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一百年前的“最强大脑”,他拒绝拿诺贝尔奖,32岁的时候神秘失踪 精选

已有 23555 次阅读 2016-12-8 18:38 |系统分类:人物纪事



他已经死了

却还活着



有人说,他是现实版的“薛定谔的猫”

“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。




关于他,坊间有着无数的传言

他被间谍抓去开发核弹,他被黑手党绑架了

他逃到了南美的深山老林里,当起了“山顶猿人”,据说那边有个流浪汉,开平方只用心算

当然,也有很多人说,他已经自杀了


说起来,科学家也是人,也有一些想不开奔向死神的

比如气象预报的创始人罗伯特·菲茨罗伊,因为同事说他的预报不准而郁郁寡欢,一气之下就走了

再比如著名的物理学家路德维希·玻尔兹曼,多年的孤军奋战让他苦不堪言,选择了自杀



路德维希·玻尔兹曼


然而,却没有谁像他这样

死了都还玩性大发,给世人留下了一个扑朔迷离、模糊不清的传说


恩里科·费米(1938年诺贝尔物理学奖得主、量子力学创始人之一)说

“科学家分好几种,二流、三流的科学家尽他们最大努力仍行而不远,一流的科学家却总能有推送科学进步的重要发现。他们都是天才,比如伽利略和牛顿,当然,还有马约拉纳。”



埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana)

他一生没有找过女朋友,据说是因为觉得自己丑


埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana),上世纪三十年代的物理学怪才

如果他还在世,应该也可以拿到炸药奖




马约拉纳出生在上世纪初期的意大利西西里岛的卡塔尼亚

在他出生的前一年,1905年,爱因斯坦一口气发表了五篇惊世骇俗的论文

这些论文奠定了狭义相对论的基础,开拓了物理学的新时代


那是个物理学焕发新机、蓬勃发展的时代

泡利、海森堡、费米、狄拉克…这些物理学界的大师级人物都聚集在那个时期



泡利小公举(奥地利理论物理学家)


马约拉纳的父亲是个商人,按理说,他应该接替父亲的事业,下海从商

可他却有个奇怪的物理学家叔叔季里诺·马约拉纳


他的叔叔有着一种奇怪的执着

叔叔总是认为爱因斯坦的相对论就是胡说八道,极力证明着相对论是错误的,可自己的实验结果又永远证明爱因斯坦是正确的



阿尔伯特·爱因斯坦


在叔叔的影响下,马约拉纳一点儿也不喜欢商业,却对自然科学有着很大的兴趣

17岁的时候,他进入了罗马大学学习工程学


可在工程学院的马约拉纳似乎并不开心

他有着出色的计算与分析能力,却天生性格飘忽,根本不适应工程学院的务实



埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana


1928年,在工程学院待不下去了的马约拉纳在好友赛格雷(1959年诺贝尔物理学奖获得者)的建议下转攻物理

在赛格雷的引荐下,马约拉纳进入了由恩里科·费米主持的罗马大学物理研究所


研究所里有一大帮朝气蓬勃的年轻人

当时的研究所位于罗马的Via Panisperna街道上,这群年轻人因此被人们称为“Via Panisperna boys



1934年的“Via Panisperna boys”

从左到右依次为:达戈斯蒂诺、 塞格雷、 阿玛尔迪、 拉赛蒂和费米


研究所本来的研究方向是原子核物理方向

费米接手后逐渐将研究方向改成了近代物理,主攻当时流行的各种理论

而这群物理学家,被当时的人们评价为“继伽利略后意大利最伟大的一群物理学家”


和这群天资卓越的年轻人一起工作,马约拉纳觉得轻松多了

他超级的分析与计算能力无人能及,给了同事们很多的帮助

虽然他总是喜欢“单打独斗”,显得有些孤僻,可他对整个研究所的帮助不可估量




很多时候,一项实验完成以后,同事们将结果拿给马约拉纳

他就能马上对结果进行分析与计算,然后给出理论上的解释


马约拉纳的计算与分析能力能强到什么地步呢

有这样一个坊间传说,费米与他曾有过一场计算能力的PK,费米用纸笔尺,而马约拉纳不借助任何工具,只用心算,结果是平局

费米的计算能力强到什么程度呢?

