泡利小传

泡利小传十九世纪最后的三十年到二十世纪最初的几年里，不知是什么诱发了许多母亲的基因变化，在这个世界突然之间生下了许多的天才，令人目不暇给。

就像雨后草地里的小蘑菇，蹭蹭往外窜，借用《秋菊打官司》里村长骂老婆总生闺女时的粗话讲就是：一撇腿一个，一撇腿又一个，再一撇腿---还俩！那后来在科学史上被称作激动人心的年代。

在那个年代里，我们对自然的认识，我们的世界观都发生了巨大的变化。

这段时期，第二流的科学家做着第一流的工作，无数新的发现和新的研究课题让许多年轻的天才们崭露头角，如天空中的繁星。

在这灿烂的星光里，奥地利伟大的物理学家沃尔夫岗·泡利无疑是其中最亮的一颗(注意：不是后来获得诺贝尔和平奖的量子化学家泡令(Pauling))。

泡利(Wolfgang Pauli)1900年4月25生于维也纳一个知识分子家庭。

他从小就表现了出色的数学才能，高中阶段即接触了当时刚刚发表的爱因斯坦的相对论。

中学毕业以后，泡利进入慕尼黑大学，师从著名的大数学家和物理学家索末菲教授(A. Sommerfield)，当时的同学还有后来以“测不准原理”闻名于世的海森堡(W. Heisenburg)。

上学期间，课堂上索末菲给他讲授统计物理，课下泡利给老师讲相对论原理。

当时有个出版社想出版一套百科全书，其中相对论一条委托索末菲来撰写。

索末菲把这个任务下达给了泡利，泡利很快写成了二百页的文章交了上去。

当时他才十九岁，而广义相对论也才发表仅仅三年时间。

广义相对论是以理论晦涩难懂且对数学程度要求高著称，当时有个著名的玩笑，说世界上只有三个半人懂得广义相对论。

而泡利的这篇文章不仅总结了当时已有的成果，并且出了自己的解释和看法，是关于相对论的经典著作。

这个条目后来出了单行本《相对论原理》，并有中译本，在国内各个图书馆都可以借阅到。

即使从现在的观点来看也毫不过时，泡利当时对相对论的各种结论及预测在八十年后也基本是正确的，而他所提出的问题也至今依然没有解决。

人们认为他这么年轻却有如此独到的见解，所以震惊了整个物理学界，从此他一举成名。

得到博士学位以后，1921年，泡利和海森堡两人来到了哥廷根，在著名的哥廷根学派领袖人物玻恩(M. Born)手下工作的一年，玻恩在后来的自传中对这两个年轻人评价极高。

