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保羅·埃倫費斯特:被遺忘的化學學家和無與倫比的導師

更新時間:2023-10-15 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

不過最終,這可能并不重要。玻爾茲曼在埃倫費斯特獲得博士學位僅三年后就自盡了。雖然在一個人的自殘風波中發覺任何積極的東西其實是不恰當的,但回顧舊事,玻爾茲曼的離世很顯著為埃倫費斯特創造了一個機會,一個以未履行義務的方式出現的機會。在他逝世前不久,玻爾茲曼同意為久負盛名的《數學科學百科全書》(,以下便捷起見簡稱《百科全書》)撰寫一篇關于(熱力學)第二定理的統計學基礎的文章。當那篇尚待完成的文章忽然喪失了原定作者后,《百科全書》的編輯克萊因(FelixKlein)須要一個代替者,這使得他求救于埃倫費斯特。克萊因曾在一次物理研討會上見過埃倫費斯特,剛才獲得博士學位的前者在會上就第二定理這個眾所周知的棘手問題進行了異常清晰的闡釋。在那次講演中,埃倫費斯特介紹了一個簡單的模型,闡述了玻爾茲曼工作中許多更有爭議的方面。該模型不依賴過分復雜的物理估算,而僅靠一個思想實驗——隨機選擇球在兩個罐子間來回聯通;或在一個更顯詼諧的版本里,虱子在兩只狗頭上跳來跳去,俗名狗—跳蚤模型(dog-fleamodel)。無論是罐子里的球還是狗頭上的虱子,都說明了粒子怎樣在空間短發布,以及這些分布是怎樣隨時間演進。該模型彰顯了埃倫費斯特方式的特性,闡明了他作為一名科學家的根本天賦。他是他那一代最重要的老師。Utf物理好資源網(原物理ok網)

物理研討會促使了《百科全書》的文章。《百科全書》的文章促使了埃倫菲斯特的院長職位[1]。院長職位又促使了這些友誼和合作中國現代物理學家,使他廣為人知。但是,真正的偉大意味著一種遺產,一種歷史的須要。埃倫費斯特真的是那個水準的科學家嗎?一個班主任要有何種天資才會被公覺得偉大?Utf物理好資源網(原物理ok網)

想想索末菲()的評價吧——他培養出了諾貝爾獎得主海森堡()和泡利(Pauli)——“他授課像個大師(),”索末菲在為埃倫費斯特申請萊頓教職的推薦信中寫道。“我從來沒有聽過一個人講得如此有魅力,那么有才氣……他曉得怎樣把最困難的事情具體化,并直觀地抒發清楚。物理論證被他轉化成便于理解的圖象。”Utf物理好資源網(原物理ok網)

埃倫費斯特在課堂外的方式也值得注意,尤其是他在培養研究生時所表現出的強韌。烏倫貝克(),作為埃倫費斯特以前的中學生,這樣描述他在萊頓的教育經歷:“他基本上總是只和一個中學生一起工作,但是一周中每天下午都是這么。他和中學生討論的要么是他正在研究的問題,要么是他想詳盡了解的文獻當中的近來的論文。討論進行得很快。”烏倫貝克補充說,“到中午結束時,學生累得要死。奇怪的是,過了一段時間,倦意就消失了,一年以后,雙方幾乎平等地工作。”Utf物理好資源網(原物理ok網)

當20世紀的杰出科學家一起奠定現代數學學的基礎時,她們希望埃倫費斯特在場Utf物理好資源網(原物理ok網)

在烏倫貝克的事例中,他除了度過了學徒期,并且和朋友古德斯密()作出了基礎性的發覺——電子載流子的性質。固然,倘若不是他首先忍受了埃倫費斯特全神貫注的嚴格要求,他就可能不會有這樣的發覺。富有教益的是,烏倫貝克的發覺使他得到了應有的榮耀。一個不如埃倫費斯特的科學家可能會把中學生的工作丑化成他自己的,竊取屬于中學生的未來的榮譽。但非常顯著,埃倫費斯特除了是一個偉大的科學家,他也是一個好人。Utf物理好資源網(原物理ok網)

對于這個好人來說,似乎沒有比他的同學兼室友愛因斯坦更令人信服的品德證人了。在他的專著《晚年選集》()中,愛因斯坦將埃倫費斯特描述為一個“對人類的發展和命運飽含激情的人,尤其是對他的中學生。理解別人,獲得她們的友誼和信任,幫助任何卷入外在或內心斗爭的人,鼓勵有天分的年青人——所有那些都是他真正的要素,幾乎比浸淫在科學問題中還重要。”愛因斯坦進一步強調,埃倫費斯特“總是把明確和敏銳帶入討論。他反對含混和轉彎抹角,必要時運用他的機智,甚至是徹頭徹尾的粗俗。”Utf物理好資源網(原物理ok網)

當20世紀杰出的科學家們一起為現代化學學奠基時,她們希望埃倫費斯特在場。他的同儕意識到,科學革命除了須要革命性的思想,還須要有犀利的思想家來組織涌現出的故事。埃倫費斯特顯著是后一類的標桿。他的傳記作者馬丁·克萊因(Klein)這樣描述他的角色:“沒有人比他更深入地旨在于創造20世紀數學學的概念,也沒有人比他更竭力以赴地在革命的洪流中保持明確性和可理解性。他的努力得到了同儕的認可,并為此私下被稱為化學學的良知。”Utf物理好資源網(原物理ok網)

