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尼尔斯·玻尔——谦逊的天才
序言——1943年10月
可能你也遇到过,
一架英国轰炸机飞过十月黑暗的天空。在远方的下面躺着黑色的挪威山脉。在那里,纳粹德国的士兵在静静等待,准备好在飞机下降到他们的高射炮射程之内时开火。飞行员再次尝试联系躺在轰炸机腹部的乘客,但是他却始终沉默。他展开担心,这位乘客在飞机飞越被占领的挪威上空,当它上升到指定高度时,没有听见戴上氧气面罩的指令。如果这位乘客没有佩戴的话,他就会在短时间内失去意识,并且很有可能由于缺氧而死亡。
尽管如此,
这种沉默不是一种好兆头,飞行员决定大幅降低飞行高度。在高度下降后,就不再需要氧气面罩了,他在飞越挪威之后立刻行动。几天前,这个位于轰炸机腹部的人从丹麦逃出,在那里他被德国占领军追捕。他乘坐一艘渔船跨越了厄勒海峡逃往瑞典。在那之前,他礼貌但坚决地拒绝了纳粹的原子弹研发计划的邀请。他同时感谢并拒绝了前往莫斯科的邀请,即使在那里他有机会与他之前的同事与密友一起工作。英国在之前也向他发出过邀请,但是只有这一次他接受了。
概括一下,
即使向瑞典的逃亡最初让他从 XM官网 纳粹的搜捕中脱离出来,但是即使在这个中立国家,他也并不有保障。那里充满了纳粹的间谍,绑架并非是不可想象的事情。现在他躺在这里,失去意识,躺在一架英国轰炸机里,前往大不列颠,前去参加世界上最大最昂贵的科学实验,这是为了赢得这场目标为在希特勒之前研发出原子弹的竞赛。
概括一下,
这位五十八岁的人是尼尔斯·玻尔,丹麦最伟大的科学家,国际闻名的物理学者,诺贝尔奖获得者,以及打造了物理学圣地——位于哥本哈根的研究所的创新领导者。
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最终,飞行员抵达了他们的目的地,一个位于苏格兰的军事机场,飞机载着它珍贵的人类货物降落。在这个十月的夜晚,玻尔面带微笑,精神饱满地走了出来。一路上他都在睡觉,据他所说。现在他正在前往盟军服役,他要去参与一个项目,一个停止了一场战争却引发了另一场战争的项目,这个项目将改变人类的历史。
据业内人士透露,
1885-1916 风中的阳光孩童(I)
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在好奇心的温室中成长
尤其值得一提的是,
一位优雅的年轻女士与她的两个小男孩坐在一辆哥本哈根的电车上。她正在向两个小孩子讲一个故事,他们全神贯注地听着,嘴巴张得大大的,目光茫然地盯着前方,看上去完全没有什么才华的样子。电车上的一个乘客注意到了这两个小孩子,对他的同伴说:“可怜的妈妈”。这两个小孩子是尼尔斯·玻尔与哈拉尔·玻尔。两个小男孩在将来都成为了国际知名的学术之星。尼尔斯·玻尔在若干年后获得了诺贝尔奖。
需要注意的是,
这种极端的专注能力刻画了玻尔一生,他将所有的注意力和能量引导向内心的深思中。在几秒钟内,他可用表现得从一个天才转变为一个看起来少有天赋的人。玻尔的好友,德国物理学家詹姆斯·弗兰克谈及玻尔:“有些时候他坐在那里,看起来就像一个笨蛋。他变得面无表情,四肢悬垂,朋友们甚至无法辨别这个人是否真的能看见东西。朋友们也许不得不相信,他真的是个白痴…他的面容真的会变得空空如也;一切 EX外汇代理 ,所有的一切动作都停止了。那是关键的集中注意力的时刻。我非常确信,牛顿也会是这样的。”
怎样让一个人从一个有思想的孩子,一个普通的学生,成为一名革命性的,享誉海内外的举世闻名的物理学家的?就玻尔而言,他幸运地天生具有特殊的才能,但是他同时幸运地出生在了一个充满鼓励的家庭里,在这里他天然的好奇心与理解世界的联系的尝试得到了成年人的培养,他们给予给他以及他的同辈们成长的机遇与空间。成年人们认真对待了玻尔兄弟们,他们的才能得到了激发。他们的好奇心得以成为了他们的指路明灯。玻尔以及他的同辈们能够在一个求知欲的温室中成长,在那里他天生的好奇心得以茁壮成长。也许人们会期望这两个孩子去追求学术生涯,但是很明显玻尔在探索他觉得最有意思的科学的部分上是自由的。然而毫无疑问的是,玻尔的科学天赋,激励性的环境,以及经济上的稳定让他在那些来自其它经济状况的家庭,以及没有玻尔家族的人脉的同代人中,具有很大优势。玻尔出生在一个学术世家中。他的父亲,克里斯蒂安·玻尔数次被诺贝尔生理学奖提名。知识,好奇心以及智性上的鼓励是玻尔家族的日常事务,这也是属于丹麦的文化以及经济精英的传统。
