■本報(bào)記者韓天琪
量子熱學(xué)，這一研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)學(xué)分支學(xué)科，與相對(duì)論一起奠定了現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)的基石。假如說牛頓熱學(xué)是宏觀化學(xué)世界的理論基礎(chǔ)，這么量子熱學(xué)毫無疑惑在微觀化學(xué)世界飾演相同的角色。山東大學(xué)科學(xué)技術(shù)史院長厚宇德覺得：“在量子熱學(xué)問世90年后的明天，人們認(rèn)識(shí)到無論從技術(shù)領(lǐng)域的重要應(yīng)用，還是從對(duì)其他學(xué)科、對(duì)人類思想的影響等角度去看量子物理學(xué)理論是誰提出的，都難有其他科學(xué)分支像量子熱學(xué)這樣對(duì)人類社會(huì)有這么巨大的影響和帶動(dòng)。但是對(duì)于這么重要的量子熱學(xué)的創(chuàng)建歷史，卻存在著模糊不清甚至完全錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。”
流行說法：玻爾而非玻恩
“學(xué)術(shù)界及社會(huì)公眾很長一段時(shí)間以來都認(rèn)同這樣一個(gè)觀點(diǎn)，玻爾是構(gòu)建量子熱學(xué)的核心人物，而玻爾的阿姆斯特丹研究所是構(gòu)建量子熱學(xué)的指揮部和大本營。”厚宇德在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者專訪時(shí)表示。
這些認(rèn)知看似并非空穴來風(fēng)。玻爾是20世紀(jì)最重要的數(shù)學(xué)學(xué)家之一，甚至有人將其與愛因斯坦抗衡作為20世紀(jì)對(duì)化學(xué)學(xué)發(fā)展做出最重要貢獻(xiàn)的兩人之一。玻爾在數(shù)學(xué)學(xué)上通過引入量子化條件，提出了玻爾模型來解釋氫原子波譜，提出互補(bǔ)原理和阿姆斯特丹演繹來解釋量子熱學(xué)，他還是哥本哈根學(xué)派的創(chuàng)始人，并于1922年榮膺諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。從1925年至1926年，海森堡、玻恩、約爾丹、薛定諤、狄拉克等人從不同的路徑成功地成立了原子內(nèi)部過程的全新理論量子熱學(xué)。這其中玻恩、海森堡、約爾丹構(gòu)建的矩陣熱學(xué)是第一個(gè)量子熱學(xué)理論體系。其后玻爾提出的“互補(bǔ)原理”曾被覺得奠定了奧斯陸學(xué)聚會(huì)量子熱學(xué)解釋的基礎(chǔ)。“哥本哈根演繹”對(duì)于哲學(xué)界影響巨大。
常年以來，由玻爾領(lǐng)銜的阿姆斯特丹學(xué)派被中國學(xué)界視為20世紀(jì)第一數(shù)學(xué)學(xué)派。好多化學(xué)學(xué)家和化學(xué)學(xué)史學(xué)者都覺得，阿姆斯特丹學(xué)派以其高水平、多成就、大貢獻(xiàn)深受世界矚目，在20世紀(jì)20年代穩(wěn)居化學(xué)學(xué)研究的前沿。赫爾辛基學(xué)派所在的玻爾研究所，會(huì)集了當(dāng)時(shí)世界上最優(yōu)秀的一批化學(xué)學(xué)家。在好多學(xué)派和研究所無法維系、物理學(xué)家生存困難的時(shí)期，玻爾研究所卻因其充足的經(jīng)費(fèi)為化學(xué)學(xué)家們提供了難得的工作環(huán)境，成為當(dāng)時(shí)化學(xué)學(xué)家的國際俱樂部。
有領(lǐng)袖、有理論、有學(xué)派、有“大本營”，玻爾作為量子熱學(xué)的造就者雖然順理成章。但按照厚宇德的研究，這種現(xiàn)有證據(jù)都缺少史籍支撐。
玻爾對(duì)量子熱學(xué)創(chuàng)建的影響
由玻爾成立的赫爾辛基學(xué)派被覺得“孕育”出了量子熱學(xué)。但在厚宇德看來，奧斯陸學(xué)派的性質(zhì)及其在量子熱學(xué)創(chuàng)建過程中發(fā)揮的真正作用值得闡述：“我覺得赫爾辛基學(xué)派的本質(zhì)特點(diǎn)是哲學(xué)觀點(diǎn)相像而不是化學(xué)學(xué)研究綱領(lǐng)相像的團(tuán)體。”據(jù)厚宇德介紹，一個(gè)科學(xué)學(xué)派須要有學(xué)術(shù)界認(rèn)同的核心人物、特色鮮明的學(xué)術(shù)思想、明確的研究綱領(lǐng)、穩(wěn)定的學(xué)術(shù)隊(duì)伍、固定的研究所或?qū)嶒?yàn)室及穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)保證、開拓性的標(biāo)志成果等六個(gè)條件。而所謂的赫爾辛基學(xué)派只符合其中第一個(gè)和第五個(gè)條件。厚宇德告訴記者，在向楊振寧先生討教時(shí)，楊先生曾說他熟悉“哥本哈根演繹”，但其實(shí)未聽過阿姆斯特丹學(xué)派的說法。
