《阿諾爾德·索末菲傳》，米夏埃爾·艾克特著，方在慶、何鈞主譯，湖南科學技術出版社2018年4月出版   ■本報記者 馮麗妃 “普朗克是權威，愛因斯坦是天才，索末菲是老師。”這是一位作家對理論物理學黃金時代最重要代表人物的角色所作的尖銳而簡潔的總結。 與同為現代理論物理學創始人的普朗克、愛因斯坦和玻爾相比，阿諾爾德·索末菲（1868—1951）似乎並不廣為人知。但他的門下卻會聚了諸如維爾納·海森伯等多位諾貝爾獎得主與一大批物理學精英人士。 不過，在《阿諾爾德·索末菲傳》一書作者米夏埃爾·艾克特看來，“索末菲是老師”只是他個性的一方面，“所有試圖這樣那樣地簡單概括索末菲一生工作的努力都是不合格的”。 索末菲保持著一項令人傷感的紀錄：擁有84次諾貝爾獎提名，是至今得到該獎提名次數最多的物理學家，但卻從未有幸圓夢。儘管如此，現代物理學史近幾十年的學術研究，已經充分證明了索末菲科學成就的重要意義。
“索末菲承前啟後，親歷了理論物理學在德國的興起和興盛過程，也目睹了極權統治對科學的傷害。”在接受《中國科學報》記者採訪時，該傳記中文版主譯者之一、中科院自然史所研究員方在慶如是介紹其主人公。“雖然他曾一度受到盲目愛國主義的迷惑，但終其一生，歷經動盪歲月，他還是保持了一位正直學者應有的風骨。” 承前啟後的理論物理學家 在其科學生涯之初，索末菲並不是一名物理學家。他以一篇數學論文完成在柯尼斯堡大學的學業，隨後到當時的“世界數學中心”格丁根工作。此後，他先後在克勞斯塔爾礦業學院以及亞琛高等工學院經歷了10年的摸爬滾打。直到1906年，38歲的索末菲才受命擔任慕尼克大學理論物理學教習，得以將物理學作為畢生事業。 這一切與他的特殊經歷有著極大關係。受格丁根大學數學家菲利克斯·克萊因所托，索末菲參與編輯《數學科學百科全書》的物理卷，開始與當時的物理權威們打交道，得以瞭解該領域尚未解決的重要問題，從而受到激發並在各個問題上投入研究，把自己的數學能力與當時物理學研究的前沿結合起來。 在此過程中，索末菲直言不諱、不恥下問的做法讓他收穫了不少友誼。針對比自己大15歲且享有很高學術地位的前輩亨德里克·洛倫茲的有關電動力學的文章，他直言：“還可以在一些地方更詳細一些，在物理學上更清楚一些。”同時，儘管他比愛因斯坦大10歲，成名也更早，但遇到相對論的問題時，他還是親自跑到蘇黎世向晚輩請教，並與愛因斯坦建立了一種特殊的友誼。 索末菲伴隨著洛倫茲一起進入電子論的新領域，這也促使他著手研究當時物理學中其他迫切要解決的問題。在研究X—射線的本質問題時，他收到了慕尼克大學拋出的“橄欖枝”。該校聘任委員會在記錄中寫著，“像玻爾茲曼、洛倫茲和威恩這樣非常著名的理論物理學家”都支持他，他被“描寫為一位和藹的同事和優秀的教師”。 此後，在慕尼克，索末菲最著名的成就是在原子物理學領域，他推廣了玻爾于1913年創立的原子論。直到100年後的今天，“玻爾-索末菲原子”和“索末菲精細結構常數”仍是物理學家熟知的概念。他領導弟子編寫的《原子結構和光譜線》被奉為原子物理學的“聖經”，他本人甚至被保羅·艾倫費斯特稱作“量子教皇”。這本傳奇的教科書遍佈世界各地，把一代代物理專業的學子引入核子物理領域。 在方在慶看來，目前仍然再版的6卷本《理論物理學講義》也散發著索末菲的人格魅力。“與一般教科書抄來抄去，從不解釋說明的做法相反，他力求將問題的來龍去脈弄清楚。通過與當代學人之間的互動，不斷地將最新的研究成果吸收進來，他的講義成了理論物理學領域裡最系統、最前沿的標誌性讀物。”他透露，該講義中譯本已有兩卷由科學出版社出版，其餘正在翻譯中。 發現大師的伯樂 索末菲的名字與現代理論物理學的第一個“學派”聯繫在一起，他所在的慕尼克大學理論物理研究所是一批傑出理論物理學家的起步之地。索末菲自己稱其為“理論物理學搖籃”。 