尼尔斯·玻尔

“  人们普遍认为，哥本哈根大学理论物理研究所（1965年，更名为尼尔斯·玻尔研究所）在两次世界大战之间是理论物理学家的圣地。在玻尔的指导下，研究所是20世纪20年代中期量子力学的形成发展到顶峰和彻底变革物理学的集聚地。在后来的岁月里，玻尔与他的合作者一起发展出了新物理学的“哥本哈根解释”，即，绝大多数物理学家所接受的一种立场。

——芬·奥瑟鲁德

物理学家通常用所谓的“哥本哈根精神”来描述他们在两次世界大战之间在玻尔研究所的生活情节。

在出版物中，海森堡（Werner Heisenberg）第一次使用了这个术语，更确切地说是德语 der Kopenhagener Geist。1930年，海森堡在他的关于量子理论的教科书中，提到了“量子理论的哥本哈根精神”，意指有关物理学概念问题的一条特殊进路，这本教科书是基于海森堡1929年春天在芝加哥大学的一系列讲座编写成的。此后，这个术语用来指工作氛围和风格，而不是指特殊理念。我在这里将考虑后一种含义。

总的来说，哥本哈根精神意指研究问题的一条普遍进路和人们追求自己研究的自由。

20世纪30年代在玻尔研究所工作过几年的一位奥地利物理学家维克托·威斯科普夫（Victor Weisskopf）指出，玻尔的特殊能力是提出各种独立思想，而不是委派具体工作。威斯科普夫的意思是说，在这方面，欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）是唯一能与玻尔相媲美的人，卢瑟福是玻尔在哥本哈根大学获得博士学位之后赴曼彻斯特工作时的老师。来自波兰的斯特凡·罗森塔耳从1938年到玻尔研究所一直工作到二战结束前夕，他把致使人们追求自己独立研究的这种自由看成是任何物理学研究获得成功的动力需求。对于罗森塔耳来说，物理学研究是无法被引导的，而是由环境培育的。

根据曾在玻尔研究所工作过的物理学家的观点，这种学术独立性的培养包括鼓励在工作与玩儿时营造一种不拘礼节的学术氛围和社会氛围。

20世纪30年代曾在研究所工作过几年的德国实验物理学家奥托·罗伯特·弗里西（Otto Robert Frisch）讲述了他刚到研究所不久所经历的这样一件茫然之事：他去参加一个讨论会，在这个讨论会上，他发现，玻尔与俄国物理学家列夫·达维多维奇·朗道（Lev Davidovich Landau）正在热烈讨论问题。朗道平躺在桌子上，而玻尔似乎并不在意这种不寻常的姿势。弗里西发现，这种非传统的行为完全不同于他在汉堡和伦敦时的经历。针对朗道的事件，弗里西后来写道，“我花了一段时间才习惯了哥本哈根理论物理研究所的这些不拘礼节的行为，在那里，完全是根据一个人的清晰而直接的思考能力对他作出判断。”许多人把研究所里十分轻松随便的氛围追述为是哥本哈根精神的核心要素。

这种轻松随便的氛围超出了物理学讨论的范围。例如，几位物理学家提起，玻尔喜欢美国西部电影，他们经常同他一起观看。下面的这个故事，至少有两位访问者喜欢：玻尔在同几位访问物理学家看完西部影片之后，提出了一套理论来说明，为什么在由罪犯发起的枪战中总是英雄获胜的原因所在。玻尔的推理是，根据自由意志作出的决定总是会比无意识地作出的决定更费时；因此，企图疯狂杀人的罪犯的行动不如自发反击的英雄的行动敏捷。为了以科学的方式检验玻尔的理论，这群人买了两支玩具枪。扮演罪犯角色的俄罗斯的乔治·伽莫夫（George Gamow）对抗扮演英雄角色的玻尔，结果，充分检验和证实了这一理论。