奥本海默爆炸原子弹的时候,费米站在很远的地方,手里拿着一张纸撕成的碎片,当原子弹的冲击波过来的时候,他把纸片一扔,根据纸片被卷走的高度、速度和距离等计算释放的能量值,冲击波走了,他就算出来了,并且结果与精密仪器测试的结果不相上下



恩里科·费米


然而,马约拉纳却有一个让费米又头疼又无奈的习惯

马约拉纳似乎对于发表研究成果有着天生的消极态度


他的计算与分析结果往往稍加补充与完善就能发表

可他却从不在意,这些分析与结论经常被他写在随手抓来的烟盒背面、餐巾纸上

而在一番高谈阔论之后,他就将这些纸片随手一揉,扔进垃圾桶




最让费米感到痛心疾首的是,马约拉纳怎么都不愿意发表他关于中子的研究

学过物理的人都知道,原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成


可是其实中子是在1932年才在实验中被证实

在马约拉纳做研究的时候,中子还没有被发现



原子结构示意图


然而,早在1929年,马约拉纳就触及到了中子的研究

那一年,物理研究所有一位同事对氮原子核进行了研究


拿到了数据的同事像往常一样将结果拿给了马约拉纳

马约拉纳看了一眼实验结果,脑中灵光一闪,随手拿起了一张纸写了起来




他发现,过去的原子核模型根本就是错误的

原子核里面没有电子,只有一种不带电的,质量和质子相近的粒子


他还给这种不带电的粒子取了个名字——“中性粒子”

而这种“中性粒子”也就是人们现在所说的中子



中子的夸克结构


敏锐的分析能力还告诉马约拉纳,既然原子核里面没有电子,而“中性粒子”又不带电荷并且在同性相斥的排斥作用下原子核没有散架,那么,原子核里面一定存在一种比电磁力更加强大的作用力

事实上,马约拉纳的想法是对的,这种互相作用力,也是如今人们口中的强互相作用力,强核力




马约拉纳的这一番见解如果整理以后发表出来,必然会震惊整个科学界

可无论费米怎么说,马约拉纳都只是拒绝将自己的成果发表出来

费米对这个偏执的天才同事无可奈何


几年后,查理威克(因发现中子而获得1935年诺贝尔物理学奖)也从实验中发现了相同的现象,并且发表了自己的成果

这时候,费米仍然希望马约拉纳能将自己的成果发表出来


可马约拉纳却只是淡淡地说了一句话,“现在有人已经把该做的都做了”

或许在马约拉纳的眼里,这个理论既然已经搞清楚了,就可以扔进垃圾桶,开始新的研究了



詹姆斯·查德威克


那一次的事件并没有让马约拉纳幡然悔悟,却让他愈发地变本加厉

马约拉纳一生中只发表过9篇论文,其中8篇是用意大利语写的,1篇是用德语写的


1957年,李政道与杨振宁由于研究宇称不守恒而拿到了当年的诺贝尔物理学奖

可是,早在20世纪30年代初期,马约拉纳就研究过宇称不守恒的问题

宇称不守恒:γ和θ是完全相同的同一种粒子(后来被称为k介子),但在若相互作用的环境中,它们的运动规律却不一定完全相同,通俗地说,这两个相同的粒子如果互相照镜子的话,它们的衰变方式在镜子里和镜子外是不一样的。



李政道(左)与杨振宁(右)