據(jù)悉，量子熱學(xué)的重要理論貢獻(xiàn)主要完成于1925~1926年間，而所謂的“哥本哈根學(xué)派”從1927年才開始出現(xiàn)，彼時(shí)新量子熱學(xué)的敘述方式早已基本完成。費(fèi)恩曼指責(zé)過玻爾的貢獻(xiàn)，也有其他化學(xué)學(xué)家覺得玻爾在構(gòu)建量子熱學(xué)方面的作用被低估了。赫爾辛基演繹與互補(bǔ)原理更屬于哲學(xué)認(rèn)識(shí)論范疇的觀點(diǎn)，而鮮有化學(xué)學(xué)層面的實(shí)際意義。本質(zhì)上說，奧斯陸學(xué)派是一個(gè)哲學(xué)學(xué)派。
“玻爾研究所對(duì)于當(dāng)時(shí)的化學(xué)學(xué)界的確十分重要，但我覺得這其中有一個(gè)很大的誘因是通過不斷約請(qǐng)外界知名化學(xué)學(xué)家和嶄露頭角的年青人來研究所講學(xué)或短期工作而匯集了好多優(yōu)秀數(shù)學(xué)學(xué)家，但這個(gè)集體既沒有完善量子熱學(xué)的正確研究綱領(lǐng)、也沒有目標(biāo)明晰的穩(wěn)定的學(xué)術(shù)隊(duì)伍、更沒有標(biāo)志性的開拓成果。”厚宇德覺得將玻爾研究所說成成立量子熱學(xué)的指揮部、大本營不符合史實(shí)。
玻恩：造就量子熱學(xué)的領(lǐng)袖
厚宇德覺得，在量子熱學(xué)構(gòu)建時(shí)期，玻恩與玻爾奉行的是完全不同的研究綱領(lǐng)。按照厚宇德的研究，海森堡晚年對(duì)于玻恩與玻爾在構(gòu)建量子熱學(xué)過程中的方式與思路有過比較說明。海森堡覺得，玻恩更注重物理和方式化的立場(chǎng)，而玻爾則更注重哲學(xué)的立場(chǎng)。對(duì)于玻恩而言，數(shù)學(xué)學(xué)的描述永遠(yuǎn)應(yīng)當(dāng)是物理的描述，所以他的注意力集中于怎樣利用合適的物理去描寫我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室見到的有趣的事實(shí)。明天的化學(xué)學(xué)家清楚，玻恩當(dāng)時(shí)選擇了正確公路。玻恩所領(lǐng)銜的哥廷根數(shù)學(xué)學(xué)派才是有領(lǐng)袖、有穩(wěn)定隊(duì)伍、有理論、有標(biāo)志性成果的構(gòu)建量子熱學(xué)的“大本營”。
“首先，玻恩與弗蘭克是這個(gè)學(xué)派的核心人物。其次，玻恩具有鮮明的學(xué)術(shù)思想：嘗試改建彭加勒不僅行星運(yùn)動(dòng)的微擾理論，使之適宜于應(yīng)用在原子世界；在創(chuàng)建矩陣熱學(xué)之前，玻恩已多年向中學(xué)生宣傳可觀察性原則，并將其明晰抒發(fā)下來；用物理手段改變了玻爾的對(duì)應(yīng)原理，完善了玻恩對(duì)應(yīng)法則。”厚宇德接著說，“第三，在構(gòu)建量子熱學(xué)的過程中，玻恩仍然設(shè)法構(gòu)建一個(gè)物理體系描述已有的化學(xué)現(xiàn)象，而不是像玻爾那樣構(gòu)想從哲學(xué)意義上弄清楚現(xiàn)象背后的思想內(nèi)涵。第四，玻恩、弗蘭克作為院長，與布羅迪、泡利、海森堡、約當(dāng)、奧本海默等等助手或中學(xué)生組成了基本穩(wěn)定的學(xué)術(shù)隊(duì)伍。第五，哥廷根學(xué)院的理論化學(xué)研究所利用于當(dāng)時(shí)日本新政和愛因斯坦的特殊關(guān)照獲得了足夠維持研究之用的經(jīng)濟(jì)資源。”最重要的是，玻恩1924年的《關(guān)于量子熱學(xué)》一文及率領(lǐng)海森堡、約當(dāng)所做矩陣熱學(xué)標(biāo)志性的一系列文章都是量子熱學(xué)構(gòu)建過程中精典開拓性的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。
“科學(xué)史研究的是文獻(xiàn)資料量子物理學(xué)理論是誰提出的，而不像科學(xué)本身那樣研究實(shí)在的客觀現(xiàn)象。文獻(xiàn)常常不充分，甚至有時(shí)存在彼此的絕然沖突；人們的認(rèn)識(shí)也不可防止要遭到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治、傳播，以及科學(xué)家個(gè)人與團(tuán)體特點(diǎn)等等的影響。那些都使歷史研究顯得復(fù)雜上去。但是在研究科學(xué)史的過程中，最重要的還是遵守史學(xué)的研究徑路，要有理有據(jù)，要靠史籍說話。”厚宇德最后提示道。