如雷贯耳的波尔博士简直就是一尊神。波尔的到来似乎是向物理界,不,是向人类宣讲万物的起源和奥秘。在那个时代,连诺贝尔委员会都搞不懂爱因斯坦的相对论是怎么回事。德国物理学界甚至极端地排斥他的相对论。所以,整个世界都在向波尔倾斜。

“啊,是你,早听说了,非常高兴!” 他会德文,但是带有适当的丹麦口音。他们斯文地握手。

海森堡在众人前似乎有些矜持,但仍然十分的平静。他们几乎是同时,却会意地侧过脸,看着黑板上密密麻麻的数学物理公式。有些他不熟悉,有些好像能猜出一点意思。物理学家有个习惯,可以基本不用语言交流,只要把公式写在黑板上,大家明白了,就你一笔我一笔地用数学和物理沟通。如果意识到对方懂得自己的意思,那便是同行了,兴奋的与你讨论。你从哪里来,叫什么名字好像并不重要。但是如果你对他的概念毫无认识,那么无论你多么热情,都是外人,只好敷衍一下了。

海森堡虽然年轻,却是物理学的高手。当时正是现代物理的初期,许多问题都不清楚,没有定论。这时的海森堡早已经开始考虑量子效应的核心问题了。他大胆的走到黑板前,凝视着一个草图,是波尔画的原子模型。可能有人刚刚和他讨论过了。虽然仅仅几分钟的时间,海森堡已经十分迅速地看懂了公式的含义。波尔一直注视着他的动作。

“电子出现的轨迹不可能这样,” 海森堡指着黑板说,语气似乎有点狂妄。

一个21岁的学生试图向理论所所长,诺贝尔奖获得者波尔博士提出挑战和质疑,而且是在第一次见面的时候。顿时,全场为之大哗,有人瞪大了眼睛盯着这个不知天高地厚的学生。他们似乎在说:你怎么可以如此直白的质疑波尔先生,知道他是谁吗?难道你疯了吗?要知道,在古典的德国,学生在教授面前一定是毕恭毕敬的,更谈何在众人面前提出否定性的质疑!

在波尔眼里,海森堡的确仅仅是一个未经世面的学生。他那年才21岁。在当时的欧洲,学术界可谓等级森严。在著名教授面前当众发问,不仅需要足够的学识,而且得有极大的胆量。而今天海森堡将要面对的不仅仅是一位著名的教授,而且是物理界具有绝对统治地位的权威。

“为什么?” 波尔有点皱眉头了,尽管他仍然保持着教授的威严,但是也感觉到一种十分真实的挑战。他知道来者不善,却又从内心对海森堡发生一种极大的兴趣。

“我现在一时无法证明,但是电子更应该是一种波动。这种波动应该由一种波谱来表征,而不是简单的轨迹图形。”

“嗯,好像很有道理。电子的辐射不是由于它的周期性,而是不同能级轨道之间的越迁造成的。但是它们的轨道图解应该是什么样的呢?” 波尔似乎赞同的说道。他这时立即意识到面前这位21岁的德国学生可以像自己那样思维。这在他以前遇到的学生中间不曾发生过。

“很难用一般的图形表示出来。也许唯一的方式是一套矩阵,或者是一组波动方程的解。但是无法用您这样的示意图画出来的。所以,嗯。。。。您的数学表达也许有问题。”

海森堡不看波尔,只是凝神盯着黑板。他双手抱着肘,开始显示出一种自信的坦然,虽然没有自己的结论,但是他知道波尔模型需要一种新的理论解释,而这种解释不会是牛顿力学,而应该是一种全新的思维和想象。

那天的讨论结束了。讨论没有任何结果。但是波尔与海森堡的科学合作却历史性的开始了。谁都未曾预料,就在十年之后,海森堡也因为他著名的“测不准原理” 而获得了诺贝尔奖。而他的灵感正是来自于波尔模型!所以,他们今天的会面好像上帝早有安排。

两年之后,海森堡大学毕业。他很快收到波尔的邀请,去他那里继续他们的讨论。海森堡欣然前往,一去数年,之至1927年。在这个期间,他建立了量子力学中最为著名的“测不准原理,” 并因此在1932年获得诺贝尔奖。

