苏黎世时期

更新于 2026年10月12日 版权声明
苏黎世时期

像哥本哈根、哥丁根、剑桥与慕尼黑一样,苏黎世也是欧洲近代物理发端最早的地方。这里有苏黎世联邦理工学院(ETH)和苏黎世大学两所著名学府。苏黎世联邦理工学院创建于1855年,是国际大学联盟和欧洲顶尖理工大学(如瑞士的苏黎世联邦理工学院、德国的亚琛工业大学(RWTH-Aachen)、荷兰的代尔夫特理工大学(TU-Delft)及巴黎的技术学院(即巴黎高科)战略联盟(IDEA)等国际高校组织最早的成员之一。从这里培养出了包括爱因斯坦在内的21名诺贝尔奖获得者,是世界著名的理工大学之一,享有欧洲大陆第一理工大学的美誉。

然而,从1927年开始,苏黎世的物理学却遭遇了危机。苏黎世联邦理工学院物理系系主任德拜离开这里去往荷兰的莱顿,薛定谔离开苏黎世大学去往柏林成为普朗克教授职位的继承人。他们的离去,使物理课程及科研受到了严重的威胁。为了保持苏黎世在物理学特别是理论物理学的领先地位,1927年7月,德拜的同事,一度的合作者谢瑞尔(Scherrer)不得不给苏黎世联邦理工学院的院长罗恩(Rohn)写了一封信,请求设法引进教授,海森堡和泡利都在院长罗恩备选的名单之中。

1928年5月,泡利在生日的前一天应邀来到苏黎世,被聘为苏黎世联邦理工学院的理论物理教授,同时邀请克罗尼格作为他的科研助手。

尽管在泡利到来之前,苏黎世的一些师生就有耳闻,泡利并不善于讲课,但在科研上,他还是位很称职的人选。果然,随着他的到来,这里的学术活动逐渐繁荣起来。当年年底,泡利就发表了题为“从新量子力学研究熵增加的H-理论”的论文[50],这篇论文正是泡利为纪念恩师索末菲60岁生日而作。

在1928年至1929年的这一时期,大量美国学者涌向欧洲学习新物理学,他们纷纷投奔欧洲的几个发展新物理学的学术中心与闻名世界的几位理论物理大师。此时,在丹麦哥本哈根有玻尔;在德国哥丁根有玻恩;在慕尼黑有索末菲;在柏林有薛定谔;在莱比锡有海森堡;在英国剑桥有福勒、卢瑟福和狄拉克;在荷兰的乌德勒支(Utrecht)有克拉默斯,而在瑞士苏黎世则有泡利。

这一时期,仅来苏黎世联邦理工学院工作、学习和交流的,先后就有来自欧洲的珀塞尔(Purcell)、布洛克(Bloch),来自美国约翰·霍普金斯大学的布瑞特(Breit)、温策尔和奥本海默,来自苏联列宁格勒的朗道、罗森菲尔德与来自美国而原来在苏联列宁格勒的伽莫夫。

随着这一批新人的涌入,苏黎世联邦理工学院的研究课题也更加繁荣与广泛。其中具有开创性影响的是固体物理和超导研究,例如瑞士物理学家布洛克在此期间就开始了这一课题的研究。在泡利写给朋友克莱因(O.Klein)的信中说:“布洛克研究起了超导性,在解释超导性上他取得了一些进展,虽然到目前为止,我还不想就此做出评论,但从所得到的结果看,还是充满了希望。”[51]就在发出这封信不久,布洛克就发表了一篇题为“磁场中碱金属的磁化系数与电阻的变化”的论文,这篇论文发表于1928年12月5日,被公认为早期固体物理研究领域具有开创性的一个成果。[52]在这篇论文中,布洛克感谢泡利“真诚地提出许多建议,并澄清了这一工作的许多概念”。这件事表明,此时泡利的工作也扩展到了固体物理领域。与布洛克同时,珀塞尔也开展了对固态热导电性质的探索,以此为开端,珀塞尔扩展到对核磁性质的研究。1952年,珀塞尔因精确核磁测量技术的成果获得诺贝尔奖。(https://www.daowen.com)