在这里插一句嘴，在玻恩的自传《我的一生和我的观点》中谈到他的学生们时说，他认为来自于中国的黄昆是最聪明的。

黄昆解放初回国，是国内固体物理学权威，他编写的教材《固体物理学》是理科物理最好的教科书，后来当了中科院好像是半导体所的所长。

但我们也知道，他后来在物理学上的成就应该是哥廷根学派里比较低的。

实在令人深思。

接下来的一年，泡利又来到了作为当时物理学中心的哥本哈根的波尔研究所做短期访问，与伟大的波尔(N. Bohr)一起工作，获易非浅。

于是在1924年，提出了作为量子力学基本假设之一的“泡利不相容原理”，并以此项工作获得1945年的诺贝尔物理学奖。

1935年，泡利前往美国，在聚集了当时最出色的科学家的著名的普林斯顿高级研究院工作了一年。

接着去了密执安大学任教十年，二战结束后，回到苏黎世大学任教一直到1958年去世。

泡利是那种标准的天才式的物理学家，其研究范围涉及了物理学的几乎所有方面。

他为人傲慢，言辞犀利刻薄，问题刁钻，且对任何权威都能直言不讳不留情面。

这一点从他的两个绰号“上帝的鞭子”和“科学家的良知”中也可以看出。

泡利还在上学期间，一次国际会议上见到了爱因斯坦，爱因斯坦演讲演完后，泡利站起来说：“我觉得爱因斯坦不完全是愚蠢的。

”此话被传为名言。

在哥本哈根做访问学者期间，他是唯一敢于打断波尔讲话的人，并且对波尔的错误毫不隐瞒地指出来。

泡利对他的学生很不客气，有一次一位学生写了论文请泡利看，过两天学生问泡利的意见，泡利把论文还给他说：“连错误都够不上。

”但这并不意味着泡利对别人不够尊重，他只是更尊重崇高的物理规律和自然法则。

忘记是谁说过，爱因斯坦是唯一可以让泡利脸上流露恭敬之色的人。

这里需要说明的一点是，通过高中化学的学习，很多人都了解了泡利不相容原理。

而在本科阶段学习时，泡利不相容原理是在量子力学课程中出现的，此时对这个原理的理解往往变的很简单，也很容易被接受，不过是一个矩阵方程的解，甚至会认为是可以推导的。

而实际上，泡利不相容原理的提出发生在量子力学的产生之前。

是他从浩如烟海的原子光谱数据中总结出来的假说，不能通过推导的形式得到，其工作量和洞察力难以想像。

生前一直担任台湾中央研究院院长的物理学家吴大猷在他的自传《回忆》中曾希望，在学校的教学中，最好按照科学发展的本来顺序进行讲解。

因为只有这样，学生才可以真正理解科学概念的本质，掌握科学研究的方法，以及其中巨大的困难。

泡利酷爱跳舞，爱泡夜总会。

他宁愿放弃了几乎聚集了全世界所有第一流物理学家的第二届索尔末会议，而去参加一个跳舞比赛，仅仅把那篇论文寄去了事。

泡利对物理学几乎所有的领域都有着很深的研究，因此有着极出色的洞察力和直感。

最奇怪的是他还几乎从不出错，他的威望之高以至于当时物理学所有新的成果如果没有得到泡利的首肯，大家心里就没底儿。

在原子物理中反常塞曼效应刚刚被发现时，对其的理论解释遇到很大的困难。

那阵儿有人常常看见泡利独自忧心忡忡地徘徊于巴黎的街头，就上前奇怪地问泡利为什么这样的愁眉苦脸？泡利很不客气地回答说：当一个人考虑着反常塞曼效应的时候，你怎么还能指望他面露喜色？于是大家就知道，反常塞曼效应是个大难题，把“伟大的泡利”也难住了。

1925年，当时正在攻读博士学位的荷兰物理学家乌伦贝克(G. Uhlenbeck) 和他的老师高德思密斯(W. Goudsmit)发现并提出了电子存在内禀自旋，这是个极大胆和革命性的假设。

他们在把由此写成的论文寄给杂志社的同时，还专门寄给泡利一份。

泡利回信说他们的结论是错误的，当时这两个荷兰人如心浇凉水。

乌伦贝克提出赶紧把论文从杂志社要回来，以免丢人，高德思密斯强作欢颜地说：“反正已经寄出了，再要回来多不好。

好在你还年轻，没什么名气，犯点儿错误也没什么大不了的。

”但紧跟着，泡利又来信说他们是正确的，是自己说错了。

这也许是泡利唯一犯的一次错误，虽然只有短短的几天，而且自己纠正了。

说起来啊，当时泡利才二十五岁，仅仅比乌伦贝克大八个月，却已经在物理学界有了这样的威望。

近代物理学上唯一一个美国本土的可以让美国自豪的理论物理学家费因曼(R. Feynman)被称作最聪明的美国人，他在自传《爱开玩笑的物理学家》中曾经以泡利为例谈到聪明人和天才的区别。

费因曼刚开始工作时，师从后来担任过美国哲学学会会长的惠勒教授(J. Wheeler)，两人从事一个关于量子电动力学里的推迟势问题。

做了几个月以后，觉得差不多可以交账。

恰好这时有个国际会议，两人就商定把这个工作拿上去宣读，并且分配费因曼讲上半部分，惠勒讲下半部分。

等到会议进行中间大家休息吃茶点时，泡利走过来和费因曼打了个招呼，费因曼那么大咧咧的人也紧张够呛。

泡利就问费因曼最近在做什么工作，会议准备讲什么报告。

费因曼据实回答了他和惠勒要讲的课题以及怎么分配要宣讲的内容。

泡利思索了片刻，神秘一笑，冲费因曼耳朵小声说了句：“你放心，惠勒教授不会做他那部分报告的。

”果然，惠勒最终也没有做那个部分报告，因为那是错的。

当然，我们也不说泡利没什么弱点。

在物理学界有个名词叫作“泡利效应”。

这不是什么物理现象，是指那种对理论精深，对实验一窍不通家伙的所做所为。

泡利的手脚笨拙很有名，有一次他在一个车站停半小时，就想顺便参观下附近的一个物理实验室。

实验室领导迫于他的声望，阻止不及，只好任他在实验室里捣鼓。

果然，等他半小时后回到车厢，那实验室已经是硝烟滚滚了。

另外，泡利讲课也不是一位好老师。

他给学生上课时，常常讲着讲着就忘了自己是在上课，自顾自地在课堂上推导起公式来，把学生扔在一边。

而且他的板书也很糟，从一个角斜到另一个角，字越写越小，底下学生糊里糊涂的。

但他讲课时这种投入的精神也恰恰能培养出特别出色的学生。

泡利由于过去曾翻译过一本德文谈《易经》的书，并因此和吴健雄认识。

他对吴健雄评价很高，并且后来也一直和吴健雄有着很亲近的情谊，在我所见到过的泡利的照片中，他和吴健雄合影的那张最精神，吴健雄也神采奕奕。

有机会可以扫上网看看。

现代物理学中有一个很神秘的无量纲常数，叫作精细结构常数，大小等于1/137。

很多年来，物理学家们想对这个常数进行解释，至今未果。

泡利为此也曾花了大量的精力，可惜天妒其才，58岁就早早去世了。

而他在苏黎世红十字医院去世时房间的号码正是137号。

冥冥之中，不知道有什么在主宰着我们的喜怒哀乐……苏联天才的物理学家朗道(L. Landau)曾经把科学家们的智力用二分制来表示，他认为爱因斯坦的智力是2，其他人都是1，而他自己则是1.5。

没有人嘲笑过朗道的自信，因为他配这个1.5。

然而，总感到他忘了泡利，其实泡利又怎么会被忘记呢？不大的一个奥地利，因为有了孟德尔、泡利、薛定谔和弗罗依德等人，应该无愧于人类科学的进步了吧，我想。

===========================附注：“上帝的鞭子”这个词本来是有贬义的。

他是中世纪嗜杀成性的匈奴人阿提拉死后约五百年得到的一个流传最广的绰号(忘了在哪节“读史小记”里说过这个人)。

最早出现在10世纪摩德那主教用拉丁文写的匈奴侵欧史中。

但后来用在泡利身上，更多的是指他在科学上那种严谨尖锐、不留情面的科学批判态度。

我喜欢这种态度;)。