科学与民族

30年代初的德国显得十分躁动。德国国家社会工党的成立使得人们感觉到一种从未有过的振奋,像是刚刚注射了兴奋剂。“第三帝国”的崛起更让德国精英们满怀信心的面对未来。他们希望从第一次世界大战的失败中重新找回日尔曼民族昔日的尊严和骄傲。这种民族情绪的狂热很快在社会上蔓延,并且影响到科学界。

当时德国十分著名的物理学家,也是诺贝尔奖获得者:廉纳德 (Philipp Lenard),就是一位民族主义情绪十分浓厚的学者。他甚至把物理学划分为所谓的“德国物理” (Deutsche Physik) 和“犹太物理” (Jewish physics) 。因为在当时的德国有许多犹太物理学家。爱因斯坦的相对论就被认为是典型的“犹太物理”而遭到德国物理学界的怀疑和排斥。“德国物理”领袖人物:托马奇克(Rudolf Tomaschek)首先从他编著的著名物理教科书中删除了爱因斯坦关于洛仑兹变换的经典论述。许多“古典物理学家” 十分反感爱因斯坦对于“以色” 概念所采取的冷淡态度。

“德国物理” 学者们不仅排斥“犹太物理,” 甚至反对“英国物理。” 以廉纳德为首,许多著名德国物理学家,包括普朗克都开始公开宣称所谓的“思想之战。” 他们主张直接用德文来注明许多由德国人发明和建立的概念。比如,用“仑琴射线” (R?ntgen ray) 来代替所谓的“X-射线” 的物理名词。在这场征战中,英国著名物理学家汤姆逊就是廉纳德的劲敌。

如果说18世纪世界的思想论战发生在启蒙思想家与宗教学者之间,那么20世纪初期科学界内部的分歧却带有明显的民族与种族色彩。这是令今天的科学家们难以想象的。在30年代的德国,科学家们甚至卷入了纳粹的政治浪潮。

这个时候的海森堡已经是世界著名的理论物理学家,诺贝尔奖获得者。但是由于他与现代物理的几位重量级人物,比如波尔,爱因斯坦,迪拉克,泡利,薛定愕,等人有十分密切的关系,因而也被“德国物理” 的经典学者们排挤。甚至讥讽他为“白色犹太人” (“犹太”在当时的德国是一种蔑视的称呼) 。但是,海森堡曾经是纳粹党主要头目希姆莱的同学。经过他的干涉,“德国物理” 的同仁们才决定放海森堡一马。

由于这种思想分歧和种族排斥,许多非德国裔的科学家,尤其犹太科学家离开了德国。他们很多选择了去英国和美国。爱因斯坦就是他们中间最为著名的一位。他离开德国来到美国的普林斯顿大学。

1941年后的德国已经是战云密布了。在希特勒的闪电式战争中,欧洲大部分国家很快沦陷,包括波尔的家乡丹麦。不得已,波尔也登上了奔赴美国的海轮。而海森堡被纳粹德国任命为与武器相关的核物理研究主管。

波尔的担忧

1943年秋天的一个早晨,酣睡的波尔先生忽然被一串紧急的电话铃声吵醒。头天晚上,他睡晚了。这早早的电话令他十分心烦的企图怒斥对方。但是,就在他还未开口的时候,对方冷静而清晰的男低音,让波尔惊醒:

“美国中央情报局*,波尔先生,我们打扰了。”

自从来到美国,波尔周围几乎都是学者。今天却头一次有中情局电话,令他有点不解,同时有些担心。当时的世界正值二战,到处充满敌意,警惕,和威胁。

“先生,有何公干?”

波尔有些冷淡。他讨厌这些非科学组织对他私人的干涉,尤其是政方,军方,警方,秘密组织。

“不好意思,先生,我们有很重要的事情需要和您面谈。”

对方十分的客气。

“有事电话里讨论吧,今天我有会议。”

波尔想尽快的打发这位中情局特工。

“先生,请您明白,我们需要尽快见面。。。。嗯,这是美国政府的意思。”

客气中,对方有些在施加压力了。波尔一惊,什么重要的事情呢?

大约2个小时之后,一辆黑色的雪夫莱轿车无声地停在波尔别墅的入口。三位身着深色西服的中年人健步走进客厅。这间客厅,从来都是物理界泰斗们聚会的场所,包括爱因斯坦,费米,奥本海默,还有年轻的费曼。但是今天,三位中情局的黑衣人像是来审讯的警官,表情呆滞,但是威严地端坐着。

“各位有何公干?” 波尔有些不耐烦。尽管他们是中情局的特务,这位大牌物理学家也毫无畏惧之感。

“啊,是这样。。。。,” 其中那位领头首先表示出一种歉意。

“中情局长官希望从您这里了解一些情况。” 他说着从怀中掏出一迭资料。

“什么情况?难道你们希望知道物理界的进展吗?”

