自牛顿以来的科学家--近现代科学-第31部分
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5、普朗克：不情愿的革命者
普朗克，1858年出生于德国。他终生从事热力学研究，最大科研成果是提出了量子假说。
普朗克很早就投入了对黑体辐射的探索，在用经典物理理论无论如何都解释不了探索结果的情况下，他对经典物理理论进行了否定，提出崭新的量子假说新概念，并据之得出了公式，把辐射能量与辐射光谱统一了起来，解决了黑体辐射问题。普朗克的量子假说认为，辐射是由一分分的能量组成的。就象物质是由一个个原子组成的一样。辐射中的一份能量即是一个量子。量子的能量大小取决于辐射的波长，波长越短，能量越大；波长越长，能量越小。换句话说，就是量子的能量与波长成反比，与频率成正比。所谓量子，来自拉丁文“分立的部分”或“数量”一词。光正是一个个量子的连续发射，但由于人的眼睛有视觉暂留现象，所以看不到一个个分离的量子，而看到的是一道道光线。从而，为新物理学的产生奠定了第一块基石。
量子假说是物理学进入新的发展阶段的标志，它在经典物理学的宏大体系中打开了第一个缺口，为现代物理学基本理论的建立奠定了新的基础。因此，光量子的提出本身是一个革命性的行动，从这个意义上讲，普朗克无疑是量子力学发展史上第一个革命者。但是，受过严格经典物理学训练的普朗克，看到自己为形势所迫，不得不提出的量子假说造成的对经典物理学理论的“破坏”，心中有说不出的难过，从而限制了他进一步超越经典物理学论的界限，建立起崭新的物理学理论的研究。相反，他对经典物理学理论极其深厚的思想感情，使他开始了试图取消量子假说，或者使量子假说纳入经典物理理论的奋斗。
普朗克的这一奋斗造成了必然的失败。他从1901～1914年的15年间，两次修改了原来的理论，企图使之纳入经典物理学理论。1911年，他提出第二个理论，对量子假说作了部分修改，即认为它只在发射时是不连续的，而吸收时却仍然是连续的。1914年，他又提出了第三个理论，不管是发射或是吸收，一律都是连续的，全面修改了量子假说，但这一理论在1915年终因未得到人们的支持而被放弃。在这15年中，普朗克在量子理论的知识宝库中，再也没有加进任何值得称道的东西。
普朗克在晚年终于看到了自己的徒劳，他不得不承认“为了设法使基本作用量子适合于古典理论，我徒劳地进行了许多年的工作，耗费了很大精力，结果是枉费心血。现在我认识到，基本作用量子在物理学理论中所起的作用，比我受到的怀疑要重要得多。”
普朗克尽管是新理论的开拓者，但他在刚刚提出量子假说后便又缩了回去，没有能够在这一假说的基础上，建立起崭新的微观物理学理论量子力学的大厦，把已经得到的东西失掉了。就在普朗克修正他的量子假说之时，德国物理学家爱因斯坦大胆革命，继续为量子理论的发展开拓道路，不仅证实了量子的存在，并在普朗克量子假说基础上，为建起量子力学大厦做出了进一步的努力。
普朗克是一位老派的学者。他为人正直高尚、奉公守法、谦虚谨慎，从来不愿意炫耀自己。他自称没有特殊的天才，不能同时处理许多不同的问题。在学术工作中，他主张尽可能地谨慎，不到万不得已不愿意打破传统的“框框”。他把自己的量子假说称为“孤注一掷”的办法。就是说，只是在实验事实的逼迫下，他才终于“上了梁山”。因此，人们常说他是一个“不情愿的革命者”。
6、密立根：科学与政治同样保守
密立根的传记作者认为“密立根是变革世界中的保守分子，如果我们将科学家的革命者定义为努力探索、重估并最终摧毁正统学说根基的人，那么保守分子就是那些尽可能保护现有传统的人。密立根就是这样一个科学家，一个身处不断流动、迅速变迁的环境中的保守的物理学家。他总是力图通过有条不紊的程序与精确测量去实现他认为的物理学的进步。”
密立根是美国物理学家。1868年3月22日生于伊利诺伊州的莫里森，1887年进入奥伯林大学， 1895年获得哥伦比亚大学博士学位。他后留学欧洲，听过彭加勒（H。Poincare；1854…1912）、普朗克等的讲课。1896年～1921年任教于芝加哥大学，先后担任物理学的助理教授、副教授和教授。1921年应聘到加利福尼亚理工学院担任物理实验室主任并主持学院的行政委员会，一直工作到40年代。1916年他还兼任国家研究委员会主席，1928年兼任美国科学促进学会会长。
