寂寞的研究者
1940年底,泡利访美即将结束。由于各种原因,他仍想滞留美国一段时间。在写给苏黎世的助手约克(Jauch)的信中,他说:“鉴于目前事态的发展,我考虑这次出行再延长一段时间。(因为)没有一家轮船肯接受我直接从美国跨大西洋横渡到欧洲,也没有到日本或西伯利亚中转的可能,因为如果这样,我将可能陷入德国。我不得不在这里多停留一段时间,有可能直到战争结束。”在这封信的末尾,他请求约克把他的讲稿寄来,因为有可能将来会用得着它们[70]。
泡利在美只是访问教授身份,没有固定的职位和收入。普林斯顿高级研究所主任阿德洛特(Aydelotte)告诉泡利,在普林斯顿高级研究所,还没有固定的有薪职位可以提供给他,泡利只能依靠洛克菲勒基金会的补助。根据规定,在1940至1942两年间,每年只有5000美元。为了学术交流和生活所需,泡利不得不另找一条谋生之路。他向巴尔的摩的约翰·霍普金斯大学联系教学的职位,结果没能成功。有人建议他在国防部门想想办法,因为战时,国防科技部门钱多人少,求职将比较容易。犹豫再三之后,泡利写信征求好友奥本海默的意见。1943年5月20日,奥本海默给他回了信。泡利与奥本海默的来往信件很多,但是大部分都散失了,这封信是仅有的保留下来的几封信之一。奥本海默在信中说:“对于你来说,这纯粹是个浪费,这是个错误的决定。你是个理论物理学家,能帮助这个国家的是保持基础理论研究的活力,使这一领域不受战事的侵扰,这才能彰显你的价值所在。”在信中奥本海默告诉他,国防部的这些课题直接与战事相关,即使有了成果,也不能向外发表[71]。
在奥本海默的建议下,他参与了奥本海默的介子物理研究。虽然对他来说这是个新课题,但他很快就进入了状态。1941年,泡利就这一课题的研究成果,在普林斯顿高级研究所开出了“宇宙射线理论”讲座;这年10月,他再度出席在芝加哥举行的美国物理学会年会;次年2月1日到5日,泡利在普林斯顿高级研究所开出“强耦合理论”讲座,同时也接受了普渡(Purdue)大学邀请,到那里宣讲这一理论;1941年12月,泡利在美国物理学会在普林斯顿高级研究所召开的物理学会讨论会上,宣讲他与丹克夫(Dancoff)合作研究的有关“核子间强相互作用”的研究成果,在这一成果中,确定了核子间相互作用的激发能量值[72]。
在这个基础上,他与丹克夫很快又有了进一步的成果,其计算的繁复与难度之大非常惊人。这一成果的价值很快显现出来,事实证明,它具有多方面的价值,其一是在这个基础上,温泽尔进一步建成系统的强相互作用理论,成为量子力学在20世纪40年代中的一个革命性进展;其二是泡利高难度的计算推动了介子物理的发展,被希尔博(Serber)和丹克夫引用到了他们关于介子强耦合作用论文中[73];其三是该论文的主要思想与计算被用于韦斯科夫的研究之中,由此推动了介子物理研究的发展。
1943年4月24日,泡利与库萨卡(Kusaka)合作,完成了介子物理的另一篇论文[74],他们的这一成果在1943年1月美国物理学会在纽约召开的大会上宣布。(https://www.daowen.com)
尽管泡利的成果不断,但研究资金问题一直困扰着他。根据规定,1943年的洛克菲勒资金补助由1940至1942两年的5000美元减少为3000美元,普林斯顿高级研究所主任阿德洛特想尽办法为他找了份教学的工作,是在一个规模很小的学校。这是泡利一生中研究最辛苦且生活最拮据的一个时期。他的研究是既寂寞又困难的。
一年多以后,情况有了稍许好转。1944年12月9日,泡利在麻省理工学院进行第五次讲课,在这里,泡利被指定为《物理评论》为纪念玻尔60岁诞辰特辑的主编;1945年1月19—29日,在纽约召开的物理学会工作会议上,泡利又被提名为学会会刊三年期的编辑委员会主编;1945年1月,爱因斯坦作为诺贝尔奖委员会委员,提名泡利作为当年获奖人员,有人推测爱因斯坦此举是希望在他退休后,由泡利成为他在普林斯顿高级研究所的继任者[75]。这件事很快被证实,1945年6月17日,研究所主任阿德洛特给泡利发出一封正式公函,其中说:“我很荣幸地通知你,你被推荐为研究所的全职教授,此外,我还被允许告知你,年薪10000美元,附加1500美元补贴,直到你退休为止。我们认为,在过去5年里你在研究所的工作证明,没有人能比你更适合这个职位。”没有想到的是,阿德洛特在这封邀请信后又附加了一句:“但是,你和苏黎世尚有契约合同,为此我对你表示同情,我不得不告诉你,只有先解除这一约定,你才有可能获得这个永久的机会。但是我很怀疑,在你和你的夫人成为正式美国公民之前,这一切是否行得通。”[76]这说明,阿德洛特的邀请再好也是水中的月亮。在此期间,泡利还接到来自拉比(Rabi)的邀请,希望他成为纽约哥伦比亚研究所的全职教授,这封邀请信在1946年1月14日由哥伦比亚大学校长法肯萨尔(Dr.Frank D.Fackenthal)亲自签发;此外,还有范夫雷克向他发出的去哈佛与施温格(Schwinger)和贝特(Bethe)合作的邀请。所有这一切都是泡利这个寂寞研究者所应得到的回报。然而普林斯顿研究所主任阿德洛特所提到的附加条件很难实现,在写给苏黎世的好朋友、心理学教授梅耶尔(Meier)的信中,可以看出泡利的无奈,他说:“我的故乡对我来说,已经成了精神上的东西了。作为一个本应该有灵魂的人,显然,我已经完完全全地不归属于那个国家了。看起来,有些东西,如自由,已经成为遥不可及的事,它们对于我来说已经不存在了。难道祖国也像女人那样,一个人不能拥有两个吗?多一个,少一个又有什么影响呢?是不是我不能有这个奢望呢?我真的是不懂了。”[77]
此时的泡利除了对自己的前途表示困惑,也对物理学的发展感到悲观。当他看到核物理的研究用于原子武器,大量物理研究人员在新武器的制造上趋之若鹜时,他有了一种厌世的感觉。玻尔60岁生日时,在写给玻尔的信中,他说:“我祝愿你能一如既往地关注更广泛的世界性课题,这样的态度比我现在的状态更有活力,也更有希望,对世界未来的发展也更公正。”1945年,在他写给梅耶尔的信中说:“原子弹是个罪恶的东西,它同样与物理学有关……我怀疑,从根本上说,所谓的自由研究已经不复存在了。”[78]
多年以后,当泡利回忆起在美国的这段日子时,他曾说:“过去的那些年,特别是1942年至1943年期间,我感到孤独……我常想起在麻省理工学院讲学时,乌伦贝克对我说起的话,他说:‘事实上,我的心脏要比我的思想更健康得多。’”[79]