情况是这样:当人们按照经典的热力学和波耳兹曼统计理论去计算一个平衡的“黑体辐射”腔体的能量时,发现随着光波频率的增加,其总能量积分竟然是发散的无穷大。这显然与事实不符。这在科学史上被称之为“紫外光灾难”。尽管当时人们对物质结构,对质量和电量的不连续性已经有所认识,但对于能量却仍然按照直觉,天经地义地认为应该是连续的。在“山重水复疑无路”的情况下,普朗克于1900年大胆提出了“光量子”的革命性假设,认为辐射能量也是和电量一样是不连续而有一个最小单位;而光辐射的能量同辐射的频率成正比。“黑体辐射”问题从此迎刃而解,物理学“柳暗花明又一村”。
不过在当年,普朗克这个假设也是千难万难才慢慢被接受的。要摆脱传统的思路和常识的偏见是困难甚至于痛苦的,就连普朗克本人也是一再企图把光量子融入到经典方法中去取得突破,整整浪费了多年的精力无功而返。
那个年代的人们要比现代人诚实和执着得多,对自己长期所寄托的精神家园看得很重,很神圣。一旦这个精神家园破灭,他们会感到失落和痛苦,有人甚至可以自杀。笃信原子理论、弹得一手好钢琴的大物理学家波耳兹曼(LudwigBoltzmann,1844—1906)在一批证实主义者(Positivist)的长期围攻下被搞得心力交瘁,得了严重的忧郁症。尽管最后证明他是正确的,却依然心灰意冷。1906年9月,在亚得里亚海海滨他所钟爱的小城杜伊诺(Duino)度假时,他竟然用领带把自己吊死在旅舍房间里,不禁让人扼腕长叹。同一年自杀的还有德国物理学家德鲁德和奥地利理论物理学家、爱因斯坦的挚友爱伦弗斯特。就连普朗克、洛仑兹这样的大物理学家,当用自己的手推翻了过去曾为之奋斗了大半生并一直虔诚地信仰着的“精神家园”时,也仍然感到失落和痛苦。洛仑兹竟然说出过这样的话:“我真后悔没有能在这些矛盾出现前的五年就死去。”痛哉斯言!
物理学是美的,但物理学家的心灵却是孤独的。
光有科学的理性美,这个美还是不完整,只有理性之美和艺术之美的结合,才是美的最高境界。这就是为什么我对普朗克总有着特别的好感和尊敬的原因,因为他也是一位出色的钢琴家,爱演奏贝多芬的作品。
施道芬贝格
离开墓园回到施道芬贝格环道,正巧遇上哥廷根市政府在向施道芬贝格的纪念碑敬献花圈。我恍然大悟,今天是7月20日!四十四年前的今天,正当二战的关键时刻,就在盟军于诺曼底登陆后一个半月,局势千钧一发之际,位于东普鲁士拉斯滕堡附近希特勒的元首大本营“狼穴”里发出了一声震惊了全球的巨响。
施道芬贝格(ClausvonStauffenberg,1907—1944)出身于德国巴伐利亚州巴姆贝格(Bamberg)的贵族世家,自幼天资颖慧,胆识过人,也十分理想主义。他酷爱文学、音乐和建筑,但在十九岁时进入了军校成为高材生,并很快奠定了他在军界的地位,晋升到要职。在纳粹早期,他曾是狂热的追随者;但从出任陆军司令的参谋长开始,就对希特勒的整个侵略战争越来越怀疑。1943年他成了反纳粹地下运动的核心成员,并参与和制定了旨在推翻希特勒、代号为“女武神”(Walkre)的行动计划。
1944年7月20日,他趁出席希特勒在“狼穴”召集高级将领开会之机,携带一枚定时炸弹置于公文包中,巧妙地放置在离希特勒只有两米的桌子底下。可惜在他离开后,该公文包被另一军官无意中挪动了一下位置,结果希特勒在爆炸后只受了轻伤。施道芬贝格当晚就被捕,并立即被处决。纳粹借此案大规模整肃了五千多人,处死或送进集中营。
普朗克的儿子艾尔文·普朗克也是反纳粹地下运动的成员,并参与了施道芬贝格这次暗杀行动,在随后的整肃中也被处决。那是在普朗克去世前的三年。
历史上的一点偶然往往留下了千古的遗憾。如果这次暗杀成功,那么在二战最后阶段丧生的四百万德国人、数百万犹太人、十多万美英军人和上百万苏联红军则都可能幸免于难,整个二战后的历史也会重写。
哥廷根大学
哥廷根老城区内到处都是哥廷根大学的老建筑。市政厅广场中央喷泉边的鹅姑娘(G?nseliesel)古铜雕像最受人青睐。几乎每位到哥廷根的游客都会和她一起留影。这里还有一个传统:每位在哥廷根大学完成学位的博士生都会来鹅姑娘身边庆祝他们人生最重要的里程碑,先要吻她,然后和她一起照相。这位鹅姑娘不简单,这世上有哪座雕像能和她一样被那么多大科学家,诺贝尔奖得主吻过,还一起照过相呢?