波尔有些诧异他们的到来,因为自从来到美国,还未与官府打过交道。但是,这时他忽然想起几年前的一件事情。

那是大约不久前的一天。他的物理同行,哥伦比亚大学物理学者,席拉德博士忽然来电话告诉他关于核裂变的一些进展。在交谈的过程中,席拉德博士告诉波尔,德国正在积极进行关于核原料铀的提炼和重水的生产。而领导核反应研究的就是波尔当年的学生海森堡。他从纳粹那里得到了大量的物理实验经费。他还告诉波尔,爱因斯坦和费米都十分关注德国核物理的研究进展。但是他们目前无法确定德国是否在研制原子弹。他们已经在策划给美国总统卢瑟福写信,要求美国能尽快开展核武器的研制。

“也许他们的到来与此有关?” 波尔心里想着,立时感到一种紧迫。

“您一定认识海森堡吧?” 中情局官员有些冷冷的说道。

如果是在战前,他很为这位学生得意,尤其在他1932年获得诺贝尔奖之后。但是今天,海森堡是敌军阵营的重要人物。波尔先生显得有点尴尬。

“是的,但是我们很久没有联系了,” 波而慢吞吞地说。

“啊,不要紧的,我们知道关于海森堡的情况。” 中情局官员希望波尔能放下顾虑。

“我们是想知道,他的物理专长,政治背景,以及他现在可能在做些什么。”

“海森堡是一位当代最杰出的物理学家,” 波尔不加思索,脱口而出。

这一点中情局当然已经掌握,因为他是诺贝尔奖得主。但是从波尔嘴里直接听到如此评论,更加增强了他们直接的了解。

“他是纳粹的支持者吗?” 中情局官员十分严肃地问道。他们的眼睛紧紧地盯着波尔,等待着他的回答。

这个时候的波尔显得有些迷茫。他抬起头来,目光看着天花板,然后像是一边回想,一边自言自语的说:

“海森堡无疑是一个爱国者,他自认是一个热爱德国的科学家。”

“但他是如何认识德国与纳粹德国的区别的呢?” 中情局开始出难题了。

“每一个人都有祖国,和他对祖国的认识。对于德国的理解,那是海森堡自己的事情。我们之间只讨论物理。” 波尔有些不太高兴了。

“那么具您的了解,海森堡对核物理有何专长?我们知道他在1941年去哥本哈根访问过您。而且我们知道,他去拜访您的目的是求教关于原子能的基本问题。他问过关于核武器的问题吗?”

这一连串的问题好像是审讯,使得波尔感到一种压力和厌烦。但是他同时意识到中情局的目的,这关系到国家安全。

“海森堡参与过裂变反应和重水实验的研究。而且他知道以此来制造核武器的可能。” 波尔有些轻描淡写的回答。但是却引起中情局极大的兴趣。

“您知道他目前在做什么研究吗?与核武器有关吗?依您的判断,海森堡有能力研制原子弹吗?“中情局终于亮出底牌。

这时,波尔才感到问题的严重。他开始为这位当年的得意门生担忧起来。他深知,凭海森堡的能力和智慧,他完全有可能领导组织德国核武器研究,而且原子弹的可能性是绝对可能的。

波尔,这位在后半生致力与世界和平的科学伟人,曾经向丘吉尔和艾森豪威尔建议把核反应的研究引向以世界和平为目的的能源研究,但是英美当时的统治者们都没有采纳他的建议。

刺客伯尔格

1934年秋季的一个周末,日本东京的棒球迷们兴奋地几乎屏住了呼吸。因为今天,美国最为著名的“全星” (ALL-STAR)棒球队就要来访。东京的球迷们知道就在这个球队里,有足以令他们疯狂的外号叫“铁马” 的杰里格(Ludwig Heinrich Gehrig) 。这位纽约” “扬基” 队的主力创造了23次“Grand Slam Home Run” 记录。这个记录在美国历史上至今未破。而另一位波士顿“红袜子” 队的明星就是赫赫有名的“贝贝” (Babe Ruth) 。他在1927年仅仅一个季度的比赛里就打了60个 “ Home Run。” 在他的一生里总共打了714个 “ Home Run。”

