馮·卡門：我對玻爾、費米、愛因斯坦的印象

知識 08-16

馮·卡門（1881—1963），美國力學家、航空工程學家。生於布達佩斯。1930年去美國。1944年至1955年任美國空軍司令部科學顧問組成員，1951年任北約組織航空研究與發展顧問組成員。於1935年提出分析帶旋渦尾流及其所產生阻力的理論，這種尾流的排列稱為卡門旋渦；提出了許多有價值的理論，並研製成第一架打破聲障的飛機，設計出超聲速風洞等，是火箭與噴氣技術研究先驅。曾獲包括美國國會梅里特勳章在內的許多榮譽獎章。主要著作有《航空動力學一般理論》、《空氣動力學》等。

在帕沙迪納，我的家庭生活跟在亞深完全一樣。

母親和妹妹在馬林戈大街看中了一幢西班牙式單層住房，其中有一個大餐廳，一間起坐室和左右兩間廂房。這樣我既可獨處一室，一家三口又能團聚在餐廳的橡木桌旁。有一段時間我們因請不到一個匈牙利廚師而感到苦惱，但我們在南加州卻意外地結識了不少匈牙利移民。不久，這些朋友就邀請我們去赴晚宴，用匈牙利特色飯菜款待我們。

家事安頓好之後，不出數月，我們就敞開大門，歡迎學生和客人光臨。這樣，我們在亞琛所喜愛的國際性愉快聚會又開始了。軍隊里來聽我課的那些學生很快也成了我家的客人。這時母親因長期患病，行動不便，只能坐在輪椅里。儘管如此，每次聚會她都要出來認識認識每一位來客，親自向他們表示歡迎。直到1941年去世前，她老人家對待客人的態度始終如一。

佩波妹妹很愛跟電影界人士交往，因此來客中經常有一些編輯、製片人和演員。當時匈牙利人當電影明星很時興，因此很多匈牙利人都擁到好萊塢去碰碰運氣，鬧得有位著名的製片人不得不公開表態說：「光憑自己是匈牙利人不管用，還得有表演才能才行。」通常，妹妹請來的客人中還有巫師、遊方術士和其他各種各樣稀奇古怪的角色。我發現南加州這類人物多得很。

除了上述輕鬆愉快的聚會外，不時也有舉世聞名的大科學家光臨舍下，這使我

感到不勝榮幸。有原子物理學之父稱號的丹麥物理學家尼爾斯·玻爾和夫人瑪格麗

特，每次來帕沙迪納准要到我家看看。我跟玻爾家有多年交往，在哥廷根，我就認識他的哥哥、數學家哈羅德。1911年，我跟玻爾在英國初次會面，正是那年，他提出了振奮人心的原子結構新理論。

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玻爾是個身材高大、態度和藹的人。他在各種社交場合都能怡然自得。有件趣

事，至今我一想起來還感到忍俊不禁。他在星期日家宴上出了一個洋相，讓我看出了他也是那種心不在焉的大學教授。那天晚上，我在他面前放了一隻彩色酒杯，我給別人酒杯里倒滿了法國白蘭地，卻忘了給他斟酒。

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玻爾和愛因斯坦

玻爾一邊暢談自己的原子結構理論，一邊拿起那隻空酒杯喝酒，他這樣接連空

喝了三次後，我再也沉不住氣了。

「尼爾斯，您喝的是什麼呀？」我問他。

玻爾愣了一下，再往酒杯里看看，「啊喲！」他驚奇地說，「我也奇怪，怎麼

一點兒酒味也嘗不出呢？」

前已述及，我初見玻爾時，他正在劍橋盧瑟福試驗室為揭開原子結構的奧秘埋

頭苦幹。1913年，他公開發表了關於原子輻射後繼續保持穩定的新理論，一舉成為世界聞名的科學家。由於這個發現，他獲得了1922年諾貝爾獎金。整個20年代，玻爾原子理論不僅是物理學的發展動力，而且也開始推動了化學發展。