密立根最着名的实验成就是用在电场和重力场中的运动的带电油滴精确地测定了基本电荷e。从1919年到1917年他对电荷的测量越来越精确：
1910年：e = 4。891×10…10静电单位。
1913年：e = 4。774（±0。009）×10…10静电单位。
1917年：e = 4。774（±0。005）×10…10静电单位。
1916年，他的实验结果完全肯定了爱因斯坦的光电效应方程，并且从图像中测出当时最好的普朗克常数h的值。
密立根对电荷测量和光电效应的研究使他获得了诺贝尔奖，但他研究的初衷不是去证明爱因斯坦的光电效应公式，而是要推翻爱因斯坦的公式。密立根反对光量子的假设是因为它违背了人们关于光的干涉现象的全部知识和波动理论的实验基础。尽管他的实验已经验证了爱因斯坦的公式，他仍然认为这个公式依据的物理学理论被证明完全站不住脚的。
密立根不仅在科学上表现为保守性，他在生活的各个方面都表现为保守性。政治上、社会观上与审美观上他都倾向于传统主义者。他是共和党的坚定拥护者，因为他认为共和党具有渐进性与文明的一切特征；在艺术和建筑上他对现代艺术表现出的“彻头彻尾的病态”颇有微词。
密立根对科学的其他贡献还包括对X射线的研究，他从事电子在强电场作用下逸出金属表面的实验研究、以及一些金属的X射线研究，发现了近1000条谱线，波长直到13。66nm，从而有助于把X射线谱和光学光谱连接起来；对宇宙射线的研究，密立根在宇宙线方面也做过研究，积累了大量的不同高度不同地区的实验数据，发现了宇宙线的纬度效应的大小与经度有关；纠正了早期有人认为宇宙线是由光子组成的观点。
密立根对美国的物理教育事业也做出了贡献。1921年起，密立根任教于加利福尼亚理工学院。由于他的努力，终于使该校成为世界上最着名的科学中心之一。
7、泡利：上帝之鞭
泡利是20世纪杰出的理论物理学家之一，对量子力学、量子动力学、相对论、基本粒子物理都有重要的贡献。他发现了描述电子能量状态的泡利不相容原理，提出了中微子假设，因此获得了1945年诺贝尔物理学奖。
艾伦菲斯特（Ehrenfest）给泡利起了个绰号“上帝之鞭”，它形象地刻划出泡利作为旧量子理论最严厉的批评家的地位。在20年代初期，泡里完成了量子理论的某些最困难问题的批判性分析，在要求旧概念的一种全盘的、革命性的变化，谁也不像泡利那样激进，无论是海森堡、德布罗意或者薛定谔都比不上它。这种批判和激进的态度更多地表现在与玻恩的口头谈话中和与友人的通信中，因为在那种场合可以不用外交辞令，可以直截了当地表达思想。泡利比其他人更清楚地了解陷入量子危机的困难的深度，从而竭力阻止人们对旧量子理论修修补补的解决办法。泡利也有自己的弱点，破的多，立的少。泡利自己说过：“我在年轻的时候，觉得我是一个革命者。我当时觉得，物理里有重大的难题来的时候，我会解决这些难题的。后来，重大的问题来了，却被别人解决了。”由于泡利较少地看到他人观点中的优点，较多地注意他人观点中的缺点，因此他有个口头禅，每次发言他总要说“我不能同意你的观点”。他似乎跟别人不相容，对此有人戏称为“泡利的第二不相容原理”。
1957年，吴健雄与她的合作者验证了杨振宁和李政道提出的宇称不守恒，对于这个实验泡利当初坚决认为不会得到预期的结果，他不相信上帝是一个无能的左撇子。后来听到实验已经做出后，泡利几乎休克。
8、爱因斯坦：是保守问题还是哲学问题
没有人会否认早期的爱因斯坦是科学家的革命者。他提出的狭义相对论和广义相对论是对牛顿古典力学的革命性颠覆；他对光电效应的研究给量子力学打下了坚实的基础。但是人们对晚年的爱因斯坦的评价则不尽相同。
对量子力学的代表人物提出的统计规律和统计因果关系（海森堡的测不准原理、玻尔的互补原理和玻恩的波函数的几率解释），爱因斯坦不认为是完善的、独立的理论。他认为采取统计规律的必要性是暂时的现象，是一时被迫采取的措施。
