2000年7月28日,著名的理论物理学家和科学史作家阿伯拉罕·派斯(Abraham Pais)于哥本哈根因心脏病发作去世,享年82岁。
派斯1918年5月19日出生在荷兰阿姆斯特丹的一个犹太人家庭里.他在当地接受中小学教育后,进入阿姆斯特丹大学,1938年获得物理学和数学的学士学位.然后,他追随乌伦贝克(George Eugene Uh-lenbeck)去乌德勒支大学深造.那时候乌伦贝克在荷兰和美国之间穿梭往来做工作,不过由于他不久去了美国定居,派斯的论文最后是由日后成为玻尔(Niels Bohr)得力助手的罗森菲尔德(Léon Rosenfeld)指导的,并于1940年获得物理学硕士学位.当年德国占领荷兰,并在第二年宣布从那年的7月14日开始,将不得在荷兰的任何大学授予犹太人以博士学位.派斯因此发疯似地赶写他的博士论文,终于得以在限期之前几天通过了答辩。
派斯的求学真不容易啊,但等待着他的却是更为艰难的处境.派斯没有像为了逃避纳粹压迫而纷纷离开欧洲大陆的许多物理学家那样,而是选择居留在他的祖国荷兰.因此在战争时期他不得不过着提心吊胆东躲西藏的生活.物理学家里面只有他的朋友克拉默斯(Hendrik Anthony Kramers)定期到他的藏身之处访问,并且带来有关的科学文献进行讨论。
克拉默斯起先是莱顿大学的一名教授,后来因为教授们集体抗议他们的犹太同事被解雇,这所大学就被德国占领当局关闭了.派斯和克拉默斯关心的课题之一,就是怎样处理量子电动力学里电子固有场的无限大自能。
那真是一段不堪回首的往事.派斯惟一的同胞妹妹和许多荷兰犹太人,都被抓到死亡集中营杀害了,他自己则幸免于难.派斯在几年前出版的一部自传体著作ATale ofTwo Continents:APhysicist's Lifein a Turbulent World(试译为)里,详细地叙述了这一场惨痛的经历。
战后,派斯首先于1946年初去了哥本哈根.他在那里同玻尔一家人相处得很好,也找到了同当代物理学大师交流的美好感觉,这给他后来所写的玻尔传记打下了坚实的基础.不过,也有评论说,这物理部传记里每一页都流露出对玻尔敬爱之情,反而失去了在他写的爱因斯坦传记里表现出来的那种不偏不倚的风格。
经过玻尔的推荐,派斯1946年秋天去美国普林斯顿高等研究所访问.那时候这个研究所刚刚成立,在物理学上并不怎么兴旺发达.但在普林斯顿大学里有一个出色的物理系,那里的物理学家告诉派斯,他战时闭门造车地设想用来消除量子电动力学里的无限大的方法是行不通的.结果,原来打算只在美国短期访问的派斯就留了下来。
在普林斯顿,派斯有机会同爱因斯坦接触.爱因斯坦就是在同派斯散步的时候说出了"月亮在无人看它时是否存在?"那句名言。然而,由于爱因斯坦生性孤僻,不像玻尔那样善于交际,他和派斯的关系从来没有达到过亲密的程度。
派斯初到美国之际,正是量子电动力学爆发出革命性风暴的前夜.在这场革命中唱主角的是两位与他同年的理论物理学家费曼(Richard PhillipsFeynman)和施温格(Julian Seymour Schwinger),还有一位比他小几岁的戴森(Freeman John Dyson).派斯参加了1947年6月举行的著名的设尔特岛会议,在会上施温格做了一个怎么样能够消除电子自能无限大的冗长报告,而费曼则第一次向听众画出了后来称为"费曼图"的图形。
派斯是一名聪明能干的理论物理学家,但在那几位光辉夺目的新星面前,他明白在量子电动力学的发展当中,已经没有多少事情轮到他去做了.往日的雄心挫败之后,派斯转向了宇宙线,努力为新发现的各种错综复杂的实验现象给出解释.从此,派斯在这门新创立的基本粒子物理学上找到了自己的方向,做出了不少第一流的研究工作。
派斯的第一个重要贡献是确立新粒子"协同产生"的经验规则,后来导致奇异数这个新量子数的诞生.在这方面他同另一位超级明星盖尔曼(MurrayGell-Mann)合作过,但后来却以失败告终。
派斯的第二个重要贡献是参与提出两种中性K介子的混合和再生,实际上,它从一个全新角度体现了量子力学里的态叠加原理.粒子也可以混合吗?
从经典物理学看来,这简直是匪夷所思.但在量子力学里,粒子不外是能量、自旋、电荷等等观察量的本征态.那么根据态叠加原理,守恒量子数相同的两个甚至更多个粒子自然可以叠加即混合.在派斯等人成功地处理了中性K介子系统之后,后来就陆续出现了分别用卡比玻(Nicola Cabibbo)角和外因伯(Steven Weinberg)角描写的粒子混合.甚至,不久也找到了中性K介子混合在原子物理学里的翻版-量子拍.这是粒子物理学对原子物理学反哺的一个极好例子。
由此看来,量子力学早就准备好了必需的概念,早先没有发现量子拍现象,完全是由于人们不敢想或者想不到而已。
派斯的其他贡献有G宇称的提出,SU(6)对称性破缺的研究等等,不再赘述。
从20世纪70年代末开始,派斯转做物理学史的研究,成为全世界在这方面举足轻重的一位作家。
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