不远处的高斯故居(GaussHaus)已经很旧,现在成了学生宿舍。高斯(KarlFriedrichGauss,1777—1855)这位同阿基米德、牛顿一起被称为最伟大的三位数学家、并被誉为数学王子的天才是哥廷根大学耀眼的亮星。他从小就是数学神童,三岁时就能找出父亲帐本里的错误,十岁时就用心算把从一到一百的整数总和5050巧算了出来。十八岁进入哥廷根大学时,已经完成了他著名的最小二乘方法的重要成果。高斯淡泊名利,对数学纯粹是出于爱好和兴趣,从而忽略了及时发表其成果,以至于他的许多重要成就都被后来者捷足先登。高斯不仅是数学家,也是物理学家,他对磁学做出了杰出的贡献,连磁场的单位也以高斯命名。德国重归统一以后不久所新发行的10马克的纸币上,印的就是高斯的头像。高斯故居附近的那个小教堂是高斯经常去做礼拜的地方。他每天都是走一条固定不变的路线去大学。据同时代的一位老太太回忆,高斯每天经过她家门的时间就和那教堂的钟声一样准时。
第二年我再来哥廷根时在大学校园里看到了希尔伯特工作过三十五年的哥廷根大学数学系大楼。该大楼按当今中国许多大学城的标准,只能算是一幢小旧楼;然而这幢简朴的小旧楼却曾经是欧洲瑰丽的数学宫殿的尖顶。面对这朴实无华而数百年坚如磐石的楼房,感慨至深:如今神州大地许多大学城里用老百姓血汗钱建造出来的一幢幢如宫殿般雄伟的建筑所反映出来当局的虚荣和浮躁,实在令人担忧。气派豪华的大楼掩盖不住教育质量和师生素质的每况愈下。梅贻琦教授(1889~1962)1931年12月3日在清华大学校长就职典礼上留下了著名的一句话:“所谓大学者,非谓有大楼之谓也,有大师之谓也。”现今中国的大学,楼愈盖愈大,大师却已经绝迹,还长出了许多的“毒瘤”:学术腐败。
德国是世界上最早实施义务教育法的国家。在俾士麦统一德国以前约一百五十年,即1717年,普鲁士国王腓特列·威廉一世就颁布了人类历史上第一个《义务教育法规》,明文规定所有未成年者,无论男女贵贱,都必须接受免费的教育。当时普鲁士还远谈不上富裕,大臣们为这笔大开支花得是否值得而争论不休,国王则认为,相比于长远的收益而言这笔钱算不了什么。他认为普及教育将会改善整个国民的素质。
腓特列大帝继位以后,继续认真贯彻了这个普及教育的国策,把它视之为强国的根本,并于1763年把它以法律的形式固定了下来。
腓特列·威廉三世是一个鲜有作为的君主,但他在普及教育的国策上却做得有口皆碑,居然把自己在柏林的豪华宫殿捐出来作为柏林大学的校舍。他还规定,政府除了保证提供资金外,不得干涉教育和学术活动。
在俾斯麦二十八年的宰相生涯中,对教育事业的支持更是不遗余力。相比之下在同时期的法国,却沉湎于高谈革命和各种无休止的争论之中。难怪普法战争之后,茅奇元帅曾说了这样一句话:“普鲁士的胜利早就在小学教师的讲台上就决定了。”