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他们的母亲,艾伦,来自丹麦最富裕的家庭之一。她的父亲是丹麦的进取且富有的犹太金融家D. B. 阿德勒;她的母亲珍妮来自一个英国的犹太家庭。艾伦与这位年少有为的医生克里斯蒂安·玻尔结为夫妻。这位夫妻在艾伦·阿德勒准备大学入学考试的时候相遇了,那时艾伦向克里斯蒂安寻求帮助。在1875年,女性终于被允许进入大学学习,但是由于在那之前,即使在富裕家庭,年轻女性都并未被按照以进入大学学习为导向来培养,因此女性需要额外的帮助来考入大学。艾伦得到了克里斯蒂安的帮助,他们相爱并在1881年于哥本哈根市政厅结婚。基督教与犹太教的婚姻结合,意味着这对夫妻必须决定并且在婚姻证明上注明,将来他们的孩子将会在哪种信仰中成长。克里斯蒂安是无神论者,但是按照婚姻证明的规定,在这种情况下他们的孩子将会在犹太教下成长。在接近三十年的时间里,尼尔斯·玻尔一直居住在丹麦,他的犹太出身并不关键。但是这种情况在纳粹德国占领这个国家后产生了变化。
根据公开数据显示,
艾伦的大学生涯还没展开就结束了,由于在那时她结婚了。但是她的姐姐,汉娜·阿德勒,同克里斯汀·迈耶(译者注:后来成为了丹麦的第一个获得自然科学的博士学位的女性)在1892年一起成为了丹麦的两名首批获得物理硕士学位的女性。下一年,汉娜·阿德勒创办了她的学校:位于索特丹姆·多塞灵恩的H. 阿德勒综合学校(H. Adlers fællesskole på Sortedam Dosseringen)——这是丹麦教育学上的一次创新,在那里男孩和女孩第一次在同一所学校里共同上课。他们在小班里上课,并且采用短课时的授课方法,所有的这些举措在丹麦都是完完全全独一无二的。直到1946年,也就是五十年多过后,哥本哈根市政府才在市区内的所有学校中实行男女同校。汉娜也许也是亨里克·蓬托皮丹的小说系列《幸运的彼得》(Lykke-Per)中的人物雅各布的灵感来源。她成为了对于玻尔来说的一位关键人物,不论是在他的童年时期还是之后的成年人生,她也成为了玻尔家庭里的常客。
与其相反的是,
在1883年,艾伦生下了她的第一个孩子,他们为她取名为珍妮,这个名字来自于她的祖母珍妮·阿德勒。在1885年的10月7日,尼尔斯·亨瑞克·大卫·玻尔(Niels Henrik David Bohr,尼尔斯·玻尔的全名,译者注)诞生在他的祖父的高档住宅中,在哥本哈根的韦厄斯特兰登路14号(Ved Stranden 14).
综上所述,
在1886年,克里斯蒂安被任命为哥本哈根大学的生理学教授,他和艾伦带着他们年幼的孩子搬到了位于布雷厄街62号(Bredgade 62)的外科学院附属住宅。现在这里被建成了医学博物馆。1887年,弟弟哈拉尔在这里出生。玻尔兄弟两人从小亲密无间,形影不离。他们彼此的人生交织在一起,在之后的岁月里他们将互相寻求对方的建议与指导。
IC外汇报导:
这个家庭充满着爱意,并且按照当时的标准来看极其自由。这里没有那种小孩子必须被时刻照看但是不准出声的规定。知识被浇灌进了这两个孩子聪明的脑袋,姨妈汉娜也喜欢带着这两个小孩子在哥本哈根游玩;在游玩中,她在世界的万千新奇事物中将两个孩子引导向了物理的世界。她相信孩子应该走入世界,获得理解世界的程序,而不是坐在书桌前阅读皇家族谱和练习写字。
IC外汇消息:
尽管家里仍然有女佣和保姆,家庭生活并未将成人与孩子分开。克里斯蒂喜欢他们,并且愿意将时间用来与两个小孩子相处。他早早发现,尼尔斯有一种理解物理的特殊才能。他对他的妻子说,:“人们会听见他。人们会前来拜访尼尔斯,听他的讲话”。克里斯蒂安并不是那种喜欢隐藏自己的光芒的人。他数次被诺贝尔奖提名,即使他从来没有得到过它。当他谈到自己和他的孩子时,他说:“我是银,但尼尔斯是金”。母亲艾伦的家族——阿德勒家族——具有强烈的社会意识。他们拥有许多财富,但是他们也将许多财富回馈于社会。他们对他人的福祉感到关切,这并不仅仅限于他们的直系亲属。举例来说,D. B. 阿德勒将他位于北西兰岛上的大型庄园,奈卢姆果(Nærumgaard),捐赠给了哥本哈根市政府,作为来自贫困家庭的孩子的养育场所(børnehjem)。这个场所在1998年被改建为严重残障儿童的日托机构。
