從克格勃間諜到中微子教父

2013年8月22日是義大利物理學家布魯諾·龐蒂科夫（Bruno Pontecorvo）誕辰一百周年的日子，在莫斯科舉辦了一場題為「激動人心的中微子：從泡利、費米和龐蒂科夫到可見的未來」的國際會議，以紀念這位在泡利和費米之後中微子物理學界教父般的人物。令人生疑的是，為什麼這場紀念活動的舉辦地是莫斯科而不是羅馬？龐蒂科夫與俄羅斯以及前蘇聯有哪些千絲萬縷的聯繫呢？

據前蘇聯秘密警察機關克格勃（KGB）的高官奧列格·高狄耶夫斯基（Oleg Gordievsky）和帕維爾·蘇朵普拉托夫（Pavel Sudoplatov）爆料，龐蒂科夫早年曾是他們的情報人員，他在身份即將暴露的1950年8月從西歐逃往莫斯科。作為一名義大利共產黨員，龐蒂科夫年輕時很嚮往蘇維埃的社會制度，而且他的核物理學家身份在冷戰初期也很敏感，因此他被克格勃發展成為間諜並不令人感到奇怪。

出生於義大利比薩一個猶太家庭的龐蒂科夫是個少年天才，18歲那年考入羅馬大學並成為恩里科·費米（Enrico Fermi）最年輕的助手。當時在費米身邊聚集了一批聰明絕頂的物理學奇才，其中也包括埃托雷·馬約拉納（Ettore Majorana）。馬約拉納在1937年提出了中微子的反粒子有可能是它自身的思想，這一思想對龐蒂科夫後來研究中微子-反中微子振蕩影響至深。1938年，馬約拉納出海失蹤，從此生死不明；而龐蒂科夫則在巴黎與一個主修法國文學的瑞典女學生墮入情網，他們的第一個兒子也在這一年出世。由於法西斯義大利的種族隔離暴行，龐蒂科夫一時無法返回祖國，便攜妻兒輾轉來到大西洋彼岸的美國。

儘管龐蒂科夫是一個卓越的核物理學家，但他的社會主義信仰使得他沒有受邀參加美國研製原子彈的曼哈頓計劃。然而到了1943年，加拿大的蒙特利爾實驗室卻邀請他加盟，參與核反應堆的設計以及宇宙線、中微子和μ子衰變等課題的研究。1948年，龐蒂科夫獲得了英國國籍，並應邀參與了英國在哈韋爾研製原子彈的項目。1950年，龐蒂科夫被任命為利物浦大學物理系的負責人，校方期望他能從1951年1月開始走馬上任。

出人意料的是，龐蒂科夫於1950年8月31日那一天提前結束了他在羅馬的休假，偷偷帶著妻子和三個兒子來到斯德哥爾摩。第二天，在克格勃人員的幫助下，龐蒂科夫一家經芬蘭進入前蘇聯，並從此定居在那裡。龐蒂科夫的突然叛逃在西方情報界引起了一陣恐慌，因為他們擔心這位科學家知道太多英美的核秘密，而且當時剛剛發生了德國籍理論物理學家克勞斯·法克斯（Klaus Fuchs）的核武器間諜案。不過進一步的調查表明，龐蒂科夫似乎並沒有接觸到西方核武器的核心機密，也沒有發現他向前蘇聯傳遞這類情報的確鑿證據。

龐蒂科夫受到了前蘇聯高層的特殊禮遇。他曾獲得兩枚列寧勳章和一枚斯大林獎章，並於1958年成為蘇聯科學院院士。他在杜布納聯合核研究所從事核物理學和粒子物理學的理論研究，直到1993年因患帕金森綜合症而去世。龐蒂科夫為後人留下了很多科學遺產。尤其在中微子物理學領域，他驚人的直覺和深刻的思想影響了實驗和理論研究的各個方面，這裡我們只舉三個具有里程碑意義的例子。

（1）龐蒂科夫提出了利用逆β衰變探測反應堆中核裂變所放出的電子型反中微子的方法。美國科學家弗雷德里克·萊因斯（Frederick Reines）和克萊德·科溫（Clyde Cowan）於1956年採用該方法首次證實了中微子的存在。這一發現最終在1995年榮獲了諾貝爾獎。

（2）龐蒂科夫預言了μ子型中微子不同於電子型中微子。這一預言在上世紀60年代得到了實驗的證實，並使得利昂·萊德曼（Leon Lederman）、梅爾文·施瓦茨（Melvin Schwartz）和傑克·施泰因貝格爾（Jack Steinberger）榮獲了1988年的諾貝爾獎。

（3）龐蒂科夫提出了正反中微子以及不同類型的中微子之間可以相互轉化的思想，即中微子振蕩的概念。迄今為止，太陽、大氣、反應堆和加速器實驗均已證實了中微子振蕩這一奇特的量子現象。

為了紀念這位中微子「教父」，杜布納研究所於1995年設立了龐蒂科夫獎（Pontecorvo Prize），以表彰那些為基本粒子物理學做出重大貢獻的科學家。

1993年9月24日辭世的龐蒂科夫無緣看到1998年以後高潮迭起的中微子物理學盛世。在他的墓碑上刻著一個簡單的不等式：μ子型中微子不等於電子型中微子。回顧龐蒂科夫充滿傳奇的一生，我們不禁要問：假如他不曾有過間諜的經歷，而是全身心地從事科學研究，那麼他是否會對科學發展做出更大的貢獻？

來源：邢志忠研究員科學網博客

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