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老师,伟人

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:奥本海默从不安排期末考或小测验。奥本海默每一堂课都是一次快速的演讲,伴随着许多他在黑板上飞快写下的方程式。奥本海默总是很耐心地回答,除非问题很愚蠢,他的反应才可能会很不客气。奥本海默上课时最突出的特点可能是不停地抽烟。研讨班是奥匹的领土,也是奥匹的王国。偶尔,奥匹让学生讨论一些已发表的、他认为有讨论价值的论文。

杰尔居埃 老师,伟人——纪念奥本海默

杰尔居埃 老师,伟人[1]——纪念奥本海默

付诸巨大的努力成为合格的物理工作者是值得的。

我于1938年8月至1942年1月在加州大学物理系攻读研究生。初到时,我只听到过罗伯特·奥本海默(J.Robert Oppenheimer)这个名字,对于这个人的情况一无所知。可是通过听他的课,我很快就对他熟悉起来。他的每一堂课都展现出他独特的教学风格。

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奥本海默摄于20世纪40年代初

奥本海默从不安排期末考或小测验。他给我们布置甚多的作业,其中很多问题指导性很强,并非就只是习题。他的课程都没有指定的课本,如果我们想要找课本或是解释性材料,那只能靠我们自己。

他不愿意指定课本有其原因。例如,他上电磁学课时,许多材料都用于介绍电磁学中新形成的、仍在发展中的量子理论。这些超前的资料不可能出现在当时我们可找到的电磁学理论教材中。

同样,在薛定谔(Schrödinger)发现他的波动力学方程式后10年里,没有任何英文教材可用于教授波动力学。

奥本海默每一堂课都是一次快速的演讲,伴随着许多他在黑板上飞快写下的方程式。他动作神速,计算却极少有差错。我唯一可能保存这些资料的方法是一边听一边速记。下课后,趁着记忆犹新时,尽快把这些潦草的字迹整理成完整的笔记。我敢肯定每一位认真的学生都这样做。很多时候,我们几位学生会在黑板上争辩着他刚讲过些什么。奥本海默的每堂课,比起我念研究生时其他课程,需要我花更多的时间,而我所学到的也远远不是和其他课程学到的能相比的。

在我印象中,奥本海默从不主动与班上的学生进行苏格拉底式的对话,我也记不起他曾经在计算过程中停下来问学生接着应该如何做。如果学生想问问题,可以随时打断他。奥本海默总是很耐心地回答,除非问题很愚蠢,他的反应才可能会很不客气。不幸的是,他耐心的回答通常并不能解释清楚问题,因为他不善于从学生的角度去考虑,没有意识到对他来说很清晰的东西学生并不清楚。学生若是追问下去就有可能会被他嘲弄。不过他对曾使他厌烦的学生并没有长期的恶意。

奥本海默上课时最突出的特点可能是不停地抽烟。一支香烟刚刚烧成灰烬时,他几乎可以以同一个动作就能一面熄灭一支香烟,一面点燃另一支香烟。我今天依然可以看到他站在黑板前,一手握着粉笔,另一手夹着香烟,脑袋笼罩在烟雾里。

虽然他最大的兴趣在于做研究,但是他对教学十分认真。他不辞辛苦地革新课程,让学生可以最快地进入物理研究,这一点很值得我们赞赏。

更生动的记忆是关于我做他博士生的时期。1939年春天我加入他的队伍,他没有立即给我一个研究题目,当时我在加州大学还不到两个学期。我只参加了他每周举行的理论物理研讨班。他虽然有时让人畏惧,却没有一点架子。他不介意别人叫他“奥匹”(Oppy),我就一直这样叫他。

量子力学兴起于欧洲,一直是极难懂的学科。到1926年薛定谔写出著名的方程式,才使得我这类非天才人物可以进入这个领域。

美国理论物理学家中只有少数几位有幸于1926年前后在欧洲学习量子力学,又有足够的天分把所学的带回美国。奥匹就是其中之一。[2]

奥匹师从于玻恩(Max Born),于1927年在德国哥廷根大学获得博士学位。两年后,他成为加州大学物理系一员。[3]

1929年至1935年期间,在许多伟大的欧洲物理学家为逃避希特勒,到美国创建自己的现代理论物理研究小组前,那些不愿去国外又想做前沿理论物理研究的学生就在加州大学物理系师从奥匹,因为当时美国其他教授很少人在积极从事这方面的研究。