当时的日本正兴起一股棒球狂潮。美国明星队的到来无疑如同地震一样传遍全城。球赛的当天顿时万人空巷,市民们全部沉醉于球赛的实况无线电传播。但是,就在美日棒球赛紧张的进行之中,有一位美国球员却悄悄地离开球场,隐身于东京的街头巷尾。他不仅操一口流利的日语,而且对东京的市区,港口,街道布局发生极大的兴趣。更令人惊讶的是,这位美国职业球员,竟然非常熟悉电影摄影技术。他提着一架小型电影摄影机,走遍东京的大街小巷,登上最高的楼房,用熟练的技术拍摄东京市区的所有城市结构和港口设施。

就在这次美国棒球队访问日本八年之后,美国空军的轰炸机群像满天的乌云一样飞入东京上空,然后实施地毯式狂轰滥炸。而美国飞行员的轰炸计划和准备工作就是利用了那位神秘美国棒球队员拍摄的东京市区电影资料。

他到底是谁?难道他是美国间谍吗?一点也不错。他的名字就叫伯尔格(Moe Berg) 。伯尔格1902年出生于纽约曼哈顿的一个俄罗斯-犹太家庭。他七岁开始打棒球,自小就聪明过人,但邻居都觉得他有点神秘希希的。由于他的语言天才,普林斯顿大学录取他专攻现代语言学,由此他精通七种语言。毕业之后,他随即又考进哥伦比亚大学法律系。在大学的棒球队里,只要是在球场上,他总是用拉丁语交流。很多人后来分析,他参加职业棒球队实际上是对他间谍身份的一种伪装。二战期间,中情局雇用伯尔格侦察关于德国核武器研究的机密。

任务

1944年春天的一个晚上,伯尔格接到电话通知,让他到中情局走一倘。这种电话他已经习以为常了。每次任务都由电话通知,但是谁打得电话伯尔格从来不知道。

早春的华盛顿仍然十分寒冷。虽然路边的树林已经抽绿,但春风还不温暖。伯尔格的汽车进入中情局停车场的时候一点都不减速。他打一个小弯,在两辆汽车中间,快速煞车,一步到位,他总是这样停车,滴水不漏。下车之后,他朝四周观望,即便是在美国,他也保持高度的警惕。他清楚的记得,在莫斯科服务的时候,他每次外出都会觉得,任何一个身边的行人都在盯着他,他们都是克格勃的特务。回到美国,他又似乎感到,所有那些克格勃特工也跟着他来到华盛顿,而且盯着他的一举一动。

波尔格这次刚从欧洲回来。他被空投到南斯拉夫境内,与那里的反法西斯组织取的联系。然后去意大利接触当地的物理学家们,并希望从他们那里了解到关于德国物理学家的情况,尤其是关于核物理的研究。

“这次又会是什么任务?战争已经快要结束了呀。” 伯尔格心里嘀咕着走进中情局大楼。他出示证件的时候又回头看看。但是值班警卫阻止他进门。

“先生,这不是你的证件,这是你的驾驶执照!”

伯尔格恍然大悟。

“噢,实在对不起。”

慌乱中,他到处找自己的工作证,却不知丢在何处。伯尔格是中情局出名的二百五。经常丢三拉四。有一次在德国敌后工作,竟然带着刻有中情局标志的手表。这是一种工作用表,只有在本国办公机构使用。

“可以给我的上司打个电话吗,” 他尴尬的问警卫。

他刚刚拨通电话,对方似乎已经猜出来发生了什么事情。他几乎不用解释就放下了电话。他向警卫摊开双手,表示一种无奈,然后站在一边。

没有一分钟时间,有人出来把他领了进去。

上司的办公室烟雾缭绕。伯尔格刚进门就听到带有浓厚乔治亚口音的问候。

“谟 (伯尔格的名) ,好久不见!你看,欧洲都让你变得更绅士了,多漂亮的西装呀,哈哈!”

“您过奖了,我在欧洲的时候十分想念美国呢。” 伯尔格微笑的回答。

“别那么认真,谟,我知道你喜欢法国的红酒和德国的音乐。这次听了什么音乐会吗?”

