主题：【原创翻译】《量子》----第二部·男孩物理 -- 奔波儿

“衷心祝愿你能大幅度推动原子理论的进步；另外，我一直被一些问题苦苦折磨然而一无所获，因为我对此实在是有些力不从心，希望你也能一并将它们解决掉”，泡利在写给玻尔的信中坦言道“我还盼望着海森堡返回的时候，将会从哲学的高度思考问题。”。就这样，在这位德国年轻人（即海森堡）到来之前，波尔就已经对他有了透彻的了解。在这短短的两周访问期间，玻尔和海森堡的讨论主要集中在物理定律而非某些特定的问题，他们就这样一边谈着话，一边在研究所旁边的法内德公园（Faelledparken）散着步，或者在晚会上边喝酒边聊天。多年以后，当海森堡回忆起他在哥本哈根于1924年三月间渡过的这段时光时，说这是“上天赐予的一份礼物”。

“当然，我会怀念他（他是如此魅力四射、杰出无比、光彩夺目的一个人，他让我觉得异常亲切），但是我应该考虑到他的利益，并将遵从你的决定”，玻恩在写给玻尔的回信中说，就这样，海森堡受邀在哥本哈根多盘桓一些日子。在即将到来的冬季学期，玻恩要去美国讲学，因而一直到来年的五月，他都不需要助手。1924年的7月，海森堡顺利完成了他的特许任教资格（Habilitaion）论文，从而获得了在任何一所德国大学任教的资格，随后他就前往巴伐利亚进行了一次为期三周的远足。

1924年9月17日，海森堡回到了玻尔的研究所，这时的他年仅22岁，但已经作为第一作者或者共同作者发表了一系列量子物理方面的论文。他还需要学习很多东西，但他清楚地明白玻尔正是那位对他传道授业的老师。“从索末菲那儿，我学会了乐观主义；在哥廷根，我学习了数学；而在玻尔这儿，我掌握了物理”，他回忆说。在接下来的七个月里，海森堡深入了解了玻尔是如何解决那些困扰着量子理论的问题的。在解决理论预测和实验数据不吻合以及其它一些难题方面，虽然索末菲和玻恩也在不懈努力着，但却没有任何人能像玻尔这样全身心地投入。以至于，他的谈话总是围绕着这些问题。

通过大量的讨论，海森堡逐渐“明白要想将某个实验结果与另一个协调一致，这是极其困难的”。这些实验包括康普顿的工作，他利用电子进行轰击引起X射线的散射，从而证实了爱因斯坦的光量子理论。摆在面前的难关就是如何与德布罗意所提出的波粒二相性融为一体，从而囊括所有这些结果。玻尔已经将自己的全部知识传授给了海森堡，他对自己这位年轻的监护对象（protégé）寄予厚望：“现在，海森堡只需要做一件事情----从一片荆棘丛中斩出一条路来。”

1925年4月底，带着对玻尔盛情招待而怀有的深深谢意，同时还有为“自己在未来必须得独自挣扎前进”而产生的一丝悲哀，海森堡返回到了哥廷根。不容置疑，他已经通过和玻尔的讨论以及与泡利的对话中学会了价值非凡的东西：最基本的东西即是最重要的。在海森堡试图解决一个悬而未决的难题，即氢的谱线强度问题之时，他已经成竹在胸。玻尔----索末菲量子原子可以解释氢谱线的频率，但无法解释谱线的明暗。海森堡的主意就是将可观测的东西与不可观测的分割开来。（例如，）电子围绕氢的原子核进行转动的轨道就是不可观测的。因此，海森堡干脆将电子环绕原子的原子核的理论弃置不用。这一步是如此之大胆，但也是他现在准备要走的一步，因为他早就厌恶这套对无法观测的现象所作的形象化描绘。

当海森堡还是慕尼黑的一个懵懂少年之时，他就“着迷于用数学形式来表征组成物质的最小粒子这类想法”。当时，他偶然在自己的课本上发现一幅插画，这让他异常振奋。在这幅画上，为了解释一个碳原子是如何与两个氧原子结合形成一个二氧化碳分子，原子们被画上了键与眼睛，彼此手拉着手。海森堡认为量子原子内部有关沿轨道运行的电子这种想法明显遥不可及。他现在已经放弃任何观察原子内部运动状态的尝试。对于任何无法观测的东西，他都决定弃之如弊履，而将自己的注意力仅仅放在那些在实验室中可以定量观测的东西：当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会释放或者吸收光线，从而产生了谱线，而其频率和强度是可以进行定量化观测的。

其实，早在海森堡采用这一新策略的一年多前，泡利就曾经质疑过电子轨道的可行性。1924年2月，泡利用意大利语给玻尔写了一封信，在信中提出了自己的质疑“对我而言，问题的关键应该是这样的：当电子处于稳态时，我们到底可以在多大程度上确定其轨道的状态？”尽管泡利已经走在通向不相容定理的大路之上，而且注意到电子壳层的闭合问题，但是他也的确在12月份写给玻尔的信中回答了自己所提出的这个问题：“我们不应该将电子束缚在偏见的锁链之上----因为在我看来，这种偏见就是我们假定电子的轨道属于普通力学的范畴----换言之，我们必须反其道而行之，即根据经验对我们的理论做出调整”他们不能再和稀泥了，以前，他们总是醉心于对自己而言耳熟能详且运用自如的经典力学，但现在，这种做法到头了。物理学必须要突破桎梏，冲出囚笼。第一个这样做的人就是海森堡，他所做的是遵循实用主义者的信条，即科学应该是建立在观测结果的基础上的，同时他还试图仅仅依靠定量观测构建出一套理论来。

第八章·量子魔法师（6）

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