奥匹很高,出奇地瘦。他很少静止不动,没有其他动作时,他总是喷吸着香烟,或是一边说话一边挥舞着它。他受过很好的教育,博览群书,我们都听说过他能够引述梵文原始资料。他的面部表情丰富,喜怒哀乐尽现。我认识他时,他大概是35岁至40岁之间,毫无疑问那时他的物理研究能力和思考能力正处于巅峰。

他与学生的关系出奇地随便。他允许学生随时到他办公室参阅他私人图书室里的物理书籍。他的办公室长长的、还算宽,只有靠着一面墙的几个书架和一块长黑板,显得空荡荡。他没有固定的办公时间。他有时很情绪化,他独自一人时,我可以轻易从他的样子判断是否应该跟他说话。可是如果他愿意谈话,你根本不需要先跟他预约。即使觉得他不介意被别人打搅,可是这也并不是说研究生就会毫无顾虑地向他请教物理问题。对于他认为是愚蠢的问题,他的反应会是十分刻薄,你有可能会非常沮丧地离开他的办公室。

研讨班是奥匹的领土,也是奥匹的王国。他挑选演讲者,除了少数几次以外他完全控制着研讨班的进程。与他上课时截然不同,他在研讨班上几乎从不自己上台演讲。他宁愿坐在第一排不时向发言者提出问题。除非他已经安排组外的人演讲,他总是让恰好在加州大学访问的杰出理论物理学家演讲,这样,奥匹自己组里事先安排好的发言人只能推迟。

在那些年里,加州大学的回旋加速器是世界七大物理奇迹之一。著名的物理学家从世界各地到加州大学访问。费米(Enrico Fermi)于1940年做过一系列的演讲,泡利(Wolfgang Pauli)于1941年到加州大学访问。奥匹说服这些访问学者在他的研讨班上演讲,使我们可以直接由专家口中了解到前沿理论物理的情况[4]

通常,学生会就自己刚完成、即将写出文章的研究做演讲。偶尔,奥匹让学生讨论一些已发表的、他认为有讨论价值的论文。如果找不到这样的学生,发言的任务就会落在奥匹的研究员身上。奥匹的惯例是每年给他的研究员一个很广的题目,几乎相当于一个课程。如果没有人演讲,他的研究员就要继续讨论这个题目。

奥匹在研讨班上喜欢扮演的角色是向演讲者提问。要是奥匹对回答不满意,他就会提出自己的看法;他也会把发言人扫到一边,自己冲上讲台发言。

很可惜,他的回答并不总能说明当时讨论的问题。我清楚地记得有许多次,在奥匹回答后,就听到“可是,奥本海默”,这带着德国口音的叫声出自斯坦福的布洛赫(Felix Bloch)教授口中。他大概每个月会从帕洛阿图市(Palo Alto)开车来参加一次研讨班。我们学生很欣赏布洛赫对奥匹的不满,我们喜欢说布洛赫是奥匹最资深的学生。直到第二次世界大战后,我才意识到布洛赫是一位非常杰出的物理学家。他于1952年获诺贝尔奖[5]

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布洛赫

奥匹是一位有礼貌的人,他尽量避免在研讨班上让外来的演讲者不高兴。可是对自己的学生,他的提问方式咄咄逼人,常常不留情面[6]

我不认为奥匹有虐待他人的倾向,他可以称得上善良。我相信奥匹向学生提问并不是存心让学生难堪,而是为了阐明问题,而且常常是为听众着想。我认为当奥匹听到错误或模糊的物理理论时,他穷追不舍地提问只不过是一种消除难受的自然反应,就像搔痒一样。

遗憾的是,一旦他先前的问题把演讲的学生吓成战战兢兢的枯叶,不能再回答新的问题时,他不能体会学生的感受而顾全体面。

当奥匹的研究员希夫(Leonard Schiff)演讲时,奥匹对他的态度也并不会比对学生演讲者好。好几次希夫很明显差点让奥匹弄哭了。奥匹对希夫的态度影响到学生对希夫的才干的看法,就像学生对布洛赫的看法一样。我们当然没有想到希夫后来会这么成功[7]

我忍不住要比较一下奥匹对希夫和对施温格(Julian Schwinger)的态度。施温格于1940年代替希夫成为奥匹的研究员。那时我们饶有兴趣地等待着施温格的第一次研讨班。其他学生都在猜测施温格能招架几回奥匹的提问,我却在猜想着奥匹对施温格的对抗会有什么反应,我在纽约城市大学念学士时就已经领教过施温格的天才。