“到处是战火,哪里有音乐会呢。只是在一个维也纳的酒馆里听了两段唱片,是酒店老板收藏的,威尔第的<<茶花女>>。在战争中听这样的曲子,感觉很复杂。”

“嗯,但愿着该死的战争早点结束。不过真正的歌剧应该是属于瓦格那的,我最喜欢他的<<唐豪赛>>。” 上司好像有点伤感了。

有人敲门,秘书端着两杯热咖啡走近来。

“上次关于德国核反应的情报太及时了。德军在挪威建立的重水实验站可以提供制造核武器的需要。我们的英国盟友与挪威反抗武装已经悄悄地把它炸毁。你也许已经听说了。”

“那么下一步呢?”

“你知道海森堡吗?他是德国核武器研究的主管。为德国和纳粹效力的科学家。现在希特勒虽然战略失败,不断地退缩,但是德军正在加紧V2火箭的研制。他们已经向伦敦发射了上千发火箭了。如果海森堡研制出核武器,战争局面就难以控制。”

“那么。。。。。。,” 伯尔格似乎猜出来上司的意图。

“我们必须从情报系统的角度出发,以最大的努力制止德军核武器的研制和生产。尽一切可能,付最大的代价,这关系到战争的胜利,美国的安全。”

苏黎世

苏黎世绝对可以称为世外桃源。即便是在战火纷飞的年月,中立的瑞士仍然保持难得的宁静。苏黎世湖像一块闪烁的宝石,镶嵌在城市的中心。利玛河恬静悠然。她如同从苏黎世碧绿的湖水里扯出的一条彩带,弯弯的向城市的西北角流淌,然后与美丽的丝尔河交汇。苏黎世被茂密的群山环抱。起伏的丘峦与阿尔俾斯山脉长长地链接在一起,一直延伸到南边19公里远的瓦尔德格城。

在城中的一个小酒馆里,伯尔格正在和一个50多岁,学者模样的人交谈。他是瑞士一位相当有名的物理学家,席尔拉博士 (Paul Scherrer)。席尔拉曾经在德国的哥庭根学习物理,但他比海森堡大11岁。1922年海森堡与波尔第一次见面之前,席拉尔已经在1916年获得博士学位。他最杰出的物理学贡献是固体粉末的X-射线衍射与结构分析。在晶体结构学中有著名的“德拜-席尔拉方法。”

波尔格从席尔拉那里得知,海森堡要来苏黎世讲学,但是却不知道讲学的具体内容。伯尔格这次领命而来:如果海森堡宣讲关于核武器内容,必须将其射杀。这个时候的美国和英国都十分的担心纳粹德国将很快研制出核武器。而海森堡是唯一的领导者。这关系的战争的胜利,欧洲的命运。

波尔格与席尔拉之间的交谈是用德文进行的。波尔格无论是在莫斯科还是在苏黎世,都很容易被当作本地人,因为他的俄文和德文都说的棒极了。由于任务的要求,伯尔格在欧洲认识不少物理学家,因为当时的物理研究与武器发展密切相关。

“海森堡现在是德国的红人,但是我看盟军饶不了他。” 伯尔格讥讽的说。

“别那么说,我了解海森堡,他是一个正义的科学家。” 席尔拉不同意对方的观点。他总是天真的认为,物理学家一定与政治无关。

“你知道他的报告内容吗?” 伯尔格的问话有点奇怪。他是一个美国职业棒球手,怎么会对物理学报告感兴趣呢?

“难道你想去听吗?” 席尔拉好奇的问道。

“噢,只是慕名而来,他实在太有名了。我在意大利的时候,那里的物理同行们都很崇拜他呢。”

“可是我不太清楚海森堡讲演的内容,大概是关于量子力学的最新进展吧。我知道海森堡最近在研究矩阵力学。”

学术报告会

那天讲演会场人不多。大多是苏黎世理工学院的教授和学生们。但是由于讲演厅不大,所以显得十分拥挤。伯尔格早早的进入会场,他必须坐在最前面离讲演者几公尺的地方,以保持射击的准确。他知道行刺的危险,但是他已经把自己的安危置之度外。作为一个犹太人,他深知美英绝不能在这场战争中失败。

他的西装上衣口袋里藏了一只意大利制造的直径9毫米波里达小手枪。本来他决定带自己更喜欢的比利时造的白朗宁手枪。虽然口径一样,但是威力更大。但是在把手枪装进上衣兜里时,发现这只白朗宁太大。他的总长将近200毫米,整个手枪柄都露在外面。最后他只好选用总长为150毫米的波里达,握在手里十分小巧。他估计在5-10公尺内射击,应该万无一失。波里达的缺点是弹夹较短,最多只能装7发子弹。而白朗宁可以装13发子弹。因此,伯尔格在裤子兜里左右更放一个备用弹夹。他总共有21发子弹。