後來，玻爾和愛因斯坦一起在普林斯頓繼續深入研究原子的能量，又在哥本哈

根理論物理研究所單獨進行這方面的探索。

第二次世界大戰前夕，玻爾從逃離納粹德國的梅特納那裡獲悉，德國在分裂鈾

原子方面已經取得了驚人進展。他立刻把這個消息告知哥倫比亞大學的費米和鄧寧。

後來，費米和鄧寧在製造原子彈發揮了主要作用。1939年，玻爾在華盛頓的一次物理學會議上宣布，分裂原子已經成功了。他激動地聲稱這是現代世界形成以來的一個重大事件。

二次大戰期間，玻爾在直接研製原子彈方面做的工作不多，然而，戰後他在譴

責核武器用於戰爭上卻發揮了很大作用。他和愛因斯坦都認為原子彈的國際管制是決定世界命運的關鍵。後來，玻爾又花費很大精力去籌備日內瓦第一屆和平利用原子能國際會議。

這一時期，玻爾本人雖然竭力反對原子能用于軍事上，但是他的哥本哈根研究

所對核物理學的發展卻不斷產生重大影響。每當我看到這個研究所從世界各地廣招學生時，心裡總覺得奇怪：為什麼目光遠大的密立根卻沒有考慮到請一位有能力籌集必要設備的大物理學家，到加州理工學院來辦個第一流核物理研究所呢？阿特萊·斯蒂文森說過，這本來是一件輕而易舉的事。我看，當時加州理工學院有一點沒有搞清楚：搞核物理和其他科學領域不一樣，研究人員需要大量投資和重型設備。而同步回旋加速器的發明者勞侖斯博士早就覺察到這一點，讓伯克利的加州大學集中力量搞功率巨大的核研究設備，從而使加州大學在核物理方面一直保持領先地位。可惜密立根沒有能預見到物理學會發生如此巨大的變革；要是他對物理學家工作環境有所了解，看到現代物理實驗室與當初劍橋大學盧瑟福實驗室、以及他自己原先工作過的芝加哥實驗室相差多大，他在九泉之下也會感到懊惱的。

恩里科·費米是最早完成原子裂變實驗的傑出的義大利物理學家。他每次到帕

沙迪納也總要來我家。1939年，費米之所以移居美國，一方面因為對美國感興趣，另一方面因為娶了一位猶太血統的義大利海軍上將的女兒。墨索里尼上台後大搞反猶主義，於是他當機立斷，取道斯德哥爾摩到美國安家落戶。幾年前，他由於人工放射性方面的成就在美國接受了諾貝爾獎金。他第一次到帕沙迪納來看我時，我和妹妹特地為他舉行了家宴，還邀請了許多社會名流出席作陪。在宴會上他有些局促不安，後來到了深夜，他把我拉到一旁。「親愛的卡門，你幫我辦件事。」「什麼事？」「我想到好萊塢去看看。」

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圖為費米

這時我才恍然大悟，他心神不定原來是為了這件事。這可把我逗樂了，我問他

為什麼對電影那樣感興趣。

「一個人到了羅馬總想見見教皇，」他回答說，「我到了加里福尼亞總該去見

識見識拍電影吧！這難道不是很自然的嗎？」

我和妹妹在好萊塢有不少朋友，其中有出名的匈牙利明星保羅·盧卡斯、貝拉

·羅葛茜。因此我不費什麼事就在電影製片廠為費米準備了一個午餐會。我們一同

參觀了布景設備，又跟一些男明星和漂亮的女明星暢談了一陣。事後，費米眼睛裡流露出愉快的神情對我說，光憑這一點就值得到美國來。

後來我和費米還探討過科學史上一個奇妙的現象：天才人物為什麼會在不同時

間，不同地點突然湧現出來。觸發這種現象的導因與民族特點有什麼關係還弄不清楚。也許教師具有一定的影響。比方說，費米本人是羅馬大學考貝諾教授的學生。我認識這位教授，他是個很出色的物理學教師。雖然他在自己的事業上缺少創見，但卻很有能力把費米、賽格雷、拉賽迪那樣一批青年聚集在他身邊，並激勵他們上進。正是由於這批青年提出的新穎獨到的見解，核裂變的實際應用才得以實現。

