晚年
量子力学是一个处于尖端的研究领域,它的飞速发展使研究者的“年龄”变得非常敏感。在海森堡30岁生日的时候,狄拉克在写给他的祝贺信中,曾开玩笑地说:“你身为一个理论学家,到了30岁,是否要‘老’了?”[83]
在狄拉克荣登卢卡斯教授职位,第二年获得诺贝尔奖时,他也到了30岁,也曾出现自己是否“老”了的忧虑。
在30岁时就出现对“老”的担忧,对一般人来说,可能不太理解,但对一个身处尖端物理领域的人,并不是没有缘由的。
狄拉克的这种感觉首先来自物理学的研究动向,这种动向可以从1932年的索尔维大会看出端倪。
首先,从大会主题看,核物理和亚原子物理研究成为人们关注的中心;量子力学的研究重心不仅由理论转向实验,而且由物理领域转向化学。随着直线加速器、静电高压发生器、回旋加速器特别是劳伦斯高能粒子回旋加速器的诞生,随着费米慢中子人工β衰变研究,随着泡利为了解释β衰变能量守恒关系提出中微子设想之后,质子、中子和中微子成为人们关注的中心,而不再是电子。面对这一系列新思想、新课题、新技术以及美国涌现的一大批新物理学家,特别是实验物理学家,这种如井喷般的发展趋势,使狄拉克有些不适应。此时,他既不相信海森堡关于核子的新图像,也不相信泡利的中微子,再加上对重整化的反对,更使他逐渐偏离了量子力学理论研究的主流[84]。
到了40岁,令他感到“老”的感触恐怕来自一次讲课。1942年,他为15位研究生开出量子力学课,这是一周三次的课。在听课的人中,就有后来问他对重整化看法的戴森。这是一个极聪明的学生,当时年仅19岁。据同班同学威尔金森(Wilkinson)的回忆,戴森对狄拉克的课极为不满,认为内容陈旧,总讲过去的事,于是常打断讲课,发出连珠炮般的问题,害得狄拉克不得不停下来,花好长时间做出回答。有一次,竟然害得他课没讲完就停止了[85]。
其实,早在20年前,在狄拉克听康宁汉的课时,也做过同样的事[86]。现在轮到他自己的身上了。
到了20世纪五六十年代,狄拉克进入50岁,他的老朋友一个个相继去世。1957年纽曼在普林斯顿去世,第二年范·弗莱克去世,11个月后玻尔死于心脏病,接着薛定谔因心脏病死于维也纳,福勒中风后,健康进一步恶化……昔日剑桥理论物理的一代精英日渐衰落,量子理论的发展也进入瓶颈而裹足不前。随着新老更替,理论物理研究领域的年轻一代占据了中心的舞台,研究的中心也从欧洲移到了美国。
此时的狄拉克也像爱因斯坦一样,开始思索更宏大的课题。早在20世纪30年代,他就曾经断言,近代物理学革命性的事件是相对论、量子力学和宇宙学,他期盼着有朝一日能找到一个最简单的理论把这三者融入一个框架之中。在1939年2月,在皇家爱丁堡科学院的一次讲座时,有人问他关于宇宙膨胀的事,他曾说:“有朝一日,这个发现将会证明比相对论和量子力学更具有革命性。”有人问他,如何解释宇宙的创生,他的回答是,“经典物理不可能解释宇宙现在的状态,因为宇宙的创生非常简单,它造成现今这种复杂状态是经典物理所完全不能解释的,而量子力学有可能给出这个解答。”他断言,“正是宇宙初期量子跃迁的不可预测性,才埋下了宇宙现今各种现象复杂性的种子。”[87](https://www.daowen.com)