伯尔格这时忽然感到紧张。虽然他是老特工了,曾经一个人走遍敌后。他空降在南斯拉夫山区的时候一度被德军追杀。只身躲入深山多日,忍受冬天的严寒与饥饿。但是今天,他需要在众多的学者面前,拔枪射杀一位举世著名的物理学家,他总感觉到一种十分奇怪,甚至内疚,尴尬的心理。他觉得,如果让他去暗杀那些残忍的侩子手,他反而会十分坦然,因为那会像战场上一样。

由于他的工作很多是关于刺探德军核武器研究情报,在伯尔格的熟人中间有许多物理学家。所以,他十分熟悉科学家的性格,理念,品质。虽然没有见过海森堡,但是已经听说过很多关于他的故事。他知道爱因斯坦和波尔都十分欣赏海森堡。在20世纪出初对量子力学有主要贡献的几位学者都获得了诺贝尔奖,他们是:海森堡,迪拉克,泡利,薛定鄂,波尔。其中海森堡是十分著名,也是较早获奖的一位。但是,由于战争,科学家必须选择自己的立场和阵营。爱因斯坦,波尔,迪拉克,泡利,薛定鄂因反对纳粹德国而来到英美。海森堡却留在德国为纳粹军队服务,而且是研究威力巨大的核武器。

伯尔格做在第一排。周围坐满物理学家。大家交谈着,期待着海森堡的到来。在古典的欧洲,学术讲座早已经是历史上的传统。由于现代物理的发展,学术界对物理最新问题抱有极大的兴趣。而海森堡研究的正是现代物理的核心问题。更为重要的是,由于战争的需要,量子物理与核物理齐头并进,为发展原子弹提供了理论基础和工程指标。比如,只有在建立了量子力学的理论之后才有可能计算出核反应中的所谓“临界质量。” 这是制造原子弹的关键。海森堡曾多年致力于“临界质量” 的计算问题。他还曾经就次问题当面请教过波尔。

忽然,大家静了下来。波尔格马上意识到:海森堡来了。他下意识的伸手摸了摸怀中的波里达手枪。他转头向左侧望去,一位穿灰色西装的中年学者快步走上讲台。很快,没有等接待人介绍,波尔格已经确定,此人就是海森堡,在这之前,波尔格早以多次研究过海森堡的照片。

海森堡面带笑容,对于这种场景,他太熟悉了。他知道大家想听什么,因为物理界对于他最近创建的矩阵力学十分关注。量子力学中对基本粒子的描述有两种方法,一种是薛定鄂的波动方程,而另一种就是矩阵。用矩阵力学可以得到波尔模型的量子力学精确解,因而从另一个角度完美的定义和解释了量子力学。

他走上讲台,微笑着向大家致意。然后转过身,慢慢地拿起一只粉笔。他这个似乎十分习惯而简单的动作却让波尔格出了一身汗。因为,他必须确定,海森堡讲座的内容是否关于核物理。虽然他不是物理学家,但是他受过良好的教育,对数学和语言有相当的造旨。况且,在这之前,他对核物理与核武器做了充分的准备。他实在不希望海森堡讲演核武器,但是他同时知道,自己重任在身。

“我刚刚与泡利博士核对过我们的计算,我们还是无法肯定电子会围绕原子核的轨道旋转。这个图像太落入古典力学的想象,那绝对不是量子行为。但是电子一定是量子粒子。” 海森堡用一种习惯的傲慢告诉听众,算是开场白。

然后,海森堡在黑板上一口气写下他量子力学的矩阵力学描述。写完之后,他向后退了一步,扫视了一遍黑板上的公式,然后拍拍手上的粉笔末,好像是讲完一个童话故事那样满意的笑了。也就是同时,波尔格大大地松了一口气,他明确地知道,这是矩阵力学,不是核物理,也不是原子弹原理。但是,报告还没有完,他还得等待。

这时有人开始提问。

“请问,海森堡先生,如果用矩阵表达,那么一个状态函数应该是一个矢量了,对吗?” 提问者显然是一个学生。

“是的,我们称它为量子态矢量。如果没有态矢量,就无法描述矩阵所表达的运动。由于对应于矩阵A的物理量是随机的,那么对于这种物理量的描述只能是一个统计结果。” 海森堡认真的解释着。