泡利效仿索末菲,在这里也设立了三年一个轮回的物理理论基础课,并在每周一下午设立专题学术讨论课,专门讨论当时的热门课题。由于这种学术讨论既新颖又具活力,吸引着世界众多学者到会参与讨论,使得苏黎世在世界范围有着广泛的影响,这一传统一直流传至今。

这一时期,苏黎世成为世界学者争相到来的地方,特别是苏黎世联邦理工学院,更成为世界有名的学术中心。1958年12月15日泡利去世后,为纪念这位具有开创性的先哲,苏黎世联邦理工学院每年12月或次年1月都要举行定期的“沃尔夫冈·泡利讲座”,专闩邀请世界著名科学家在一周内举行三次系列讲座,内容集中于数学、物理学、生物学等自然科学领域。1962年,第一次讲座由德裔美国细菌遗传学家、1969年诺贝尔生理学和医学奖得主德尔布吕克(Delbruck)开出,自那次以来,泡利讲座已经进行了50余届,其中仅诺贝尔奖得主就有三十余位。

在苏黎世工作顺利的同时,泡利的婚姻却遭遇了不幸。1929年12月23日,泡利与比他小6岁的舞蹈教师凯斯(Kathe)结婚。新婚后,索末菲和玻尔都曾邀请泡利夫妇前往家里过圣诞节,新婚的泡利在回信中却说,“我和妻子有可能不能一起来,尽管我们结了婚,但是谁也约束不了谁。”[53]从一开始,索末菲就不看好这场婚姻。果然,很快就出现了裂痕。凯斯在婚前有个男友,是里玻尔(Libre)大学的化学教授,波兰裔德国化学家保尔(Paul)。婚后的凯斯时常住在保尔家,对此泡利很是无奈。在他给克莱因(O.Klein)的信中说:“实际上,我的妻子有可能某一天就会离家出走,你们早晚会收到一份正式的(解除婚约)通知。”[54]凯斯对泡利也有抱怨,她在给朋友的一封信中说:“和泡利结婚以后,我才知道他实际上是这样一种人,他把物理看得至高无上……他常常像笼子里的狮子那样,在家里绕着圈子踱步。他专注于从数学推导中寻求答案,甚至为此陷于极度痛苦之中,还要想办法去制造诙谐,似乎仅这一切就能使他感到很满足了。”[55]

索末菲也看出了这场婚姻所出现的危机,他在邀请泡利去旅行的一封信中说:“亲爱的泡利,谢谢你这么坦诚地向我诉说所遭遇的婚姻困境,也感谢你对我的信任,让我见证了你的这个私密。这件事情变化得也太令人惊奇了!……坦白地说,我只是想与你单独去旅行,而不想邀请你们两个人。”[56]

在汉堡时期,泡利与数学家外尔成了朋友,在外尔写给他的朋友赫克(Hecke)的信中说:“我可以想象,泡利的婚姻生活过得并不好,他的妻子现在又和原来在柏林的男友住在一起了,当然,她还有可能再回来住上一阵,我和他(泡利)并不太熟,我还真一下子判断不出来,这件事对他有多大的伤害,无论如何,尽管他是个很有理性的人,但也和其他人一样,是个凡人,肯定经受着一次次强烈的折磨。”[57]1930年11月26日,这场不幸的婚姻终于解脱了,他与凯斯办理了离婚手续。

在这一时期,涉及离婚事件的不只是泡利,同样还有他的好友和过去的导师玻恩和埃伦费斯特。埃伦费斯特的妻子塔特亚娜(Tatyana)来自苏联,曾是他在哥丁根的同学,比他年长4岁,这场离婚也是导致埃伦费斯特最后走向自杀的一个重要原因;玻恩和妻子海蒂(Hedi)的婚姻危机,使得玻恩数月时间不能恢复正常的教学和研究状态,闭门在家著书,与他来往的只有他的学生约旦。泡利的这个短暂婚姻对他的影响也是深远的,这是自1927年11月15日泡利母亲自杀之后,对他的第二次沉重打击,从此他患上了精神性疾病,在父亲的建议下,他与维也纳精神分析学家荣格(Jung)相识,并建立了长久的友谊。

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