如何評價蘇聯時期的科學發展_風聞

來源： 劉金巖 中華讀書報 

20世紀上半葉，蘇聯經歷了建設、戰爭和政治動盪。人們提及這一時期的蘇聯科學，通常強調李森科事件的負面影響，忽略同時期科技尤其是物理學的顯著發展——四次諾貝爾物理學獎（1958、1962、1964和1978年）主要工作完成於該時期。

2004年，旅美俄羅斯科學史專家卡捷夫尼科夫（AlexeiB. Kojevnikov）出版《蘇聯時期的偉大科學: 蘇聯物理學家的時代與冒險》（Stalin’s Great Sciences: The Times and Adventure of Soviet Physicists）。作者基於此前十多年的系列研究和新挖掘的史料，選取重點物理學家和典型事件作為案例，探討蘇聯物理學在20世紀10年代中期至50年代中期取得的突出成就及其原因。這既有助於我們瞭解20世紀上半葉的蘇聯物理學，也啓發我們在社會和意識形態語境下理解蘇聯科技的發展。

 《蘇聯時期的偉大科學: 蘇聯物理學家的時代與冒險》，阿里克謝.卡捷夫尼科夫著，中國科學技術出版社2019年2月第一版，88.00元

大科學——蘇維埃研究體制的建立

20世紀初，俄國科學家強調“純”科學研究，輕視“實用”科學。第一次世界大戰爆發促使他們意識到將知識運用於實踐和軍事並與工業建立聯繫的重要性。地球化學家維爾納茨基提議建立大學以外的專業科研院所，將科學研究獨立於教學。該提議得到布爾什維克主義者支持，先後成立物理研究所、生物研究所、自然生產力委員會等機構。卡捷夫尼科夫認為，這種全新體系標誌着“用社會主義方式組織科學研究”，其中藴含着科學研究的“大科學”特徵。典型代表為1919年建立的光學研究所。該研究所將物理學、化學、數學和工程學有效結合，1928年實現光學玻璃自給自足，改變了戰時研製軍事設備依賴進口光學玻璃的處境。

物理學：蘇聯的模範科學

20世紀初，理論物理學首先興起於德國。它在蘇聯的發展肇始於20世紀10年代末，以國家批准專門基金支持研究原子的數學理論為標誌。隨後二三十年內，蘇聯理論物理蓬勃興起，與數學一起成為蘇聯最先進的學科。弗裏德曼於1922—1924年提出關於愛因斯坦相對論的非平衡解問題，即“宇宙大爆炸理論”。這是現代宇宙膨脹理論的基石，也是蘇維埃時期理論物理發展的首個重要成果。20世紀20—50年代，蘇聯物理學家在固體、液體、等離子體的量子物理學基本概念和數學模型發展中發揮了重要作用。

卡捷夫尼科夫認為，洛克菲勒基金會資助蘇聯物理學家出國做學術訪問，以及蘇聯“文化大清洗”運動（1928-1932年）促使物理學家在社會混亂局面中創辦新機構和加強交流，這是蘇聯理論物理發展的主要社會因素。儘管洛克菲勒基金會對蘇聯科學的投資極小，但對處於國際孤立狀態的蘇聯科學，尤其對恰逢學科形成之時的蘇聯理論物理發展卻留下濃重一筆。經萊頓大學埃倫費斯特提名，弗倫克爾、福克、朗道等多位年輕理論物理學家獲得資助，能夠出國進行學術訪問並同國外同行建立聯繫。弗倫克爾、福克、朗道和塔姆作為蘇聯理論物理學四位帶頭人，引領了斯大林執政時期的理論物理發展。

卡捷夫尼科夫選取朗道的個人經歷為案例，説明上述兩個因素是如何結合並促進蘇聯理論物理發展的。對於新興的量子力學，區別於英、法物理學家的謹慎態度，朗道等蘇聯年輕物理學家欣然接受並着手獨立做研究。對朗道等人而言，量子力學推翻經典物理基礎類似於這個國家正經歷的政治和社會變革。同時，量子力學成為他們年輕文化的一部分，為他們提供了諷刺資深同行的理由（通常資深同行掌握新理論不如年輕人快）。

郵票上的朗道

福克是第一位對量子力學發展作出突出貢獻的蘇聯物理學家。1926年，他獨立地對薛定諤的波動方程作相對論推廣。同一年，朗道利用矩陣力學計算了兩個原子的轉子和光譜。除引入密度矩陣外，朗道與伊萬年科合作嘗試構建描述自旋的波動方程的相對論性方程。1928年，伽莫夫首先將量子力學應用於原子核和放射性衰變。

為避免文化大清洗運動引起的學術界代際衝突，“蘇聯物理學之父”約菲建議在列寧格勒以外建立新機構。烏克蘭物理技術研究所在1930年成立，專攻低温與核物理學研究，迅速成為年輕物理學家的集結場所。1932年，該研究所創辦物理學期刊《蘇維埃物理雜誌》（Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion），成為蘇聯物理學家將研究成果推向國際的主要渠道。研究所首位所長邀請朗道加盟發展理論物理學科。朗道憑藉個人魅力吸引各地學生，形成“朗道學派”。朗道在烏克蘭物理技術研究所工作期間的最主要工作是二階相變熱動力理論。肅反運動中，朗道領導的理論物理研究組遭受重創，朗道不得不轉至位於莫斯科由卡皮扎領導的物理問題研究所。