1885-1916 风中的阳光孩童(II)
必须指出的是,
宗教并不关键
这三个孩子——珍妮,尼尔斯与哈拉尔同时具有无神论的成长经历与从母亲家庭继承的犹太教背景,为了让他们不在与同学们的相处中显得格格不入,他们在1891年10月6日时接受了基督教的洗礼,这一天是尼尔斯的六岁生日的前一天。他们仅仅是不多变地得到了名字(译者注:根据当时丹麦的基督教传统,孩子在受洗的同时获得自己的名字,尼尔斯的名字就是在此时得到的)。在这个进步的家庭中,宗教并没有发挥什么作用,但是由于这个家庭也全然不是反宗教的,于是青少年玻尔被允许对宗教产生浓厚的兴趣,对此他的父母并不干涉。但在短暂地迷恋宗教之后,玻尔完全放弃了它。在一段时期里,玻尔也曾对哲学家索伦·克尔凯郭尔(Søren Kirkegaard)产生过强烈兴趣,但是他最后还是把他搁置在书架上了,“这真是太遗憾了,在写作中,克尔凯郭尔竟运用如此艺术与天才的语言来表达如此疯狂的想法。”
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玻尔是一个勤奋且具有天赋的学生,但是他却在完成丹麦文写作作业时遇到了困难。拼写绝对不是他的强项,他甚至可能患有阅读障碍,尽管在当时这还不是一种已知的诊断。但是另一方面,他在物理与数学方面显示出了特殊才能,并且多次指出逻辑学教科书中的漏洞。除此之外,他还具有惊人的记忆长诗与史诗的能力。有一项能力被他终生保持着,就是他可用带着愉悦的心情背诵冰岛传奇故事里的长篇段落。父亲克里斯蒂安将他们引领向了足球的领域,两个孩子都成为了娴熟的足球运动员。他们通常乐于去各地比赛,并且热衷于这项户外运动。他们两人都为学院足球队效力,其中尼尔斯担任守门员,哈拉尔担任后卫。哈拉尔是如此的具有天资,他进入国家队并参加了1908年的奥运会,最终获得了银牌。两兄弟同样热衷于徒步与滑雪,这是两项玻尔直到非常年老时仍然在坚持的爱好。
充满幽默感的的哈拉尔总是那个调皮鬼,时常激励着有些沉闷的尼尔斯,他也总是那个在聚会中讲笑话的人。有一天两兄弟说好要互相取笑对方。于是哈拉尔先展开了,他机敏迅速地妙语如珠,正中尼尔斯的痛点,随后尼尔斯乞求他:“噢,喔……停一下……朋友们不要再说了”。哈拉尔停了下来,然后请求尼尔斯取笑回去。他想了很长时间,然后尽他的最大努力让自己的语气变得尖酸刻薄。不过他能想出来最坏的取笑方法就是:“朋友们的外套上有一个污渍!”在这方面,哈拉尔远远超越他的哥哥。他仅仅在哥哥之后一年就成为了大学生,即使他们的出生日期相差了18个月。哈拉尔随后在22岁的时候就获得了博士学位。然而,哈拉尔却从来没有掩饰,他将尼尔斯视为家族里的天才。当哈拉尔被问到会不会感觉难受,在与尼尔斯的比较中位于第二名,哈拉尔眨了眨眼,回答道:“尼尔斯才是第二名”。哈拉尔进入了足球国家队,并且在他的生涯中获得了奥运会银牌。
旁听
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在尼尔斯的童年时代有一个非常特殊的地方,就是他和弟弟哈拉尔被允许旁听家中的讨论。克里斯蒂安·玻尔是丹麦皇家科学协会的成员,他常常喜欢在协会的会议之后与三个同样为协会成员的朋友继续在家中讨论。这种讨论在家中时常发生。在一般的家中,当大人在谈话的时候,让小孩走开一边玩儿去是非常自然的事情。但是在玻尔家中,孩子们被允许在一旁坐下并且听大人们的讨论。除了听父亲讲话之外,他们还可用听到物理学教授克里斯蒂安·克里斯蒂安森(Christian Christiansen),哲学教授哈拉尔·霍夫丁(Harald Høffding)以及语言学教授威尔海姆·汤姆森(Vilhelm Thomsen)的谈话。