马约拉纳和爱因斯坦一样,希望建立起一个大一统理论,能统一所有的物理学重要理论

而对宇称不守恒的中微子(所有的中微子均为左旋,右旋的中微子并不存在)的研究,只不过是他在研究大一统理论的一个附录


可惜的是,虽然马约拉纳是个天才,却仍然无法解决这个物理学的千古难题

他始终都没有能提出一个大一统理论

于是,他将自己关于大一统理论的研究锁进了抽屉,其中,也有关于中微子的研究




1933年初,马约拉纳离开意大利到德国学习

他到了莱比锡,与海森堡合作研究原子核的理论

他去到哥本哈根,与玻尔一起工作,学习原子模型



原子绕电子运动


同年的秋天,他回到了罗马

在德国的时候,马约拉纳不慎患上了胃炎,健康堪忧

他必须要严格控制饮食,不能随意吃东西


这让他的性格变得十分暴躁冷酷,他辞去了在罗马大学物理研究所的职位,回到了家里

他似乎变成了一个隐士,与朋友不相往来,也不发表文章




接下来的4年时间,他都躲在家里自己进行研究

在这期间,他除了对原子物理进行研究,也写了很多其他范畴的文章,比如地球物理学、电机工程、数学、相对论等

然而,他的研究记录与文章却一直都没有进行过发表




1937年,意大利那不勒斯大学有个教授职位要招聘

让所有人都没想到的是,沉寂多年的马约拉纳却突然决定“出山”,要应聘这个职位


这个岗位的应聘条件中要求必须提交一篇论文

于是,马约拉纳随手从抽屉里拿出了一篇关于中微子的研究论文

人们这才知道,原来他已经构建了一个十分完善的中微子理论




马约拉纳顺利来到了那不勒斯大学当教授

在那里,他提出了著名的马约拉纳方程,也就是现在和中微子相关的描述马约拉纳费米子的方程

马约拉纳方程是相对论性的波动方程。它与狄拉克方程相似,但式子中包含了粒子的共轭。



在费曼的表示法下的马约拉纳方程


找了安稳的工作,发表了论文,似乎这位才华横溢的物理学家要开始好好搞研究了

可是,出乎所有人意料的是,就在他成为那不勒斯大学教授几个月以后,他就神秘地失踪了


1938年,马约拉纳买了一张去巴勒莫的船票,有人说他是去旅行,有人说他是去探望当年鼓励他攻读物理的好友赛格雷

然而,这些猜测都已经没有了意义,因为,就在这短短两天的航程中,马约拉纳已经消失了




他给自己的好友写过类似遗书的信件,却又很快改口说到“大海不接受他”

他在得知自己好友不在巴勒莫后,买了回那不勒斯的船票,同舱的人下船前还看到他躺在床上睡觉,可他,从此以后再没有出现过

他在失踪之前从银行户口中支取了所有的金钱,然后就没人再见过他



马约拉纳写给好友的“遗书”


1938年3月27日那一天之后,马约拉纳仿佛人间一般

有人说曾在委内瑞拉的首都加拉加斯见过化名为“Bini”的马约拉纳

有人说马约拉纳偷偷去了南美洲,在智利的小酒馆里用餐巾纸演算数学问题




然而,这些传闻没有一个可以得到证实,或许,都只是媒体的炒作

时至今日,意大利人也没有忘记他,他的名字多次出现在科幻小说或者电影里

这位32岁就失踪的物理学家,可能真的被外星人接走了吧


但更有可能,马约拉纳只是一个在核时代迷失了自己的青年

他曾经说过,“我喜欢伽利略,因为他知道什么是害怕,人们只会看见他们想看见的东西

还说过“物理学已经误入歧途,我们都已经误入歧途




这个预见了中子却不愿意发表的天才或许一直对自己的发现惴惴不安

或许对核物理与核武器有着强烈的恐惧

或许在他的梦里,原子弹爆炸后的惨像不止一次让他惊醒




我醒来了,但却发现整个世界仍在沉睡



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