波尔格好像没有听懂这个问题,但是又不知道如何提问。不过他起码可以断定,这个问题与核武器无关。渐渐地,他开始放松了警惕。因为后面的问题实在太多,而且完全是关于矩阵力学的。他基本上放心了。

终于,讲座结束了。就在讲座之后的酒会上,伯尔格举着香槟酒杯来到海森堡面前,向他祝贺讲演的成功。他们甚至像老朋友那样聊起天来。波尔格看着面前微笑的海森堡,心里想:“就在一个小时之前,我很有可能向这位伟大的物理学家开枪呢!但是他全然不知。”

一年之后,盟军占领德国,拘捕了海森堡,并且把他押解英国。英美的科学家后来发现,德国根本没有力量研究核武器,他们仅仅在制造V2火箭。

美军1945年在长崎投下一颗原子弹时,海森堡还被英军软禁。他听到这个消息之后站在窗口,很长时间没有说话。那些参与研制原子弹的主要科学家们大多是海森堡过去的同事和朋友。

不久,海森堡被盟军释放。他回到德国任马普所所长。后来从别人那里听到当年波尔格谋刺他的事情。他回答道:“那是因为矩阵力学非常复杂。我在讲解这个理论的时候需要很多时间,根本没有时间讲别的内容。所以,是矩阵力学救了我。”

海森堡1941年去哥本哈根拜访波尔时讨论了哪些问题,以及他们对战争和核武器的态度至今是科学界和历史界的疑点。他们到底讨论了什么内容,是否与核武器有关。后人无从知晓。海森堡1956在给一个朋友的信中回忆了与波尔的会见。这封信后来被这位朋友发表在一本叫做:“比太阳亮一千倍” 的书里(见附件)。波尔看后十分不安,并立即写了回信,表达他所认为的真实情况。但是这封信始终没有寄出。直到2002年才由波尔的家庭在网上发表。波尔认为,海森堡的回忆与当时的情况有极大的出入。

有些人认为,由于海森堡的努力,使得纳粹德国的核武器计划流产。

有些人指出,海森堡是忠实于德国的。

海森堡于1976年在慕尼黑去世。

伯尔格1972年去世,终身未婚。

*二战中不叫中央情报局,而称为 Office of Strategic Services (OSS)。是CIA的前身。但是为了方便期间,姑且叫中情局。

海森堡1956年在给朋友的信中描述1941年与波尔会见时的情景。

Dear Dr. Jungk:

Many thanks for your letter, asking me to write in a little more detail about my Copenhagen conversations with Bohr during WWII. In my memory which may, of course, deceive me after such a long time, the conversation roughly unfolded the following way. My visit to Copenhagen took place in the fall of 1941; I seem to remember that it was about the end of October. At that time, as a result of our experiments with uranium and heavy water, we in our "Uranium Club" had come to the following conclusion: It will definitely be possible to build a reactor from uranium and heavy water which produces energy. In this reactor (based on a theoretical work by v. Weizs?cker) a decay product of 239-uranium will be produced which just like 235-Uranium is a suitable explosive in atomic bombs. We did not know a process for obtaining of 235-Uranium with the resources available under wartime conditions in Germany, in quantities worth mentioning. Even the production of nuclear explosives from reactors obviously could only be achieved by running huge reactors for years on end. Thus we were quite clear on the fact that the production of atomic bombs would be possible only with enormous technical resources. So we knew that in principle atomic bombs could be built, although we estimated the necessary technical effort to be even rather larger than in the end it turned out to have been. This situation seemed to us to be an especially favorable precondition as it enabled the physicists to influence further developments. For, had the production of atomic bombs been impossible, the problem would not have arisen at all; but had it been easy, then the physicists definitely could not have prevented their production. The actual givens of the situation, however, gave the physicists at that moment in time a decisive amount of influence over the subsequent events, since they had good arguments for their administrations - atomic bombs probably would not come into play in the course of the war, or else that using every conceivable effort it might yet be possible to bring them into play. That both kinds of arguments were factually fully justified was shown by the subsequent development; for, in fact, the Americans could not employ the atomic bomb against Germany any more. In this situation we believed that a talk with Bohr might be of value. This talk then took place on an evening walk in the city district near Ny-Carlsberg. Because I knew that Bohr was under surveillance by German political operatives and that statements Bohr made about me would most likely be reported back to Germany, I tried to keep the conversation at a level of allusions that would not immediately endanger my life. The conversation probably started by me asking somewhat casually whether it were justifiable that physicists were devoting themselves to the Uranium problem right now during times of war, when one had to at least consider the possibility that progress in this field might lead to very grave consequences for war technology. Bohr immediately grasped the meaning of this question as I gathered from his somewhat startled reaction. He answered, as far as I can remember, with a counter-question "Do you really believe one can utilize Uranium fission for the construction of weapons?" I may have replied "I know that this is possible in principle, but a terrific technical effort might be necessary, which one can hope, will not be realized anymore in this war." Bohr was apparently so shocked by this answer that he assumed I was trying to tell him Germany had made great progress towards manufacturing atomic weapons. In my subsequent attempt to correct this false impression I must not have wholly succeeded in winning Bohr's trust, especially because I only dared to speak in very cautious allusions ( which definitely was a mistake on my part) out of fear that later on a particular choice of words could be held against me. I then asked Bohr once more whether, in view of the obvious moral concerns, it might be possible to get all physicists to agree not to attempt work on atomic bombs, since they could only be produced with a huge technical effort anyhow. But Bohr thought it would be hopeless to exert influence on the actions in the individual countries, and that it was, so to speak, the natural course in this world that the physicists were working in their countries on the production of weapons. For an explanation of this answer one has to include the following complication which, although it was not talked about as far as I can remember, but of which I was conscious, and which may also have been on Bohr's mind, consciously or unconsciously. The prospect of producing atomic bombs while at war was at the time immeasurably greater on the American side than on the German, due to the whole prior history. Since 1933 Germany had lost a number of excellent German physicists through emigration, the laboratories at universities were ancient and poor due to neglect by the government, the gifted young people often were pushed into other professions. In the United States, however, many university institutes since 1932 had been given completely new and modern equipment, and been switched over to nuclear physics. Larger and smaller cyclotrons had been started up in various places, many capable physicists had immigrated and the interest in nuclear physics even on the part of the public was very great. Our proposition that the physicists on both sides should not advance the production of atomic bombs, was thus indirectly, if one wants to exaggerate the point, a proposition in favor of Hitler. The instinctive human position "As a decent human being one cannot make atomic weapons" thus coincided with an advantage for Germany. How far this was influencing Bohr, I cannot know of course. Everything I am writing here is in a sense an after the fact analysis of a very complicated psychological situation, where it is unlikely that every point can be accurate. - I myself was very unhappy over this conversation. The talk was then resumed a few weeks or months later by Jensen, but was equally unsuccessful. Even now, as I am writing this conversation down, I have no good feeling, since the wording of the various statements can certainly not be accurate anymore, and it would require all the fine nuances to accurately recount the actual content of the conversation in its psychological shading.

The second question in your letter concerned the alleged plans for my abduction from G?ttingen in the year 1947. This event can in retrospect only be viewed in a humorous vein, of course. It caused a lot of grief for the Britons who had to care for us and guard us, and they even had to relocate us, that is Hahn and me, for a period of some time from G?ttingen. Like clockwork there appeared in the middle of the night in front of my G?ttingen house two masked figures who had been promised a high reward if they were delivering me to an agent. These two men turned out after their capture to have been two Hamburg harbor workers who wanted to come into some good money on the cheap. In fact, however, the man who had engaged the harbor workers was identical to the one who had informed the British of the whole caper; he was a fraud who wanted to line himself up for a good position in the Secret Service. Only a year later the whole sham blew up and it has given us much to laugh about, naturally.

What you write about Weizs?cker, I can agree on. Only, there is a great deal of difference between this "Understanding for National Socialism in its beginnings" and the terminology "Loyalty towards Hitler" that you have used in your book. Why, one could in the first years very clearly combine a certain "Understanding for National Socialism" with the loathing of the person of its leader, Hitler, by, let's say, being desolate that "A genuine, idealistic desire of the German people was abused by a figure as unsavory as Hitler". The overlap "Hitler equals National Socialism", while proven through the subsequent years, was not yet clear to many Germans in the early beginnings.

Should you revise the passage about my conversation with Bohr in your book, I would be obliged, if I could see the text before publication and make corrections, if necessary.

With many warm greetings,

Yours

Werner Heisenberg

海森堡

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