玻尔在一篇关于哈拉尔·霍夫丁的回忆录中写道:“当小编长到足够大,从能够由他们的谈话中获益展开…小编两兄弟就被允许参加在小编家举行的会议,并在那里得到了一些小编最早且最深刻的印象。”孩子们在那里收获了早期的批判性科学思想的介绍,他们同时获得了完善思考与论证的表达能力。玛格丽特(Margrethe),尼尔斯的妻子回忆说,他提到过两兄弟在孩童时期如何被允许旁听对话的:“…尼尔斯与哈拉尔小时候在我岳父家见面时,他们听到了许多东西。他们被允许坐下旁听。这在他们的人生中发挥了巨大的作用。克里斯蒂安森(物理学教授,译者注)是一个拥有很强宗教信仰的人,而其他人并不这样,然后在这个方面他们展开了讨论,小孩子们在一旁听着。”
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1885-1916 风中的阳光孩童(III)
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物理学的进步——物理学家展开对原子产生兴趣
事实上,
当尼尔斯与哈拉尔坐在一旁听父亲的讨论时,物理学在那一年正在发生巨大的变化。玻尔他们或许也听说了最近的放射性现象与有关电子的新发现。两个现象都将改变小编的世界图景。于是让小编快捷回顾一下从玻尔的童年时代到他能够真正理解原子的时段内,物理学所发生的重大进展。
亨利·贝克勒(与居里夫妇共同获得1903年物理学诺贝尔奖,译者注)在1896年发现了放射性;在那时他发现某些物质可用在没有光的情况下在照相底片上显像。在1897年,玻尔12岁时,J. J. 汤姆孙发现了电子——第一个原子性的(这里的原子性是指德谟克利特意义上的不可分割的原子,下一句话里的原子是指当时化学意义上的原子,译者注)粒子。这表明原子并非是不可分割的,其具有内部结构。当人测量这个带负电的粒子——电子时,会发现它具有质量,且它的质量比原子本身的质量要小两千倍。然而人们仍然不清楚,电子究竟是怎么构成的。他们假设,电子在原子中像葡萄干在葡萄干面包中一样分布。无论如何,人们认为这些粒子在构成原子的过程中起着核心作用。像魔法一般,汤姆孙推翻了一个流传千年的,起源于古希腊时期的假设:原子是自然界中最小的单元。原子(Atomos)在希腊语意味着不可分割。尽管人们还需要很多年才能够分裂原子,这个发现显示出,对于尝试理解自然界的最小单元是如何组合在一起的,目前仍然有许多自然现象可用研究。
1900年,马克斯·普朗克建立了辐射定律。这个定律包含了一个新的自然常数,即普朗克常数。人们随即意识到,辐射的能量必须由很小的分立的能量构成——即能量是量子化的。当朋友们坐在一个温暖的火炉前时,热量并非像一条长长的稳定的溪流那样传递出来,而是通过一些微小的部分——量子,像绳子上的珠玉那样来到面前。这是一种突破性的新的思维方法。这些发现将会在玻尔之后的原子理论中得到应用。运用辐射定律的公式,普朗克创立了量子力学。这个新的物理学分支将会在45年后帮助取得战争的胜利,同时也开启了一轮军备竞赛。
IC外汇专家观点:
1907年,欧内斯特·卢瑟福发现了阿尔法与贝塔辐射。在1910年,当玻尔正在撰写他的博士论文时,卢瑟福证明了原子质量的大部分集中在核心部分。他将在之后成为玻尔的导师,并且成为玻尔的一处巨大的灵感来源。他提出了一个原子模型,其中电子像行星围绕太阳一样运动。然而这个模型存在难点,其中一个是原子的稳定性。小编知道,带正负电荷的物体会互相吸引,根据经典物理,电子会在某刻时刻失去能量,它们会离原子核越来越近,最终撞上原子核。现实不可能是那样的,由于如果这是真的话,小编的这个由稳定的原子组成的世界就会不复存在。尝试理解电子与原子核是如何稳定结合的,这将占据玻尔将来许多年的思考。小编大部分人不会对原子是不稳定的这一假设感到恐惧,由于小编根本就不会去思考原子的存在。这就是区分了物理学家与其他人的地方。他们努力去理解,世界是如何构成的,以及哪些定律在支撑着它。一些物理学家仰望星空,尝试理解这个无限宇宙是如何构成的。另一些人,如玻尔,将他们的注意力集中在最微小的事物中最微小的部分,以便解释最宏大的事物里最宏大的部分。
尽管如此,
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