不幸的是,埃倫費斯特不滿足于僅僅作為化學學的良知。他渴求飾演一個截然不同的角色,在革命者中博得一席之地——而隨著年紀的下降,這些不同雖然越來越不可能。年青的一代(他幫助培養的一代)正在改變化學學的本質,其形式雖然增加了他的技能的價值。對埃倫費斯特來說,物理仍然是可形象化的事物。它讓坐落具體的反例。它不僅僅是一組自洽的物理命題。(化學)意義和理解蘊涵在物理之中。但年青一代通過轉向越來越艱深的方式獲得了成功。于是當化學學開始不可逆轉地滑向具象時,埃倫費斯特雖然被甩在了前面。Utf物理好資源網(原物理ok網)

玻爾和愛因斯坦在萊頓埃倫費斯特的屋內辯論量子理論(1925年12月)。丨來源:維基Utf物理好資源網(原物理ok網)

他毫不掩飾自己的困擾和內疚。并且中國現代物理學家,他的自責是毫無依據的,與他的日常經驗相矛盾。化學學界仍然對他推崇有加;他的朋友一直尋求他的建議。但是,他認為自己被排除在交流之外,某種仍然浮于表面的信心不足感開始滋長。在給予前的幾個中學生的信中,他寫道:“每一期的《物理學刊物》()或《物理評論》()就會讓我深陷盲目的恐慌中。小孩們,我真是哪些都不曉得。”學生們則向她們的導師保證說,他實際上曉得太多的事情。他發覺最令人吃驚的問題——那些與新興的量子理論有關的問題——是數學學界作為一個整體面臨的重大障礙。她們鼓勵他更為公開地談論量子理論帶來的挑戰,他做到了,但這是在一些剌激然后。他最終在《物理學刊物》(讓他深陷盲目恐慌的刊物之一)上發表了一篇文章。這篇文章的題為“關于量子熱學的一些探究問題”(die)。對這篇文章的回應否認,埃倫費斯特的“探究問題”不是簡單的困擾,更不是某個人的負擔。他的問題實際上指明了前進之路。為此,埃倫費斯特以他特有的方法,再度指出了對明確性的需求是不可或缺的向導。Utf物理好資源網(原物理ok網)

但這最終讓他付出了代價,也讓數學學界喪失了最重要的老師。埃倫費斯特順著玻爾茲曼的公路邁向凄慘的結局。但是,他不會輕率作出決定。這封常常被引用為他遺言的信,實際上是在離他自盡一整年前寫的(但未曾寄送)。在信中他寫道[2]:Utf物理好資源網(原物理ok網)

“我親愛的同事們:玻爾、愛因斯坦、弗蘭克、赫格洛茨、約飛、科恩斯塔姆和托爾曼!在接出來的幾個月里,我實在不曉得該怎么繼續背負這已顯得無法承受的生活負擔……我肯定會自殘的。假如那三天真的到來,這么我想曉得,我早已平淡地、不慌不忙地寄信給大家,大家的友誼在我的生活中飾演了這么重要的角色。……近年來,我越來越無法理解[數學學]的發展。在努力以后,我越來越虛弱和痛楚,最后在絕望中舍棄了。不僅自盡,我沒有其他“實際”的可能性……原諒我。”Utf物理好資源網(原物理ok網)

中國現代物理學家_中國現代物理學家_中國現代物理學家Utf物理好資源網(原物理ok網)

一年后,他的想法沒有改善。最終,這也不僅僅是數學的事。一段失敗的婚姻,鄰國瑞典納粹黨的崛起,以及此后他的老同學愛因斯坦的移民加拿大,所有那些誘因都可能造成1933年9月25日慘劇的發生。埃倫費斯特這天晚上抵達莫斯科,在那兒他先是和一位曾經的中學生碰面。其實他準備當日晚些時侯自盡,但他似乎須要最后一次飾演導師的角色。會面后,他去了他15歲的女兒瓦西克所在的“受難兒童研究所”(for)。瓦西克患有唐氏綜合癥,不久前從一家瑞典醫院轉診到倫敦。納粹黨在那一年早些時侯賺取了政權。抵達研究所后,埃倫費斯特在候診室看到了他的妻子。他用步槍射中了母親的腹部,之后自盡了。這是個無法名狀的結局——這一無法置信的行為背棄了他有意義的一生。埃倫費斯特是一位偉大的科學家,卻不是一個對其人生的敏銳的衡量者。Utf物理好資源網(原物理ok網)

撰文|Eric.(匹茲堡圣約瑟夫山學院物理系副院長)Utf物理好資源網(原物理ok網)

翻譯|1/137Utf物理好資源網(原物理ok網)

注釋Utf物理好資源網(原物理ok網)

[1]評注:埃倫費斯特夫妻為《百科全書》撰寫的文章在當時學術圈內造成廣泛的注意,加之一些其他誘因,使萊頓學院的洛倫茲(H.A.)指定埃倫費斯特為自己的接班人,接手那兒的院長職位。Utf物理好資源網(原物理ok網)

[2](英語)原文如下:“Mydear:Bohr,,,,Joffé,,and!Idonotknowanymorehowtocarrythenextfewtheofmylifewhichhas…itisasgoodasthatIshallkill.AndifthatwillsometimethenIliketoknowthatIhave,andrush,toyouwhosehassuchagreatroleinmylife.…Inyearsithasevermoreformetothe[in]with.After,evermoreandtorn,Ihavegivenupin.…Ihavenoother‘’than…me.”Utf物理好資源網(原物理ok網)

本文譯自:TheofBeingPaul,aand(TheofBeingPaul,aand|TheMITPress).譯文對原題稍作了改動。Utf物理好資源網(原物理ok網)

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