从左往右：约尔丹、泡利、海森伯、玻尔等人在研究所全神贯注地听报告，约1930年

然而，玻尔并不赞成所有的年轻科学家们的恶作剧。例如，丹麦物理学家克里斯坦·莫勒（Christian M?ller）曾说过，玻尔不反对在研究所的图书室里打乒乓球；他反对伽莫夫执意用书做球拍。同样，弗里西回想起享德·里克·卡西米尔（Hendrik Brugt Casimir）穿着衣服横渡哥本哈根湖的行为，认为这样的行为同玻尔的个性及其研究所的管理不一致。深感抱歉地说，弗里西的意思是应该把物理学家的这种幼稚行为解释成是他们作为人的特质：“科学家不得不像孩子那样有好奇心；也许，人们能够理解，他身上还有其他的幼稚特征。”弗里西似乎意指，玻尔与年轻物理学家相处的特殊能力并不是他纵容这些幼稚行为。更确切地说，玻尔意识到，当这种行为是对物理学家的好问精神的一种必要表达时，他很明智地不会加以阻止。在所有这些记述中，玻尔就像一位慈父，满怀喜悦地遥望着他的孩子们，当他的年轻同事们玩儿的太出格时，他才会客气地告诉他们，他不赞成这么做。

玻尔作为父亲般的形象，在他与他的年轻同事如何进行学术交流的许多记述中，得到更充分的表达。对于许多物理学家来说，这是哥本哈根精神最有价值的方面。

在哥本哈根交流科学（或非科学）理念的最普遍和最有效的语境不是正式的讲座和讨论会。遇到玻尔，最记忆犹新的事情是私人讨论，这些讨论发生在研究所、玻尔的避暑别墅里或沿丹麦海岸坐船旅行期间。

在这些经历中，特别令人喜欢的记忆是在玻尔家中的非正式聚会，尤其是当玻尔在1932年从研究所的住处搬到嘉士伯（Carlsberg）公馆之后进行的非正式聚会。这所19世纪的房子被其主人嘉士伯啤酒厂的董事长雅可布·克里斯坦·雅可布逊（Jacob Christian Jacobsen）在他1914年去世时遗赠给了“由于那些在科学、文学、艺术或其他方面的活动而被社会敬仰的人来居住”。事实上，弗里西只是凭着古希腊的印象唤起了他在嘉士伯的经历。弗里西写到：

“  我在这里感到的是，苏格拉底又回来了，把每一次论证都推向更高的层次，激发了我们自己都不知道的（和固然没有的）智慧……而且，当我穿过弥漫着紫丁香或小雨的哥本哈根街道骑车回家时，我感觉陶醉在令人兴奋的柏拉图式的对话中。”

在充满青春活力印象的类似陈述中，玻尔在20世纪30年代的亲密合作者比利时的列昂·罗森费尔德（Leon Rosenfeld）写道：

“  ……当（年轻物理学家）加入到围绕在这位和蔼可亲的大师身边的这群追随者中时，他真的感到自己融入了精神家园，紧密团结在尼尔斯·玻尔的父亲般的呵护下。

由玻尔联想到苏格拉底和耶稣意味着，对玻尔的极其尊敬和强调了玻尔周围的这群年轻物理学家之间的亲密性。

玛格丽特和玻尔在嘉士伯公馆外

玻尔的特殊交流方式，被他的合作者视为有益于开创科学工作，这不只是玻尔吸引和激励学生的部分策略，而且反映了玻尔个性的基本特点。

玻尔由于讲话声音很低，经常被描述为是一位不完美的演讲家，这时，他发现，以发表独白的方式，很难表达他的物理学推理。根据他的许多同事的观点，玻尔为了解决他在物理学或其他方面的学术问题，总是需要一位共鸣者。罗森费尔德从1931年到1940年在研究所工作期间，有能力充当了这一角色。在此之前，荷兰人亨德里克·安东尼·克喇末（Hendrik Anthony Kramers）、瑞典人奥斯卡·克莱茵（Oskar Klein）、德国人沃纳·海森堡和奥地利人沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli）同样都担任过玻尔的“助理”。从1936年秋天到1937年初，罗森费尔德不在时，魏斯科普夫从事这项工作，当罗森费尔德在1940年2月离开之后，斯特芬·罗森塔耳（Stefan Rozental）延续了这一惯例。