作為斯大林執政時期的精英學者，卡皮扎深諳與國家領導人建立特殊關係並獲得資助之道。卡捷夫尼科夫利用新發現的史料通過勾勒卡皮扎複雜而連貫的生活軌跡説明蘇聯科學、政府贊助和技術現代化如何緊密結合並取得突出成績。卡皮扎早年在英國卡文迪許實驗室工作，擅長製造和操作大型實驗設備製造強磁場或極高、低温，因而獲得盧瑟福讚賞。1934年返蘇探親後被限制離境，並被任命為新成立的蘇聯科學院物理研究所所長。卡皮扎以機智的方式向諸如斯大林、中央政治局委員等高、中層政治家寫信並巧妙地建立一種資助方與受助方的關係，獲得獎賞與特權。例如，1932年和1939年他分別給高層寫信保護了正遭受迫害的福克和朗道。同時，政府幫助他建立實驗室並配備相應器材，使其得以恢復在英國的實驗。1937年初，卡皮扎製得液氦。同年年底，他發現液氦“超流”現象。1941年，這些現象被朗道提出的液氦超流理論所解釋（獲1962年諾獎）。卡皮扎最重要的工作是從事製氧工作。1938-1945年，他設計渦輪膨脹機用於分離、製備氧氣。這些工作完全服從戰爭需要，發明的製氧氣設備應用於軍事航空和彈藥生產。1978年，卡皮扎因低温物理研究獲諾貝爾物理學獎。

卡皮扎

“追趕並超越”：蘇聯的核武器研製

講到蘇聯物理學，不能不提蘇聯政府組織的頂級國家科技攻關項目——核武器的研製。基於新解密的蘇聯檔案，特別是1994年出版的多卷本《蘇聯核設計圖》，卡捷夫尼科夫指出，蘇聯集中的軍事管理風格和大型科研機構傳統有助於其複製美國曼哈頓工程。事實上，放射性現象發現不久，俄國地球化學家維爾納茨基便公開支持放射性研究和放射性礦物調查。1922年，成立以放射性元素研究為主的鐳研究所。1937年，鐳研究所建成歐洲第一台迴旋加速器。位於列寧格勒和烏克蘭的物理技術研究所則以核物理和核問題研究為主。1932年，中子發現後，列寧格勒物理技術研究所的伊萬年科馬上提出核子由質子和中子組成，解決核物理和量子電動力學難題。同一年，烏克蘭物理技術研究所成功分解鋰。

1938年底，德國化學家哈恩與其助手施特拉斯曼發現鈾的裂變現象，即核裂變。蘇聯物理學家得知這一消息後“既激動又擔擾”，立即展開相應研究。弗廖羅夫和彼得扎克發現鈾原子的自然裂變；弗倫克爾改進核裂變液滴模型；維爾多維奇和卡里頓證明最先進的鈾的鏈式反應及相關條件。

此時，政府逐漸將核物理視為有特殊前景的獨立學科，從而給予更多資金支持。特別是在美國向日本投放原子彈後，斯大林將原子彈研製列為國家優先考慮事項之一。蘇聯研製原子彈過程中理論進展順利，但由於缺乏可裂變物質，蘇聯政府採取複製美國曼哈頓計劃的戰略選擇。斯大林在1946年為蘇聯科學家提出的“追趕並超越”標語也證明了這點。受益於曼哈頓計劃中鈈彈爆炸核心技術掌握者福克斯提供的情報，蘇聯科學家節省了原子彈研製過程的原料和時間。1949年，成功試爆第一顆原子彈（美國鈈彈翻版）。1953年，成功引爆首枚氫彈。核武器成功研製提升了蘇聯核物理學家在本國的地位，赫魯曉夫執政時期對科學的崇拜程度甚至遠超美國。到1955年，在掌握如何製造原子彈後，多數物理學家重返基礎研究並要求自己的非軍事項目獲得同樣支持。

蘇聯第一顆原子彈

斯大林執政後期，儘管科學已成為蘇聯國家發展的重中之重，但巨大的政治壓力和意識形態審查使得蘇聯科學經歷一段黑暗時期。摧毀蘇聯遺傳學發展的李森科事件（1948-1966年禁止遺傳學研究）即開始於此時。卡捷夫尼科夫以N.I.瓦維洛夫和S.I.瓦維洛夫兄弟的不同命運為例説明斯大林時期生物學和物理學的不同發展結果。N.I. 瓦維洛夫是著名遺傳學家，大清洗運動的受害者，1943年餓死在獄中。S.I.瓦維洛夫在1945-1951年擔任蘇聯科學院院長，是政界公認的科學管理領軍人才。他同時是一位著名光學專家，曾在20世紀30年代參與發現切倫科夫輻射現象。在此基礎上研製的新探測器廣泛應用於二戰後的高能加速器，該項工作獲1958年諾貝爾物理學獎（瓦維洛夫因於1951年去世未獲提名）。