科學(xué)、人生與動蕩年代

何鈞

在人類自然科學(xué)史上，二十世紀毫無疑問是屬于原子理論物理的時代。量子物理的出現(xiàn)，不但深刻改變了人類對物質(zhì)、自然和哲學(xué)的基本認識，而且也帶來了一系列的技術(shù)革命，徹底地改變了人類生活方式。在這場偉大的科學(xué)革命中，阿諾德·索末菲（Arnold Sommerfeld，1868-1951）與普朗克、愛因斯坦和玻爾一道，是創(chuàng)立者和弄潮兒。他對玻爾原子模型的擴展，使之能夠解釋更精細的光譜結(jié)構(gòu)，為進一步研究關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)物理理論和應(yīng)用開辟了道路；他留下了神秘的索末菲精細結(jié)構(gòu)常數(shù)，這個與萬有引力常數(shù)、波爾茲曼常數(shù)和普朗克常數(shù)等同列的幾個自然界基本常數(shù)之一；他曾八十四次獲得諾貝爾獎提名，但是都因為種種原因未能獲獎，這也是一個引發(fā)各種猜想（包括陰謀論）和爭議的令人難過的“傳奇”。不過考慮到愛因斯坦一生也從未因為相對論、布朗運動和統(tǒng)計物理方面的杰出成就獲獎，諾貝爾物理獎的權(quán)威性遠非不可質(zhì)疑，索末菲的失落也并非不可思議。不過，索末菲對物理更重要的貢獻，還是在教育方面。作為開風(fēng)氣之先的改革實踐者，索末菲在理論物理還沒有成為一個正式的領(lǐng)域，甚至他本人都不是一個“真正”的物理學(xué)家的時候，就白手起家，創(chuàng)立了現(xiàn)代理論物理學(xué)的第一個學(xué)派，慕尼黑學(xué)派。在這個被稱作是“理論物理學(xué)家搖籃”的地方，索末菲培養(yǎng)了大量人才，僅僅是諾貝爾物理學(xué)獎得主就有七人之多：海森伯、泡利、德拜、貝特、鮑林、拉比和勞厄。

然而，讀者若是簡單地認為中華民族從未經(jīng)歷過這種現(xiàn)代自然科學(xué)的黃金時代，呼喚創(chuàng)新精神，尊重和艷羨德意志民族這方面的驕人成就，那么在展讀?？颂夭┦孔珜懙倪@本《索末菲傳記》（Arnold Sommerfeld：Science， Life and Turbulent Times[1868-1951]）之后，您一定會有更多的思考，因為事實并非如此簡單。

歷史上飽受周邊文明中心欺凌鄙視的德國，自一八七一年統(tǒng)一后，在短短三四十年間，就從一個落后的封建割據(jù)的農(nóng)業(yè)國，一躍成為歐洲最發(fā)達的工業(yè)大國，社會氣氛、民族心理也隨之主動被動地發(fā)生了變化。在這一崛起過程中，科學(xué)和技術(shù)扮演了十分重要的角色，成為“世界科學(xué)中心”更是德意志民族的驕傲。但表面的繁榮之下，并非沒有危機。比如德國物理學(xué)的代表人物愛因斯坦，就不是德國科教體制的產(chǎn)物，甚至可以說，他是從自己十分厭惡的德國教育逃離，前往瑞士的。而之后一次世界大戰(zhàn)的失敗，更使得德國科學(xué)遭受巨大打擊，不但物質(zhì)條件一落千丈，還被國際科學(xué)界封鎖。最致命的打擊，則是在一九三三年希特勒上臺后，科學(xué)界的大批精英被迫離開德國，使得美國取代德國，成為真正的“世界科學(xué)中心”。一九四○年二次大戰(zhàn)爆發(fā)，同時也標志著德國科學(xué)黃金時代的終結(jié)。索末菲一手打造的“慕尼黑學(xué)派”受到納粹摧殘之后也一蹶不振，再也未能恢復(fù)昔日的榮光。

如果將索末菲的生平事跡放在這激動人心卻又動蕩不安的時代背景之下，可以品味出很多因素的交互作用—家庭背景、天賦秉性、教育養(yǎng)成、政治傾向和對科學(xué)體制的認知、德國當(dāng)時的社會風(fēng)氣思潮等等?？纯词鞘裁丛炀土艘淮趲熀鸵粋€鼎盛的學(xué)派，又是什么導(dǎo)致了它的衰落。我們這里只是探討看似不同實則具有深刻聯(lián)系的兩個方面，就是他的科學(xué)（包括教育）成就和他的政治社會傾向認知。

和愛因斯坦這樣受自己獨特的文化傳統(tǒng)影響的科學(xué)家相比，索末菲無疑是更加“正統(tǒng)”而典型的德意志科學(xué)家代表。像絕大多數(shù)威廉時代的德國學(xué)者一樣，索末菲身上具有 “受過教育的中產(chǎn)階級”的典型特點：以普魯士的諸多美德自傲，忠誠、守時、廉潔、自律、秩序，敬業(yè)；具有強烈的德意志認同，對國家無條件的忠誠，將“軍國主義”視為德國文化不可分割的一部分。