在1927年和1930年两次索尔威大会上，爱因斯坦和玻尔就量子力学的解释问题产生过激烈的争论，但爱因斯坦的论证既没有说服玻尔，也没有说服更年轻的物理学家们。后来爱因斯坦部分地接受了对波函数的统计解释，但他不再坚持认为统计解释是错误的，但他认为统计解释是不完备的。1935年5月，爱因斯坦同波多尔斯基和罗森一起发表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》一文，即着名的“EPR悖论”，再次对量子力学进行责难。
也许，爱因斯坦的深刻批评和严格检验的精神，推动了量子理论的进一步探讨，他对哥本哈根学派的实证主义倾向所进行的批评也不是无的放矢。但是，他把规律的统计性质排斥在基本理论之外是不正确的。由于他没有完全摆脱机械论的影响，对量子力学怀有明显的偏见，使他后来在某种程度上脱离了当时量子理论发展的主流。
注：
1、科恩，科学中的革命，商务印书馆，1998年。
自牛顿以来的科学家
第三篇 不同类型的科学家（上）
第17章 古典型科学与浪漫型科学家
费因曼虽然从事物理学研究但“一如常人”，他把他的玩笑的内在意义、他的不敬言行以及对冒险的和意外奇遇的爱好，带进了科学界。费因曼从事物理学研究的方式，是采取他自己的方式，任何一个我们所知晓的物理学家与他大不一样。 ——格里宾《迷人的科学风采——费因曼传》
奥斯特瓦尔德（W。Ostwald；1853…1932）曾将自然科学家分成两类：经典派和浪漫派。他在《伟大的人们》一书中写道：“那么，浪漫派第一件关心的事是解决现有的问题，以便为新问题腾出位置，而经典派第一件关心的事是彻底地研究现有问题，以便无论是自己还是同代人中的其他任何人都不可能再去改善所得的结果。”＇1＇
很多古典型科学家具有那种古老的、值得尊重的、与怪僻的个性相联系的科学天才的传统。他们一生专注于科学事业，对社会生活漠不关心。古典型科学家往往会被认为是社交中的科学呆子。其原因之一是，这些在与别人交往中缺乏天赋的科学家会把兴趣转移到那些无需与人打交道的事业之中，比如数学和物理学的研究领域中，在这些领域里不需要社交技巧，只需要科学思维的自由驰骋。还有一个原因是，进行艰苦的科学研究需要太多的时间和精力，使得科学家分身乏术，难有闲暇去参与社会交往。古典型科学家崇尚谦虚精神，不特意追求名利，甚至不爱在科学共同体的会议上抛头露面，而喜欢独自沉湎于科学问题之中。他们对发现的优先权、专利权等比较淡漠，对发表论文极其谨慎。
而浪漫型科学家则在科学上往往是全能型科学家，他们一生涉及多个科学领域或者一个领域的多项课题并都有所建树，在生活上是开放的、活泼的，对社会生活的多个方面也非常感兴趣。也就是说，浪漫型科学家有合理支配时间和精力的能力，能够做到工作生活两不误。也许他们认为，暂时从冥思苦想、殚精竭虑的研究活动中抽身出来投入到其他领域或者社交场合，是一种很好的休息和调节方法。
按照以上描述，我们可以做一个简单的举例式归类。例如，物理学家中，卡文迪什、伦琴、狄拉克等是古典型科学家；薛定谔（因提出量子力学的波动方程而获得1933年诺贝尔奖，他把物理学观点应用到生物学中出版的一本《生命是什么》影响了许多天才的年轻物理学家）、费因曼（R。P。Feynman；1918…）、朗道等是浪漫性科学家；化学家中，卢瑟福、阿斯顿、居里夫人是古典型科学家，门捷列夫、阿伦尼乌斯（S。A。Arrhenius；1859…1927）（因提出电离理论获得1903年诺贝尔化学奖，研究领域涉及物理化学、免疫化学和毒物学、宇宙物理学和气象学）、艾根（M。Eigen；1927…）（1967年获得诺贝尔奖，在物理化学、生物化学、生物物理学、分子生物学等多个研究领域有不少建树和成就）、鲍林（研究化学键和复杂分子结构方面的贡献获得1954年诺贝尔奖，后来转向生物学、生理病理学和医学研究）是浪漫型科学家；生理学家中，孟德尔、摩尔根、麦克林托克是古典型科学家，巴甫洛夫（I。P。Pavlov；1849…1936）（因在消化系统生理学方面取得的开拓性研�
