20世紀的科學怪傑鮑林

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太徹底了。人們反對矩陣力學，因為它實在是太抽象了；它與任何直觀的東西沒有絲毫聯絡。數學公式看起來不錯，但是這些公式描述的是何種原子呢？人們最初懷疑海森伯的創造可能只是沒有物理基礎的數學臆想，一種異想天開，或者像愛因斯坦那樣直截了當地稱矩陣力學為“魔術”。它並不能吸引類似鮑林那樣的研究者，他們只有“看見”原子，工作起來才能得心應手。玻恩在1925年末曾經到美國巡迴演講過矩陣力學；鮑林在赴歐洲之前曾經在加州理工學院聽過他的講座。與許多物理學家一樣（多數化學家根本就不理解海森伯的思想），鮑林並不能接受這一思想。他回憶說：“太複雜了，我不知道該如何用它來解決我感興趣的任何問題。”

在鮑林1926年3月乘船前往歐洲的時候，物理學界又被另一種似乎是完全不同的量子物理體系的發表所震撼。著者讓人覺得有些難以置信。埃爾文·薛定諤已界中年，是一個老派的奧地利理論物理學家。他先前一直以一種狐疑的態度注視著量子物理異教學說的發展。他已經39歲，過了提出革命性理論的盛年期，這一領域屬於海森伯這樣的年輕人。不過，他也有自己的爵好：醉心哲學（特別是斯賓諾莎、叔本華和吠陀的哲學思想），維也納人對於所有其他民族（特別是美國人）的優越感，對於性自由的開放態度（特別是和比他小得多的女人發生曖昧關係）。他的同事（他妻子的情人）赫爾曼·外爾曾一度把薛定諤偉大的量子力學思想歸因於“他生命後期性慾爆發的結果”。就稟賦而論，與其說他是一個革命者，不如說他是一個反動派。他在骨子裡是一個經典物理學家，對於量子思想的自相矛盾抱著一種直覺的厭惡態度。一次，他對玻爾說：“你一定得知道，量子躍遷整個想法全都是胡說八道。”

薛定諤希望摒棄玻爾的思想，用經典的觀念來解釋原子。他認為從德布羅意的思想中找到了思路——電子像波，而不像沿軌道執行的小行星會作出那些荒謬的躍遷。薛定諤提出，原子核周圍是以一定頻率振盪的電子或波，有點像振動鼓面的駐波。只有某些穩定的頻率是可能的，即那些包含整數個波的頻率；如果不是的話，波就會彼此干擾。增加能量，電子或波就被激發到下一個整數的頻率；能量喪失後，就會釋放出一定波長的光。在一陣不同尋常的工作之後，薛定得提出了一個數學方程式。把電子看作為波，就能夠推匯出氫原子穩定態的玻爾能級。儘管令人難以置信，但是他認為電子實際上並不是空間的一個點，而像是一層繃在原子核周圍的駐波。他可以測量波的形狀和密度。根據計算，他發現氫電子在原子核周圍形成了一個帶負電能量的球面。他的體系看起來能夠與玻恩和海森伯的體系同樣完整地描述原子的實際，因而被稱為波動力學。

和當時許多物理學家一樣，索末菲很快就接受了更接近經典物理的波動力學。與矩陣力學相比，薛定諤的數學表示式簡潔明瞭——他的體系更易於理解，比玻恩和海森伯嚴謹的矩陣更“方便使用者”——當然，他仍然懷疑波動力學是否真正能描述一種物理現實。每一個年輕的自然科學家在學校裡都學習過波的物理特性，因而對波這一概念感到很親切；即便電子實際上並不是以這種形態存在的，薛定諤方程也可以被視為是電子“雲”，而以一種可辨認的形狀圍繞在原子核周圍。就氫原子而言，球狀電子雲的密度根據它到原子核的距離接指數規律遞減。波動力學還表明，就像玻爾預測的那樣，在較複雜的原子中，附加的電子可以被設想為在內層球體外形成了新的球形外殼。

許多不喜歡量子理論過激革命內涵的傳統物理學家熱情地歡呼波動力學的誕生，認為這是傳統物理學的具體化。鮑林的年齡還不至於使他成為一個傳統學者，但是在索末菲的引導下，他也把波動力學看作是一個更容易使用、更便於想象的工具加以採用。鮑林在1926年給同事的一封信中寫道：“我發現他（薛定諤）的方法比矩陣運算簡便得多；而且根本思想更能令人滿意，因為在數學公式背後至少還有一絲物理學圖案的影子。”他說，與矩陣力學相比，原子波動圖“非常清楚，十分誘人”。

像對待任何物理學中有價值的新思想一樣，索末菲儘可能早地在慕尼黑介紹了波動力學。鮑林在第一學期參加了一個討論會，分析薛定諤早期波動力學論文的校樣稿。薛定諤本人也在1926年夏天來到慕尼黑宣講自己的學說，鮑林在座。在這位奧地利人的講座結束時，一個滿頭淺棕色亂髮、一臉孩子氣的年輕人從教室後面跳了起來。他就是海森伯。他對人們這麼快就接受薛定諤的理論感到異常憤怒，