考貝諾是一位伯樂，很善於識別和鼓勵潛在的天才。他在羅馬大學「底層」實

驗室搞研究，經常提出一些問題，推動學生去創造嶄新的試驗方法。他本人完全有條件去干一番大事業，但卻心甘情願當一名「知識淵博的科學園丁」。

據我所知，其他國家也有類似的情況。匈牙利的里奧波特·費耶在培育一批對

數學作出重大貢獻的數學家方面就起到和考貝諾相同的作用。

我在這一點上感到欣慰的是，我的某些見解也曾經在青年科學家思想上激發出

探索的火焰。比如：1940年8月法國淪陷後不久，愛德華·泰勒和漢斯·布希到帕

沙迪納來問我，為了在科學上對盟國作戰有所貢獻，他們應該幹些什麼工作？當時正是他們全力以赴搞美國核武器發展計劃的前夕；我立刻想到空氣動力學家還沒有揭示出衝出波的動力學規律，此外，我們對支配衝擊波形成的某些化學規律也一無所知。這個建議顯然對他們產生了很大影響，推動他們繼續深入鑽研這些問題。後來他們終於寫出一篇論文。這篇論文從來沒有公開發表，不過我知道它對核武器發展計劃和導彈重返大氣層的運動特性研究起了相當大的作用。

阿耳伯特·愛因斯坦也是我家的常客。在他身上我發現了一個誠懇而善良的靈

魂。他具備的一切品質，正是我在探索自然的道路上畢生所追求的。

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1911年我在哥廷根大學第一次見到愛因斯坦。那是他到學校來和希爾伯特、閔

可夫斯基共同指導一個學術討論會。這個歐洲最著名的學術討論會曾經推動很多人去鑽研物理學上的新課題。此後過了好多年，我們才在柏林的一次學術討論會上重新見面。在那次會上，他和能斯特、普朗克宣講了熱力學基礎理論。1931，他應德國政府資助的費城德美文化協會邀請，以德國政府代表身份初次訪問美國。他到達美國時受到了德國駐洛杉磯領事的歡迎；從帕沙迪納回國時，領事又親自到場送行。愛因斯坦到美國不久德國政府發生更迭，希特勒取代了興登堡。愛因斯坦離開美國不到一個月，那位領事就被希特勒召回德國。

愛因斯坦到達帕沙迪納時受到了許多社會名流歡迎。那天場面很大，四周擠滿

了歡迎的人群；兒童們手裡都拿著鮮花。在市政府大禮堂前面舉行歡迎儀式過程中，他看到我也在那裡就滿面笑容走過來和我握手。

「啊！親愛的卡門，」他說，「在這裡見到你我真高興。我有個問題要問你。」

他把我拉到一旁用手指指廣場上的噴泉，那噴泉頂上有一個翻滾、彈跳著的小球。「你解釋解釋為什麼小球在噴泉頂上不掉下來。」

我對他說，如果小球重量和噴水的動量之間保持某種恰當的關係，一旦小球出

現在噴泉頂部，就會停留在那裡按水力學規律運動，它一偏離平衡位置就自動進行校正，因此始終不會掉下來。

「Sehr gut（好極了）」他點點頭，然後又回去參加歡迎儀式。

數月之後，我對愛因斯坦有了更深的了解。一頭捲曲的白髮，一件普通羊毛衫

加一支煙斗，加州理工學院人人都知道這個形象是誰。由於要求他簽名的人絡繹

不絕，有一次他要我想個辦法讓他避避風頭。我在洛杉磯奧列蔽拉大街替他安排了一個住處。那是條藝術街，街上行人以留長鬍子、穿羊毛衫遠近聞名，因此他在那裡從未碰到過上述麻煩。我猜想，街上誰也沒有認出我身旁這個人就是舉世聞名的大科學家愛因斯坦。