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希夫

施温格第一次参加研讨班的遭遇果然跟我预料的一样。施温格刚开始讲话,奥匹就提了一个问题,施温格回答了他。奥匹又来一个问题,施温格也回答了。接着有更多的问题,施温格一一作答。施温格大概回答了十几个问题,仍然应付自如,奥匹就没有再提问,让他一直讲完。以后在施温格的研讨班上,奥匹再也没有随便用问题打断施温格的讲话。奥匹没有再提问是因为很明显施温格知道自己在讲什么,他不需要别人启发就能够充分讨论讲题中的所有微妙之处[8]

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施温格

奥匹密切参与大部分学生的博士研究工作。他对很多学生的研究工作都发生兴趣。在不少情况下,他还亲自与学生一起工作。即使他对某些学生的研究成果不十分感兴趣,但是他给他们的工作都具有研究价值,都与现代物理学密切相关。做完研究的每一位学生,比起刚刚开始研究工作时,都是更加合格的物理工作者。

当然,我相信当代任何一位物理大师的学生在评论他们的导师时也会重复我的话语。例如,奥匹本人就是玻恩的博士生。

奥匹用少有的热情研究物理、讨论物理。他生活在物理中。他这种热情激励了他的学生们,当然也激励了我。

虽然我们忍受了奥匹无情的提问和他那使人难堪的嘲讽,可是我们这些学生都爱戴他,感激他的教导。奥匹狂热地喜爱物理,显然把物理放在首位,知道这一点有助于我们建立一种信仰:付诸巨大的努力成为合格的物理工作者是值得的。特别是在战前经济萧条那个年代里,当时“物理”这个词还没得到重视,理论物理学者很难寻找生计。对于他给予我这一信念,我至今仍然敬爱他,感恩于他。

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图5 奥本海默1962年摄于日内瓦

后记:这是一篇很有价值的文章,对奥本海默20世纪30年代与研究生的关系作了很生动的描述。奥本海默后来被任命为美国原子弹设计实验室(洛斯阿拉莫斯实验室)主任。在他的主持之下,美国成功地制造出了世界第一颗原子弹,也使他成为20世纪人类历史上一位名人。

奥本海默是一位天才的、个性十分复杂的人物,迄今为止他的传记已出版了十多本,2005年会再出版至少两本。他的成功与他的失败、他的长处与他的短处,他的复杂的个性的成因都变成许多人钻研的问题。

本文作者对奥本海默的记忆显然也是十分复杂,有极正面的部分,也有极负面的痛苦的部分。文中的许多故事在美国学术界流传很广,作者写下来成为第一手的历史资料。

【注释】

[1]本文根据美国彼兹堡大学退休物理教授杰尔居埃(Edward Gerjuoy),于2004年6月26日在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)举行的“奥本海默与曼哈顿计划”学术会议上的讲演。本文由翁帆译,杨振宁先生注释并作后记。

[2]这一段文字所叙述的是美国物理学史上一件大事。奥本海默(1904—1967)在30年代至40年代初在美国所训练出来的几十位研究生与博士后很多于战后成为美国理论物理各专业的带头人。

[3]奥匹同时也是加州理工学院的教授,对两校的物理系都有巨大影响。

[4]毫无疑问从30年代至二战初期,美国的理论物理中心是环绕在奥本海默的周围。

[5]布洛赫(1905—1983)是第一流的物理学家,是量子固态物理理论的奠基人之一。他在德国得博士学位后即到帕洛阿图市的斯坦福大学任教。后于50年代初曾短期任欧洲CERN的所长。他因在核共振(Nuclear Magnetic Resonance)方面的工作获1952年诺贝尔物理学奖。这一段文章十分生动地描述了奥本海默当时咄咄逼人,常常不很客气的作风。

[6]作者在这一段中的记忆不太正确。50年代在普林斯顿我(杨振宁)就曾亲眼看到过多次奥匹使外来的演讲者难堪。据说在30年代他更不客气。

[7]希夫(1915—1971)是重要的理论物理学家。战后曾先后任宾州大学与斯坦福大学的物理系主任。在他任期内,斯坦福大学物理系发展成为一个世界物理中心。

[8]施温格(1918—1994)是有名的天才,与费曼(Feynman 1918—1988)同岁,两人同时于1965年获诺贝尔物理学奖。

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