另一方面，索末菲在中學(xué)和當(dāng)時的世界數(shù)學(xué)中心格丁根大學(xué)（Universit?t G?ttingen，又譯哥廷根大學(xué)）接受了古典主義教育，強調(diào)全面發(fā)展和完整人格，認為自己更喜歡文學(xué)和藝術(shù)，并表現(xiàn)出相當(dāng)高的天賦，畢業(yè)時還曾想從事建筑工作。雖然如此，把索末菲和其他類似的大學(xué)生區(qū)分開的，恐怕還是他的特殊際遇。在格丁根大學(xué)期間，索末菲有幸擔(dān)任著名數(shù)學(xué)家費利克斯·克萊因的助手，之后又與后者一起加入《數(shù)學(xué)科學(xué)百科全書》的編輯工作，成為這項歷時長達三十年的龐大工程的主要參與者。在這個過程中，他與克萊因遍游歐洲，邀請當(dāng)時最有名的學(xué)者加入他們；還要對來稿進行編輯加工，其中包括修改前輩的手稿。克萊因不僅僅是一位著名科學(xué)家，還是在德國科學(xué)界頗有權(quán)勢的人物，對當(dāng)時德國僵化保守的科研教育體制的弊端認識深刻：由文化部管理的綜合性大學(xué)（Universit?t）高高在上，而由貿(mào)易部管理的高等工學(xué)院（Technische Hochschule）地位低下，兩者之間壁壘森嚴，井水不犯河水。對此，克萊因懷有堅定的改革信念和計劃—從某種意義上說，對索末菲的扶植，就是這個改革計劃實踐的一部分。

與這樣的貴人共事，不但給予索末菲學(xué)術(shù)之外的視野，也讓他成為“圈內(nèi)人”。 《索末菲傳記》中運用了大量的檔案文件，再現(xiàn)并剖析當(dāng)時的科研運作體制，透露了其學(xué)術(shù)生涯中學(xué)術(shù)本身之外的內(nèi)容：為了爭奪稀缺的職位資源，拉幫結(jié)派、抱大腿找后臺（包括學(xué)術(shù)界以外的權(quán)貴）、遞條子、打招呼、泄露信息甚至某種意義上的圍標等各種暗箱操作，應(yīng)有盡有。而索末菲本人在這方面也絕不迂腐。從學(xué)術(shù)生涯起初艱辛的求職，到工科學(xué)院的委曲求全和磨煉，再到后來的慕尼黑大學(xué)開山立派，他從來都不吝于以各種手腕，實現(xiàn)個人利益和小集團利益的最大化。這與我們一直宣傳的科學(xué)家的正面形象可能大相徑庭，但確實是科學(xué)界的真實。對于任何立志以科學(xué)為畢生事業(yè)的青年人來說，不可不察。

讀者可能不禁要問，如此烏煙瘴氣的現(xiàn)實，何來德國科學(xué)的鼎盛？愛因斯坦這樣伯爾尼專利局的小職員，何以被請到德國，后來還成為德國物理學(xué)的領(lǐng)袖？這是科學(xué)體制和科學(xué)史研究者的課題，讀者也可以見仁見智。我們看到的是，德國科學(xué)界至少有一部分領(lǐng)袖，雖然也爭權(quán)奪利，但是這些行為背后的價值觀，仍然包含了對科學(xué)真理的尊重和追求。另外，德國科學(xué)界也和當(dāng)時的歐洲科學(xué)界保持著聯(lián)系和交流，肩負著為國爭光的使命；德意志民族也確實富于科學(xué)素養(yǎng)，盡管只有極少數(shù)人能以科學(xué)為職業(yè)，但是社會上從實業(yè)家到工程師、律師、政治家，不乏真心愛好探討科學(xué)、具有較高科學(xué)鑒賞力的人士。在這些互動中，體制內(nèi)的權(quán)勢不能替代真正的科學(xué)價值和貢獻，并且受到了不斷的監(jiān)督和評判。

廣泛的閱歷和學(xué)術(shù)視野，非常規(guī)的教育和事業(yè)發(fā)展模式，對體制現(xiàn)實的強烈批判意識，和實用主義的身段，似乎是索末菲成功的秘訣。他善于察覺復(fù)雜的實驗數(shù)據(jù)和事實背后的關(guān)系及規(guī)律，并利用復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具解決。但是更重要的，是他在此基礎(chǔ)上形成的科研和教學(xué)風(fēng)格。他唯才是舉，不拘一格，強調(diào)師生間平等和寬松的討論探索風(fēng)氣。這在當(dāng)時固步自封、僵化保守的德國，難能可貴。對科學(xué)真理本身的嚴謹和對探索過程的寬容，是同一事物的兩面。工學(xué)院出身的德拜和大學(xué)低年級學(xué)生海森堡、泡利等人皆可為之作證。其中最生動的例子，莫過于從柏林來的帶有自由派氣質(zhì)的勞厄，性格上與索末菲群體格格不入，更在研究中的重要問題上犯了常識性的錯誤，卻能夠歪打正著地取得了“諾貝爾獎”級別的重大發(fā)現(xiàn)。除了他個人的運氣之外，也和索末菲學(xué)派寬容耐心，不控制每一個細節(jié)的風(fēng)格相關(guān)。