愛因斯坦為人坦率，心口如一，直言不諱。有一次他應邀出席一個「面向全國」

的廣播節目。有個播音員驀然發現了這位科學巨匠，就擅自宣布愛因斯坦要向全國聽眾發表講話。愛因斯坦非常反感，立刻站起來說，「我沒有話要講，因此講不出什麼話；今後如有話講，再來向各位奉告。」說完這兩句他立刻就坐下去。

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我和愛因斯坦曾多次促膝長談，科學對人類的意義這個話題談得最多，他有些

觀點使我感到非常驚奇。我一直認為，我這一生中科學的最大進步在於消除了不少偏見。由於偏見來自日常生活和一般常識，所以一般人總認為它不可逾越。在消除偏見方面，愛因斯坦是我的榜樣。他發現，人們只有拋棄物理過程中時間和空間的絕對觀念，才能對一些天文學和光學現象作出正確解釋。他拋棄了絕對時間和空間觀念，宣稱時間和空間是同一度量單位，然後循序漸進，提出了「相對論」。

20世紀物理學的另外兩大理論是「量子力學」和「測不準原理」。這兩個理論

也排除了由一般經驗所產生的偏見。比如，眾所周知，任何運動物體的速度和位置都能精確地予以確定。對「測不準原理」來說，這就是一種偏見。「測不準原理」

認為基本物理過程是隨機量的乘積，因此無法進行嚴格測定。這種觀點顯然是和因果律抵觸的。「測不準原理」公開發表後，在物理學和哲學上引起了極大的混亂和

矛盾。

我大惑不解，在物理學上以提出激進理論聞名於世的愛因斯坦，居然也不承認

「測不準原理」。他堅信任何過程都能用因果律來描述。位置和時間根本就不存在

內在的不確定性。因此，他認為「測不準原理」的基本思想完全是胡說八道。

在這方面，我問愛因斯坦：「為什麼您不相信測不準原理呢！您年輕時就消除

了絕對時間這樣一個大偏見。現在提出測不準原理的海森堡也是個青年，他消除另一個偏見——過程確定的唯一性，而您反而不贊成了，這是否表明您年事已高了呢？」

愛因斯坦回答說：「並非如此。親愛的卡門，以前我就說過，我絕不相信仁慈

的上帝會用擲骰子來統治世界。」

這個回答使我感到高興。因為我面前這位偉人觀察問題的方法竟和我父親一模

一樣；宗教和科學分別對待。愛因斯坦曾經說，上帝主宰萬物，因而也創造了物理定律。同時，他認為宇宙是有序的，即一切事物，只要知道它的現狀，便能了解它未來的發展和變化。而「測不準原理」卻包含著這樣一層意思：未來是無法確鑿預知的，結果可能多種多樣。

我父親有個比擬說法，很能闡明海森堡所面臨的困難。我父親常說，把一個城

市的全體居民或整個民族與單獨一個人比較一下吧；單個人在下一時刻的行為取決於心理學規律，然而歷史學家研究歷史決不能採用這樣的方法：先運用心理學對千百萬個人逐一加以研究，確定每個人在下一時刻的行為，然後再把每個人的行為簡單相加起來。歷史只著眼於一般過程，也就是說，只觀察大多數人活動的平均效果。可以這麼說，當海森堡提出一個基本粒子的位置和速度不可能進行嚴格確定時，他頭腦里的觀念和上述情況完全一樣。由於無法對所有微觀粒子的歷史都進行研究，所以他認為無法測准單個粒子的運動狀態。正如歷史學家那樣，他測定的只是運動狀態的平均效果。

在我看來，這是人類觀察上的局限性。要是我們一定要合理解決無數微觀粒子

的運動狀態問題，那就是對要描述的粒子逐一加以研究。由於一個人的壽命有限，在短促的一生中是無法辦到的。因此，在這個問題上我和愛因斯坦來個小小的妥協：我認為「測不準原理」並不完全是胡說八道，但我補充說明一點，目前我們的水平有限，無法徹底解決這個問題。有朝一日，這種局限性是會被科學研究突破的。