索末菲善於發現天才，並想盡辦法引導他們迅速成長。艾克特寫道：他“知道如何對付自命不凡的學生”，有時在教育學生時又認為“不必循規蹈矩”。索末菲發現和提攜海森伯、德拜、泡利的過程是物理學史上經典的例子。 當索末菲在亞琛高等工學院任教時就注意到德拜，後來他到慕尼克任教後就讓其成為自己的第一個博士生，並將許多習題課交給德拜來上。當大二學生海森伯對反常塞曼效應的光譜測量有自己的想法時，索末菲鼓勵他將想法寫出來發表，並向同事鄭重推薦。正是在索末菲的鼓勵下，還是大學一年級的泡利就為《數學科學百科全書》的“相對論”寫了詞條，後來單獨出版，得到愛因斯坦的讚賞。 索末菲還經常與學生一起去酒吧喝酒，打保齡球，邀請學生到家中聚餐聊天，到位於阿爾卑斯山腳下的度假屋裡享受自然風景與暢談學術。對於索末菲的很多學生來說，巴伐利亞山區的滑雪旅行是慕尼克學生時代難忘的經歷。“那個時候上學的人少，現在的德國已經沒有這種親密的師生關係了。”方在慶說，“關鍵是他知道學生的才能在哪裡，這是非常重要的。” 在索末菲個人魅力的感召下，大批才華橫溢的學生加入了他的團隊。形成了一門“7位諾獎得主”的現象——包括海森伯、泡利、德拜和漢斯·貝特等4位博士和鮑林、拉比、勞厄等3位博士後。他培養的其他博士生後來也都成為各自領域的知名人物。正因如此，才形成了“索末菲學派”的神話，他也被稱為“大師之師”。 愛因斯坦對索末菲的這種才能讚不絕口：“我尤其欽佩您的是，您神速地培養出一大批年輕的天才。這真是太神奇了。您肯定有一種能把聽眾的精神聚焦和啟動的特殊才能。” 歷經動盪歲月的正直學者 在寫作這本傳記重建索末菲生活和工作的時候，艾克特不“是以他在理論物理學上的成就為出發點，而是試圖在特定社會和政治環境中描繪一位科學家的生涯”。在方在慶看來，不回避學者之間的矛盾，重視呈現科學與政治之間的複雜關係，是本書的兩大亮點。 1926年，當柏林大學理論物理學教授普朗克準備退休時，他想到的最理想接班人是索末菲，但索末菲不想放棄在慕尼克20多年建立的事業。他覺得“在龐大而繁忙的柏林，與學生之間的交流很難像在慕尼克那樣密切”。他喜歡巴伐利亞的生活方式，輕鬆愉快，接近自然。 索末菲與玻爾之間的關係一開始非常融洽。正如他在給女兒的信中寫道，他們“真正地成為了朋友”。索末菲的重要成果也是建立在將玻爾的氫原子模式進行推廣的基礎上。但他在這一過程中發現玻爾“開始在自己的園子裡摘果子”，就迅速發表研究成果，將玻爾的“圓周軌道”擴展到索末菲的“橢圓軌道”，“玻爾—索末菲模型”得以建立。兩人的物理觀念不同，在很多問題上的看法也存在差異。後來玻爾在1922年獲得諾獎，而索末菲屢獲提名卻未果時，他懷疑這很可能跟玻爾有關。但從目前公開的諾獎提名檔案看，沒有任何材料說明玻爾曾阻止過索末菲獲獎。 兩次世界大戰讓德國在迅速崛起後，又迅速衰落。像這一時代大多數德國學者一樣，索末菲不可避免地具有時代的局限：對國家無條件的忠誠，把軍國主義視作德國文化不可分割的一部分。後來在納粹當政後，遇到的一些事情開始讓他反省。尤其是1935年4月，索末菲到了退休年齡，納粹教育當局任命力學教授威廉·米勒作為他的接任者，米勒沒發表過一篇理論物理學論文，甚至不是德國物理學會的會員。這直接羞辱了索末菲，讓他清醒過來。 “他是一個愛國者，一個科學家，一個受到迫害後又自我反省的人。終其一生的表現，他配得上一位正直學者的稱號。這樣的學者在任何一個時代都是稀缺品。”方在慶如是說。他表示，當艾克特瞭解到科學傳記類圖書在我國銷路有限時，就無償將本書中文版給予他翻譯，以此促進更多人對索末菲及其學派的瞭解。 值得慶倖的是，如今，在慕尼克大學，這個索末菲自1906年起執教和研究長達30餘載的地方，“索末菲學派”的傳統仍在“阿諾爾德·索末菲理論物理學中心”延續。現在，這裡討論著弦理論和理論物理學其他領域內最新的研究成果。