對未知事物的謹慎也體現(xiàn)在索末菲對待專業(yè)外事物的態(tài)度。這本《索末菲傳記》中展現(xiàn)的這方面內(nèi)容很多。這不僅僅讓本書的內(nèi)容超出科學(xué)史的范圍，涉及更廣泛的政治、文化和社會歷史；更重要的是，德國科學(xué)的黃金時代本來就與其政治文化息息相關(guān)。從某種意義上說，英譯本書名“科學(xué)、人生和動蕩年代”更能反映它的內(nèi)容和主題。德國是一個哲學(xué)氣氛濃厚的國家，哲學(xué)和科學(xué)的關(guān)系十分密切，科學(xué)家們經(jīng)常投入對哲學(xué)的激烈爭論。索末菲也不例外，但卻有意保持了一定的距離。他是強烈的德意志民族主義者，一戰(zhàn)前后，他以高度的熱忱積極參與實用研究，尤其是軍事應(yīng)用研究。在出訪的時候，他時刻注意自己是在代表德國—德文原版的書名“原子物理和文化使者”就反映了這種時代文化心理—那是在一個對德國來說異常艱難的時代，通過在專業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位， 索末菲打破了德國科學(xué)界和整個國家受到的封鎖和孤立，同時為個人家庭獲得了一些寶貴的外匯收入。但是，這些都未影響他對科學(xué)價值的判斷。德國科學(xué)家在其黃金時代期間整體的政治表現(xiàn)，在人類科學(xué)史和歷史上都是一個引起很多關(guān)注和討論的問題。索末菲從一個國家意識強烈的普魯士人，到最后和體制分道揚鑣，成為少數(shù)始終沒有加入納粹的學(xué)者之一，其心路歷程很值得研究。

索末菲對美國一向抱有好感、信心和期望，這種心態(tài)在當(dāng)時的德國科學(xué)界，無論左右人士中間，都不是主流。這里有個人際遇的因素：美國財力雄厚，科學(xué)上落后，仰望歐洲，為謀職困難的歐洲博士們提供了職位，尤其是在納粹橫行期間，就連索末菲本人早期也曾動過移民的念頭；為數(shù)眾多的德裔人士使得美國雖是在戰(zhàn)爭之中，但反德情緒卻和法國這樣的世仇不可同日而語；對美國的訪問講學(xué)更給索末菲帶來不菲的收入。除此以外，與等級森嚴、事事講究秩序的德國相比，美國的生活方式很對索末菲的胃口，但更重要的是，美國文化中這種不拘一格的自由風(fēng)格，與索末菲自己的科學(xué)和教育理念有契合之處。他比絕大多數(shù)德國教授更早地覺察到了美國的潛力，在德國科學(xué)的頂峰時期，就看到了自身的危機。早在二戰(zhàn)之前，索末菲就已經(jīng)認識到，以前被德國學(xué)者瞧不起的美國，在許多領(lǐng)域已經(jīng)走在世界的前列，并且似乎具有無限的潛力，物理學(xué)的未來在美國。

《索末菲傳記》的作者?？颂夭┦浚瑸槿说驼{(diào)，幾十年如一日，在簡陋的環(huán)境中專心治學(xué)，在原子物理學(xué)史、量子物理學(xué)史以及作為科學(xué)與技術(shù)之間的學(xué)科的流體動力學(xué)發(fā)展史方面，用德文、英文和法文發(fā)表了大量的論文和專著，是世界公認的科學(xué)史權(quán)威。此外，他還出版過《海因里?！ず掌潅鳌泛汀堵返戮S?！て绽侍貍鳌罚对游锢韺W(xué)家》還曾被譯成日文，引起日本學(xué)界的重視。一九八一年他剛開始從理論物理學(xué)轉(zhuǎn)向科學(xué)史研究后不久，就接觸到了索末菲的資料，并產(chǎn)生極大的興趣。二○一三年，在紀念玻爾-索末菲模型一百周年之際，德文版《索末菲傳記》出版，并很快就被譯成英文，兩個版本都得到學(xué)術(shù)界好評。二○一六年德意志博物館科學(xué)史研究所曾專門為將要退休的?？颂嘏e辦了一場學(xué)術(shù)研討會。學(xué)界對他的學(xué)術(shù)成就的認可就是對他的最佳獎賞。

這本《索末菲傳記》絕非為傳主歌功頌德，而是嚴肅的、集作者三十年研究精華的歷史科學(xué)和科學(xué)歷史著作，內(nèi)容詳實，視野恢宏。對當(dāng)前的中國社會和讀者來說，了解德國科學(xué)史上的這樣一位人物的生平，他成長的社會家庭氛圍，教育養(yǎng)成以及個人際遇、事業(yè)興衰，除了一般的拓展視野、豐富知識之外，還有更為特殊的現(xiàn)實意義。