正是对这些问题的思考,使他最终把目光转向宇宙学、统一场论和磁单极,但像爱因斯坦、薛定谔和海森堡一样,在这个“大统一”的问题上,他同样没有得到系统性的结论和建树。这个问题的复杂性和艰巨性,使狄拉克感到力不从心,他对自己很不满意,不免伤感道:“那个时期,一个二流学者可以很容易地拿到一流的课题,而现在,一个一流的学者连做二流的课题都感到困难了。”这句话成了狄拉克的名言,被后人多次在其他场合引用[88]。此时他真的感到跟上这个潮流已经力不从心了。
可能是一个大名人,经历了一生的奋斗,对人生和世界有了些看法,也可能觉得是该彻底解脱的时候了,50岁的他,罕见地接受了美国自然科学家库恩(Kuhn)的采访。库恩是范·弗莱克过去的学生,因为知道狄拉克在生人面前不善开口,访问的地点设在狄拉克的妻兄维格纳的家里。访问的题目是“量子力学发展史”,这个题目很宏大,狄拉克的叙述平静、缓慢又充满感情。这次谈话打开了他几十年来没有开过的口,不仅谈起他的童年、父亲,也谈起他的哥哥。此时,在场的维格纳才开始明白,这两个男人对他的一生有多么大的影响。狄拉克的心情沉重,既伤感又懊悔。特别是当问起,为什么他的哥哥如此结束自己的一生时,他说:“我想,他是十分的绝望。我们在没有社交的环境下长大,作为我,一个比他年幼的弟弟,比他更显眼,甚至超越了他。”[89]事后,库恩把这篇受访资料打了出来,征得狄拉克本人的同意,在他逝世之后再公之于众。
人世间,很难找到“永远”,对伟人也是如此。在其追求发明并获得成功的进步中,他常会觉得幸福而快乐,但是,他不能“永远”做到超越自己或他人,也不免会感到痛苦和凄凉。过去的付出越大,成就越大,这种痛苦也就越深。
到了晚年,狄拉克仍掩饰不住他的凄凉。他花了几十年时间保留电动力学方程的优美性,却没有找到他想要得到的。1979年,77岁的他,不无悲凉地承认:“我真的是花了一生时间,希望找到一个更好的量子电动力学方程,但是至今,我只能承认没有获得成功……”[90]
一个“无限大”把他折磨了8年,由于拒绝接受重整化,使他远离了量子力学研究的主流。他更加远离同事,把自己封闭起来,而那些年轻的同行们却利用“重整化”的理论,得到了意想不到的精确解。
回顾一位伟人,我们往往想到的是他们的才能与辉煌成果,正如我们提起哥伦布,往往想到的是他的三次伟大航行,他的发现与他的贡献。实际上,哥伦布的真正成功不只是伟大的航行,也不只是他发现的新大陆,更重要的是,哥伦布的伟大在于他的勇敢。在征途上,他战胜“希望”与“恐惧”相交织的煎熬,面对漫无边际的海洋,他不知道前方将到达哪里,更不知道此行是否还能回到家乡,他离开的是他所“熟悉的土地”,面对的却是“陌生的世界”,希望越大,所受的煎熬也就越深。
科学家的征途犹如哥伦布的远航。狄拉克也说过同样的话:“搞理论研究的人,常常不只是怀有希望,有时,恐惧心理也支配着他们。他们发现,摆脱这种恐惧心理非常艰难。他们害怕理论出现纰漏,怕走错方向,怕出现重大的问题,受到这种焦虑的干扰,常常使他们的思考失去逻辑性。”他又说道:“你可能以为,一个好的理论研究者,他在思考时是相当冷静的,没有感情的和非常有逻辑的,然后由此种非常理智的方式,做出什么新的东西来。实际情况却远不是这样。做研究的也是人,如果他怀有巨大的希望,那他也就怀有巨大的恐惧……其结果,使他们的工作受到很大的干扰,他甚至不能在一条正确发展的路线上,集中他的精力。”[91]这一席话,道出了一个研究者一生中,那种兴奋与低迷、希望与失望、幸福与痛苦相交织的心情。也许正是因为追求科学真理,才使狄拉克的一生充满纯真,这也是他一生传奇的魅力所在。
玻尔为狄拉克的一生给出了最好的总结:在所有的物理学家中,狄拉克具有最纯洁的心灵。