《單一大腦難以承載之重》評論：量子物理學的羣體智慧——《華爾街日報》

1927年10月出席布魯塞爾第五屆索爾維物理會議的代表們。圖片來源：科學與社會圖片庫/蓋蒂圖片社讀完托比亞斯·許爾特引人入勝、文筆優美的《超越個體思維的極限：最偉大的物理學家們如何揭開量子世界之謎》後，我有個疑問：他是如何做到的？或者，借用許爾特先生自己的書名來問——他所涵蓋的內容總和，對一本書而言是否也"過於宏大"了？

這位曾在伯克利和慕尼黑學習數學的德國記者，巧妙地將20世紀初頂尖物理學家的故事與影響他們人生的政治和個人事件交織在一起。那個時代徹底顛覆了這些科學家認知中的世界——無論是科學領域還是社會層面，他們圍繞如何根據亞原子粒子及其概率行為的發現重新定義學科範式展開了激烈辯論。他們的突破性發現將改變人類對從宇宙邊界到原子微觀世界的所有認知。

許爾特將全書劃分為50多個章節，每個章節自成一體又相互關聯。這些按時間順序排列的章節均標註了年份和地點，從1900年寫起：柏林著名教授馬克斯·普朗克提出能量量子化公式時，他對自己終於找到描述長期困擾的問題的方法欣喜若狂，竟在客廳鋼琴上即興彈奏起《歡樂頌》。

幾年後，年輕的專利局職員阿爾伯特·愛因斯坦提出了他的相對論。我們在1920年代遇到了24歲的維爾納·海森堡，他在取得突破後凝視着黎明：量子力學的首次表述。海森堡頓悟後不久，才華橫溢的埃爾温·薛定諤——那位著名的“薛定諤的貓”的主人——提出了量子力學的第二種表述，這一表述立即獲得了廣泛讚譽。

赫爾特先生的各個章節長度並不相同；因此他能夠根據他認為合適的詳細程度來探討每個主題。所以，三個段落描述了1912年4月“不可戰勝的神話破滅”時，備受吹捧的泰坦尼克號撞上冰山的事件。但後來我們讀到20頁關於1927年10月在布魯塞爾舉行的一週會議的描述，當時科學界最深刻的問題被討論。

第五屆索爾維物理學會議有大約30位當時世界領先的物理學家參加。其中包括量子力學發展的關鍵人物，如海森堡和他的密友兼合作者沃爾夫岡·泡利。非常害羞且通常寡言的保羅·狄拉克，比海森堡還要年輕，已經為量子力學做出了重大貢獻，一年後他將薛定諤的工作擴展到包括相對論。愛因斯坦和普朗克在布魯塞爾的合影中都坐在前排。瑪麗·居里也在其中，她在1906年巴黎的一章中討論了她對放射性的發現——那一年，她的丈夫皮埃爾，她的合作者和1903年諾貝爾物理學獎的共同獲得者，在巴黎街頭被一輛疾馳的馬車撞倒後去世。

1927年的會議標誌着現代物理學中最著名辯論的開端。在前一年，尼爾斯·玻爾與海森堡之間激烈的思想交鋒催生了一系列新概念——波粒二象性、互補原理、波函數坍縮，以及最負盛名的"測不準原理"（該原理認為觀察者無法同時測定粒子的速度與位置）——他們認為這些概念對理解量子力學至關重要。

儘管學界普遍認同玻爾與海森堡的正確性，但這一結論絕非毫無爭議。薛定諤持反對意見，愛因斯坦更是以"上帝不擲骰子"的名言駁斥了宇宙的概率性解釋。直到1955年愛因斯坦逝世，他與玻爾關於量子力學詮釋的論戰從未停歇——兩位科學巨匠始終堅守各自的信念。

許爾特先生的敍述遠不止於科學理論。居里夫人與著名物理學家保羅·朗之萬的婚外情被簡短而略顯尷尬地提及，薛定諤與多位女性有違當時道德標準的關係也被記錄在案，其中至少一段關係以現代標準足以將其定性為性侵犯者。

但許爾特的寫作意圖並非揭露傳主生活的陰暗面，而是着力刻畫其人格特質。23歲就因開創性研究獲得諾貝爾物理學獎的沃爾夫岡·泡利，以其尖刻的機智聞名學界。30歲那年，當妻子與人私奔、母親因遭泡利父親拋棄而自殺後，這位物理學家求診於當地的精神科醫生——著名的卡爾·古斯塔夫·榮格。隨後數年的心理分析竟演變成友誼，兩人還合作完成了《自然與心靈的詮釋》這部意想不到的著作。

赫爾特先生面臨的一個挑戰是如何為這樣一部涵蓋眾多人物、主題和背景的書籍呈現參考文獻。他做出了一個不同尋常的選擇，摒棄了傳統的參考文獻格式，代之以多個清單：對於大多數章節，他推薦了一兩本相關書籍。這有助於引導那些希望深入研究特定主題的讀者。遺憾的是，他列出的書目中超過一半是德文——儘管許多書籍最初是以英文出版的。我認為這本英文版沒有理由不列出原版語言的書籍。

《Too Big for a Single Mind》由大衞·肖從德文翻譯而來，翻譯或編輯過程中可能出現了錯誤。最值得注意的是，我驚訝地發現普朗克在1894年12月宣佈黑體輻射是量子化的，而不是1900年12月。另一方面，阿諾德·索末菲——海森堡和泡利進入原子物理世界的首位引路人——在第一次世界大戰爆發時是64歲而非46歲，儘管這個錯誤顯得笨拙，但在今天這個年代，這不太可能打擾到任何人。

有些人可能會發現這本雄心勃勃的書籍有一個缺點，即幾乎只關注北歐的物理學。赫爾特先生確實涉及了核物理領域，從這個意義上説，在一本貫穿第二次世界大戰時期的主題書籍中，沒有提到恩里科·費米在羅馬的研究、歐內斯特·勞倫斯在加州的工作以及羅伯特·奧本海默對曼哈頓計劃的領導是令人遺憾的。然而，考慮到他的主題主要是1930年之前的量子世界研究，這是可以理解的——那時美國和意大利都不是主要貢獻者。

《對單一思維而言過於宏大》的篇幅可能已經足夠龐大，而托比亞斯·許爾特對量子發現偉大時期的深刻把握，為描述這一重大時代的文獻提供了一種激動人心的新視角。

塞格雷先生是賓夕法尼亞大學物理學榮譽退休教授。

刊載於2022年12月10日印刷版，標題為《量子物理學俱樂部》。