罗森费尔德、魏斯科普夫、罗森塔耳都说过，玻尔派给他们的主要任务是帮助他准备即发表的手稿。就这项工作而言，他们实际上不得不随叫随到。除了时间长而无规律之外，这项工作实质上非常辛苦;记录玻尔的思想是这项工作的起码要求。玻尔总是指望助理对他的建议作出有意义的回应，随时注意玻尔的想法。因为玻尔的工作能力很强，即使对于他的很年轻的助理来说，这也不是一项小任务。助理从来不指望玻尔第二天早晨对前一天完成的手稿感到满意，这就增加了工作压力。经过了“带着问题入睡”——玻尔最喜欢的一种表达——之后，玻尔可能会要求从另一个完全不同的角度非难正在研究的主题。玻尔甚至在考虑发表一篇文章之前，通常会对草稿进行多次修改。物理学文章如此，更流行的文章或哲学类文章也如此。

许多物理学家回忆说，这种不愿发表与其说反应了玻尔在阐述精湛思路时的完美主义，不如说反应了他相信书面语的形式与内容之间的完全统一。每一种新的阐述都不只是改进陈述，而是延续思维过程本身。在仔细审查每一句话时，玻尔都和他的助理展开坦诚的学术交流。与玻尔密切合作需要完全诚实与坦率。因此而暴露出的弱点（如果有的话）很少会引发猜疑和妨碍关系，这见证了玻尔和他的助理之间的这种关系的力量。

以更直接的物理学方式与玻尔合作可能是痛苦的。哥本哈根圈子里的许多奇闻异事之一讲述的是，罗森费尔德的妻子如何为其丈夫能获得博士学位证书，奉劝他限制工作时间的故事。这件事情在研究所里产生了许多饶有风趣的议论，它表明，为玻尔工作可能很容易与越来越传统地理解的家庭关系形成竞争。的确，玻尔的许多合作者都说过，玻尔在物理学研究中精力充沛，即使他们比玻尔更年轻，通常也会发现难以跟得上玻尔的步伐。玻尔的精力持续地贯穿于他的工作热情中，似乎他能够永无止境地讨论最迫切的物理学问题。

结果，担任玻尔助理的这种压力，使他们难以从事独立的科学工作，他们乐意承认这一事实。然而，甚至没有人会因为玻尔要求太多而责怪他。相反，应邀担任玻尔的助理工作，被认为是极大的荣幸，并且，这项工作事后被认为是最重要的人生经历之一。虽然研究的问题通常由玻尔来决定，但玻尔的助理们从未有强迫感。相反，他们把自己看成是参与老师的思维过程，甚至有时还有所贡献。他们完全接受卷入这些琐事，这再一次表明了玻尔与他的年轻合作们之间更亲密的关系。

像大多数家庭那样，孩子对父亲的让步是有限的，不管对他多么尊敬。有时，人们对失去自立的恐惧可能会胜过与玻尔一起工作的快乐。在一次采访中，威斯科普夫就表示怀疑这份工作总是“完全积极的经历”。他半开玩笑地用了“牺牲品”乃至“奴隶”这样的术语来代替更令人欣慰的“助理”一词，并且意指，长期与玻尔工作可能带来的后果是，泯灭了被认为是独立思想家的年轻物理学家。

在20世纪20年代和30年代的研究所里，除了特别积极的经历之外，我只能找到两个例外。

第一个例外，也是最著名的例外，是美国物理学家约翰·克拉克·斯莱特（John Clarke Slater）的回忆，斯莱特于1923年10月到达哥本哈根根据自己的想法从事光的波粒二象性的研究工作。他在这一年初获得哈佛大学的博士学位。他在来到哥本哈根之前，曾在剑桥大学度过了秋季学期。

斯莱特访问的成果是与玻尔及其助理克喇末合写的一篇著名论文。这篇文章中包括的对微观过程的能量守恒概念的反驳，很快由于违反实验证据，而被放弃。此外，在文章发表时，玻尔还是不接受作为粒子或光子的光的概念。换言之，这篇玻尔—克喇末—斯莱特合作的文章很快成为物理学历史上的一个时代性错误。

根据斯莱特自己的回忆，他从来不同意放弃能量守恒概念。事实上，他回忆说，当玻尔和克喇末接受了他的一个想法之后，他们俩坐下来开始写论文，没有让他参与写作过程。他们只是在论文完成之后才邀请他署名。关于玻尔和他的弟子之间的关系，斯莱特指出：