愛因斯坦在加州理工學院指導過許多次關於物質結構的學術討論會。有一次，

他和奧本海默一起主持討論會。參加討論的有密立根、托爾曼、保林和愛因斯坦，這是個多高水平的學術小組啊！我記得，愛因斯坦的論述清澈明了。而奧本海默表達問題的方法太複雜，因此難於理解。他在黑板前動作迅速，推導方程式常跳過好幾步，又以為聽的人都跟得上。愛因斯坦接在奧本海默後面登上講台，首先他表示非常抱歉，他比不上奧本海默那樣敏捷，不過他將儘力而為。

愛因斯坦是個思考緩慢的人，但卻是一位淵博的思想家。奧本海默的表現引起

了我的回憶：要不是早年父親及時教導我懂得堅韌而深刻的思考的價值，我也可能會滑到小聰明的老路上去了。

我在愛因斯坦身上打過一個主意，結果卻完全失敗了。謝天謝地，幸虧那不是

一件科學方面的事情。有個匈牙利才華出眾的鋼琴家名叫尼里基·哈齊。我發現由

於時運不濟，人地生疏，他被迫在帕沙迪納一家大餐廳里當個鋼琴伴奏者。從前在布達佩斯他是個公認的神童，有個心理學家還寫過一本專門介紹他的書。我和妹妹對他的處境感到很惋惜，覺得他在美國需要有個顯顯身手的機會。於是我們決定拉他一把，把南加州的一大批藝術家和音樂會代理人請來聽聽他的演奏。為了達到這個目的，我們特意舉辦了一個歡迎愛因斯坦的宴會，把南加州有名的音樂會代理人都請來赴宴。一方面讓他們見見這位數學大師，另一方面聆聽他拉小提琴。不用說，到時候他們紛紛趕來了。那天晚上，正如我們預計的那樣，大家請哈齊彈了幾首曲子。不料在這個當口，愛因斯坦夫人突然心血來潮，要她丈夫拉小提琴和哈齊合奏，大家對這個主意感到非常高興。沒想到這一下竟觸怒了哈齊，他大聲嚷道：「我從來不為任何人伴奏！」說罷就真摜紗帽不彈了。我們期望美國音樂界重視哈齊的計劃就此成了泡影。而愛因斯坦卻興緻勃勃，照拉不誤。結果，所有來客都向他表示熱烈祝賀，而把布達佩斯的神童忘記得一乾二淨。

我看，那位傲慢無禮的匈牙利朋友是大錯特錯了。其後幾年，一位真正的鋼琴

大師凱瑟索斯和愛因斯坦合奏就絲毫沒有感到屈尊。加州理工學院的地震專家古騰堡教授也常為愛因斯坦作鋼琴伴奏。有一次演奏後我問愛因斯坦，古騰堡鋼琴彈得怎麼樣？他回答說，很難跟上。

「那是怎麼回事呢？」我問道，「地震學家彈鋼琴不是也有節奏嗎？」

愛因斯坦笑笑說，「他的節奏很好，但很難捉摸。」

1932年，愛因斯坦離開了加州理工學院，內中詳情我不大了解。不過我料定普

林斯頓大學另有一位「密立根」，此人名叫費萊克斯納。他不僅替愛因斯坦安排了

一個終身職務，又向他提供了滿意的生活條件。我在普林斯頓跟愛因斯坦只見過一兩次面，但在二次大戰後卻經常接到他的來信。有一次他來信要我參加他發起的「科學家反對使用原子彈緊急行動委員會」。我對這類組織從來就不感興趣。比較

起來，我對在以色列辦一所醫科大學，或向西班牙提供促進藝術發展獎學金倒是更為關注。我以恕不從命回復了愛因斯坦，並說，「幸而我不是原子科學家，作這種決定要簡單多了」。

（曹開成譯，本文選自網路）

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