20世紀的科學怪傑鮑林

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另一方面，“我覺得我知道的一些東西——關於化學的豐富知識——別人並不掌握，”他說。在慕尼黑學習一年後，他寫信給諾伊斯：“大多數人認為我在研究原子和分子性質上的工作應該歸入物理，但是我覺得儘管現在的化學研究已經需要運用相當多的數學知識，化學研究仍屬於化學的範疇。這一問題不僅具有學術上的價值，因為對這一問題的答案決定了我是一個物理學家還是一個化學家。”對於他自己的工作，他寫道：“照一般的認識，你很難把我的工作歸入物理化學；也許稱其為分子化學更恰當。”

以前從未有過“分子化學家”一說。鮑林似乎在暗示，他開創了一個屬於自己的天地。不過，名稱對於諾伊斯來說無所謂；他需要鮑林。物理學家希望發現原子現實下蘊藏的規律；鮑林希望運用這些規律使化學更具有理性，體系更嚴謹。先前驅動奧斯特瓦爾德和諾伊斯的正是同樣的夢想：被物理學光芒照亮的化學。只不過現在的物理學發生了翻天覆地的變化。而鮑林將把這新的火炬帶回來。

1927年春末，諾伊斯寫信給鮑林，給了他一個加州理工學院的教職。名稱相當出奇，反映了他的雙重興趣：理論化學和數學物理助理教授。

鮑林在獲悉他的古根海姆獎學金得到延期後的幾星期，就和愛娃一起來到了哥本哈根的尼爾斯·玻爾研究院。這裡是量子革命的中心，已經帶上了傳奇的色彩。人們談論著瀰漫在玻爾研究院裡的哥本哈根精神：一種互助、協作和友誼的精神。人們進行著無休止的討論，對任何一種新的物理思想無不究其窮盡。鮑林從一個同事那兒聽說過，玻爾研究院聽課不用作任何安排，所以他沒有收到正式邀請就去了。這位同事看來是提了一個糟糕的建議。鮑林發現幾乎無法見到這位偉人；玻爾的大腦被更宏大的問題佔據了。

1927年春夏之際，量子力學進入了一個新的階段。上一年年末，薛定諤和英國神童保羅·狄拉克著手彌補波動力學和矩陣力學之間的裂縫。他們的研究表明，這兩大體系在數學上是對等的，兩者為相同的問題給出了相同的答案。但是數學背後的物理現實是什麼呢？在與玻爾進行了一次馬拉松式的會談後，薛定諤放棄了他原先提出的觀點，即他的波動方程描述的是實際存在的電子“雲”。玻恩和其他一些科學家的研究顯示，他的方程式描述的不是實際的波，不是一個物理意義上的“現象”，而是一個統計學意義上的機率，即在一定區域找到一個電子的數學可能性。

薛定諤和海森伯的成功並不在於表述了原子，而是用數學捉住了原子，馴服了原子，這樣就可以預測原子的性態。這一預測的能力相當強大，而且至關重要。那些思想開放的物理學家在一瞬間就意識到了新的量子力學是成功的，在舊的體系一籌莫展的地方，新的量子力學指明瞭前進的方向。但是，海森伯和薛定諤仍將繼續就數學背後的現實進行爭論。

比如說，電子如何能同時既是波又是粒子呢？這仍是一個懸案。在對這一問題進行了數月的鑽研，在和薛定諤，特別是和海森伯進行了無數次精疲力盡的探討之後，玻爾斷定，兩種描述都是正確的。原子現實（至少）是兩面的：你發現的電子取決於你選擇觀察它的方式。波和粒子的描述都是正確的，都是必須的，兩者是互補的。鮑林在丹麥期間，這一種對量子物理進行修飾的“哥本哈根解釋”佔據了玻爾大多數的時間。

這一解釋似乎是在迴避問題。電子是什麼？人們越來越清楚地認識到，沒有人能夠以一種可想見的方式來描述它。波粒兩重性以及量子躍遷是人們從未經歷過的現象；事物在原子層次的運動規律與在感官層次的運動規律似乎是截然不同的。在與玻爾進行了長時間的討論之後，海森伯會一個人長時間地散步和苦思冥想：自然界可能像在這些原子實驗中顯示的那麼荒謬嗎？

物理學現在逐漸與哲學合流了，而海森伯在1927年3月提出的“測不準原理”更加劇了這種傾向。在對其矩陣思想作了相當簡單的推廣之後，海森伯指出，一個觀測者無法同時知道一個電子的確切位置和速度。你能夠肯定的只不過是一個電子在某一區域的統計可能性，而無法保證它是否真的在那兒。他的思想在從本質上來說是基於實際經驗的：要想觀察電子，你一定得藉助於一定的光能，但即使是最小的光束也會把電子撞到一邊，從而影響到觀察的結果。我們在觀察電子時永遠找不到其確定的位置。在原子水平，我們達到了觀察能力的極限。

這就對認識自