“  [克喇末]尽量像一位聪明的爸爸，告诉小男孩，他必须知道如何处理与这位伟人的关系或如何对待这位伟人的行为举止。啊，这完全是伟人和（在角落里的）小男孩的情形。我不习惯这样，在哈佛大学，从来没有人这么做。

斯莱特把他在哥本哈根的日子形容为是“可怕的”。他甚至讲过，有时文章投稿之后，理解他的女房东提出，让他躲避到她的避暑别墅里。他在丹麦剩下的时间，就是在那里度过的，即，自己独立工作，在停留的这段时间里，他再没有与玻尔见面。

从左往右：米顿·S.皮勒塞特、玻尔、菲力兹·卡尔喀、爱德华·泰勒和奥托·罗伯特·弗里斯在研究所讨论事情，约1934年（照片由约翰惠勒提供）

在研究所里，另一个消极经历是著名的美国分子化学家和两次诺贝尔奖获得者莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）的回忆。鲍林最初的职业是一名物理学家，1927年春天，他以此身份在研究所访问了一个月。鲍林讲过，在他访问期间，玻尔对他的工作毫无兴趣，并且，他可以记得在研究所里根本没有讨论会。相比之下，他发现阿诺德·索末菲（Arnold Sommerfeld）是一位杰出的老师，总是对他的学生的工作作出回应，鲍林在到达哥本哈根之前，曾在慕尼黑与索末菲一起度过一年时光。正如鲍林所提出的那样，一个月的时间太短了，不能对哥本哈根的环境下定论。的确，鲍林和斯莱特没有使他们融入玻尔周围的群体，这恰好见证了那里的群体本来具有的密切关系。例如，威斯科普夫承认哥本哈根物理学家的这种精英主义。他也记得某种反美情绪，他坚持认为，这不能追溯到玻尔。

至于斯莱特和鲍林回忆的这两种奇特的例外情况，物理学家们在他们对研究所的评价中也非常赞同。在我与两次世界大战之间和玻尔与研究所相关人员的通信和对他们的采访中，大多数人都像那些文献中描述的那样热情地叙述他们的经历。

物理学家们完全不受教学或行政外部压力的限制，能够把他们的全部时间和精力投入物理学研究。在这种努力尝试中，玻尔，这位学术的激励者和核心，起到了引导者和凝聚点的作用。

在理论物理研究所黑板前的热烈讨论，约1930年。从左往右：玻尔、泡利、诺德海姆等人（照片来自AIP Niels Bohr Library: Landé Collection）

本文由刘四旦摘编自[挪威]芬·奥瑟鲁德著，成素梅、赵峰芳译《科学的转型：尼尔斯·玻尔、慈善事业和核物理学的兴起 》一书“序言”部分。有删节，原文标题“哥本哈根精神”。

ISBN号： 978-7-03-046175-9  

在两次世界大战之间是有组织的私人慈善事业资助基础科学的全盛时期。《科学的转型：尼尔斯·玻尔、慈善事业和核物理学的兴起 》以玻尔研究所从量子力学研究转向核物理学研究为线索，以时任所长E皮尔的科研工作与决策工作为中心，以相关人员的回忆、玻尔的科学通信、未发表的文献以及大量珍贵的馆藏资料等为基础，把理论物理学的发展置于一个更大的历史语境中，揭示了玻尔研究所从创立到第二次世界大战德国占领丹麦后停止研究这段时期所经历的科研发展与基金来源之间的复杂关系，特别是，美国的洛克菲勒基金会的科研资助政策的变化对玻尔研究所的转型发展所起的关键作用，阐述了生物学研究计划在玻尔研究所的转型发展过程中所产生的积极影响。论证了玻尔作为研究所的决研究的一门多重交叉的新型学策者和筹资者为研究所的发展付出的鲜为人知的努力。这种研究对于理解基础科学及其经济资助渠道之间的复杂关系至关重要。

用您的手指点亮科学!

欢迎转发分享朋友圈，

您的鼓励是我们前进的动力！

点击文中书名、作者、封面可购买本书。