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物理学家本福德与氢弹之父泰勒


http://www.sciencehuman.com   科学人 网站 2005-01-20

 

    爱德华·泰勒是20世纪物理学发展中一个极为重要的人物。1935年,他与物理学家西拉德和魏格纳共同说服了爱因斯坦,请他向美国总统罗斯福讲述纳粹研制原子弹的潜在威胁,从而促成了美国的原子弹计划。第二次世界大战期间,他与同时代的物理学家费米、盖莫、贝特和朗道等人,成功地将量子力学等物理宇宙新思维应用到实际问题的解决当中,研制了原子弹和氢弹,展现出科学思维改变世界历史命运的力量。

  2005年是世界物理学年,在最新出版的《自然》杂志上,美国加州大学达尔文分校物理系教授格里高里·本福德讲述了在他事业起步的关键时刻,泰勒的面试激起了他对物理研究的兴趣,以及后来与泰勒共事过程中对他的影响。他说,工作面试常常是一种精神痛苦的经历,但在少数情况下这种面试会改变一个人的职业方向。

  1967年的一个午后,美国加州大学伦斯放射实验室的一位人事主管将本福德带到一个宽大但有些凌乱的办公室,并告诉他说“某个人”要问他几个问题。本福德正在申请当时物理学界薪水最高的博士后职位,作为加州大学圣迭戈分校培养出来的物理学博士生,他猜想这可能是在对他进行“忠诚审查”。但意想不到的是在堆着高高一摞物理学期刊的办公桌后面,坐着的竟然是有些心不在焉的物理学家爱德华·泰勒。本福德不知道是泰勒本人坚持要对每位博士后候选人进行面试,后来有人告诉他说:“这样做的目的是为了让你不要太紧张。”本福德在见到泰勒时确实有些受惊吓的感觉。

  令人生畏的面试

  在本福德的眼中,泰勒是一位著名的物理学家、核武器实验室的主任,是氢弹研究中的一个幻影,是最令人敬畏的会面者。在接下来的一个小时中,泰勒详细询问了本福德博士论文《固态等离子体》中的问题,其间没有人打断他们。泰勒一页页地翻看他的博士论文,对其中没有发现的细微差距、被忽略的困难和一些公式进行了盘问。本福德努力跟上泰勒的思维,但泰勒的问题像暴风雨一样涌向他,等他将问题想明白时却已经没时间回答了。

  本福德的博士论文探讨的是强磁场如何将一个外电子与铟锑化合物结合起来,这一推测最后被证实了。泰勒在其中看到了许多应用,他很快站到本福德旁边的黑板前,在上面写出一系列的方程式。泰勒的反应是如此迅速,他在本福德战战兢兢的解释中看到了后者论文中所描述的现象之间的内在联系,而本福德对这些联系只有些模糊的概念。本福德说他以前从未遇见过这样快速的思维,当时他紧张得直出汗,这种状况一直持续了好几天。

  本福德出人意料地通过了审查。在会面结束前有一段长时间的停顿,之后,泰勒作手势让本福德坐在一张木椅子上,他宣布说:“最重要的问题,是您愿否就我们所提出的问题从事研究?”本福德的大脑中突然冒出斯坦利·库布里克的电影《奇爱博士》的画面,这部电影描写了一个沉醉于核武器战争的科学家,一般认为影射的就是泰勒。泰勒曾经问他是否愿意从事武器研究,但前提是他完全可以按自己的意愿选择。然而这次会面中,泰勒给本福德留下的却是深沉、爱思考的印象。本福德是在冷战的阴影下成长起来的,父亲是一位职业军官,全家随父亲居住在被占领国日本和德国。本福德说日本和德国是发达国家,但最伟大者最容易犯大错误。战后日本和德国的破碎让他无法忘记。他认为完全没有能力使用核武器是最好的,这样就会避免洲际间的战争。

  大胆猜想 小心求证

  本福德接受了泰勒提供的工作,因为他认为泰勒不是热衷核武器战争的“奇爱博士”,他只想做物理并在其中获得乐趣。在接下来的4年里,本福德同利弗莫尔和泰勒及其他天才,如洛厄尔·伍德等共同工作。他加入了超光速粒子的研究,理论推测可能有速度超过光速的粒子。没有任何人能想像一个武器实验室能做这种类型的研究,但泰勒让理论学家们自由驰骋。当超光速粒子的观点突然出现在物理学期刊上时,泰勒却认为这是非常不可能的事,本福德也同意这一点,但从事这方面的工作纯粹是因为思索的兴趣。速度超过光意味着粒子能够旅行到过去的时光。

  泰勒引用不同的意见来反对超光速粒子,费米最著名的问题是:它们在哪里?泰勒问道:“如果超光速粒子存在,那么为什么我们看不见它们?我们从哪里接收来自未来的信息。”本福德则说因为还没有建立一个超光速粒子接收器。大自然不可能有这样一种自相矛盾的效应存在,即如果光在时间上是向前进的话,那么它们的反粒子则会回到过去。在两位同事的帮助下,本福德在《物理学评论》上发表了一篇题为《超光速粒子反远程通讯》的论文,结束了这一场争论。后来,他以此为题材写了一部名为《时间轴》的科幻小说。

  本福德说他经常会遇到这种从猜想导致仔细理论思考的情况,并常常激发出他写科幻小说的灵感。通常所接受的说法是科学研究是小心翼翼的事业,理论学家们在数据中的异常现象里探索新的模式,尽职尽责的实验员再将这一模型进行反复的验证,等等。但本福德却说他从泰勒身上学到的科学精神却是“大胆猜想、小心求证”,这种精神让人在还没看一件东西时就抓住了它的精神,然后再进行仔细的研究。现实中的科学研究过程比人们的想像中的更令人惊奇。

  相关链接

爱德华·泰勒1908年1月15日出生于匈牙利布达佩斯,2003年9月9日因中风在美国加州斯坦福逝世。他1926年赴德国学习,1930年获得莱比锡大学的理论物理学博士学位。当希特勒的权力在德国上升时,他移民到美国,并在乔治·华盛顿大学任教。他是第一位应征进入曼哈顿计划的科学家,在曼哈顿计划中他并不是主角,但在后来成为解决氢弹设计中关键问题的核心人物,因此得到美国“氢弹之父”的称号。二战之后泰勒到芝加哥大学任教,并做过进行核武器研究的美国劳伦斯利摩国家实验室主任,后转到斯坦福大学。2003年布什总统向他颁发了总统自由勋章。

[科学时报]

 

 

 

 

 

 

 

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