撇開好萊塢電影不談,奧本海默到底是一位多么優(yōu)秀的物理學(xué)家?

? ?本月末,備受期待的電影《奧本海默》在我國(guó)上映,著名電影制片人克里斯托弗·諾蘭講述了這位在二戰(zhàn)期間領(lǐng)導(dǎo)曼哈頓計(jì)劃研制出第一顆原子彈的理論物理學(xué)家的故事。J. 羅伯特·奧本海默 (J. Robert Oppenheimer) 于 1967 年去世,被認(rèn)為是一位魅力非凡的領(lǐng)導(dǎo)人、雄辯的公共知識(shí)分子和“紅色恐慌”的受害者,他在 1954 年失去了安全許可,部分原因是他早年與疑似共產(chǎn)黨人有聯(lián)系。為了了解這位科學(xué)家奧本海默,《科學(xué)》雜志采訪了霍夫斯特拉大學(xué)的物理學(xué)家和榮譽(yù)歷史學(xué)家戴維·C·卡西迪 (David C. Cassidy)??ㄎ鞯献珜懟蚓庉嬃?10 本書,包括《J.羅伯特·奧本海默》和《美國(guó)世紀(jì)》。
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問:奧本海默的名字出現(xiàn)在量子力學(xué)和黑洞理論的早期應(yīng)用中。他是一位多么優(yōu)秀的物理學(xué)家?
答:嗯,他不是愛因斯坦。而他甚至還達(dá)不到20世紀(jì)20年代量子革命領(lǐng)袖海森堡、泡利、薛定諤、狄拉克的水平。原因之一是他的出生日期。他出生于1904年,所以比海森堡小3歲,比泡利小4歲。那幾年足以讓他處于量子革命的第二波浪潮中,并處于主要發(fā)現(xiàn)浪潮的背后,即[科學(xué)哲學(xué)家]托馬斯·庫(kù)恩所謂的“掃蕩行動(dòng)”,即新理論的應(yīng)用。
問:他因玻恩-奧本海默近似而聞名,該近似有助于將量子力學(xué)從原子擴(kuò)展到分子。
答:那是他引用次數(shù)最多的論文之一。1927 年,他在哥廷根(德國(guó),與馬克斯·玻恩一起攻讀博士學(xué)位)時(shí)寫道。同年,海森堡提出了測(cè)不準(zhǔn)原理。玻爾和海森堡提出了[量子力學(xué)]的哥本哈根解釋。奧本海默正在做一個(gè)應(yīng)用,但這是一個(gè)很好的應(yīng)用,因?yàn)樗兄谝肓孔游_理論[的方法]。
問:甚至他的一些同時(shí)代人也說他是個(gè)業(yè)余愛好者。就原始技術(shù)而言,他有多好?
A:他有技術(shù),也有才華。但他沒有焦點(diǎn)。他并不像一位偉大的物理學(xué)家那樣完全致力于物理學(xué)。這只是他眾多愛好之一。在他研究物理的時(shí)候,他閱讀了大量的文獻(xiàn)和語言。此外,在美國(guó),研究物理學(xué)的經(jīng)驗(yàn)方法占主導(dǎo)地位[而歐洲理論家正在追求新概念]。因此,理論家的工作就是幫助實(shí)驗(yàn)家理解他們的數(shù)據(jù)。隨著物理學(xué)和實(shí)驗(yàn)的變化,他的興趣也發(fā)生了變化。
他的主要貢獻(xiàn)之一與觀測(cè)只有微弱的聯(lián)系,那就是黑洞。這是一個(gè)不幸的情況。1939 年,他和學(xué)生哈特蘭·斯奈德 (Hartland Snyder) 發(fā)表了一篇論文,預(yù)測(cè)[坍縮的恒星可能形成]黑洞,但整個(gè)事情卻被忽視了。他們無法追擊,因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)正在爆發(fā)。很多人只是忽略了它,因?yàn)樗坪跏遣豢赡艿摹魏螙|西怎么可能坍縮成無限稠密的點(diǎn)?——直到[物理學(xué)家約翰]惠勒在 20 世紀(jì) 60 年代復(fù)興了這個(gè)問題。直到 20 世紀(jì) 90 年代,才有任何關(guān)于黑洞的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。我認(rèn)為如果奧本海默當(dāng)時(shí)還活著,他就會(huì)獲得諾貝爾獎(jiǎng)。
問:理論家奧本海默是如何最終指導(dǎo)曼哈頓計(jì)劃這個(gè)巨大的實(shí)驗(yàn)的?
答:?情況更糟。奧本海默沒有行政經(jīng)驗(yàn)。與他將管理的許多人不同,沒有諾貝爾獎(jiǎng)。最糟糕的是,他的政治背景令人懷疑,與 20 世紀(jì) 30 年代末知名的共產(chǎn)黨人有聯(lián)系。但是[中尉。萊斯利將軍]格羅夫斯特別挑選了他。首先,因?yàn)閵W本海默對(duì)物理學(xué)的掌握以及向他解釋物理學(xué)的能力。另外,因?yàn)閵W本海默受到其他物理學(xué)家的高度尊重。但主要原因是格羅夫斯知道奧本海默將因其政治關(guān)系而永遠(yuǎn)處于弱勢(shì)。格羅夫斯壓制了安全人員對(duì)他的許多報(bào)告,并說:“我想要這個(gè)人擔(dān)任這份工作?!?所以,奧本海默知道他在那里只是因?yàn)樗艿礁窳_夫斯的保護(hù)。
問:回旋加速器的發(fā)明者歐內(nèi)斯特·勞倫斯是一位實(shí)驗(yàn)主義者,相對(duì)保守,沒有政治包袱。但格羅夫斯對(duì)他并沒有留下深刻的印象。為什么不?

答:要成為[曼哈頓計(jì)劃——如果不是更早設(shè)立的話]的負(fù)責(zé)人,你必須徹底了解炸彈的理論。另一件事是勞倫斯給人的印象是他是他自己的人。這是一個(gè)軍事項(xiàng)目,格羅夫斯希望他手下的人能夠接受成為指揮系統(tǒng)的一部分。我懷疑他認(rèn)為勞倫斯無法做到這一點(diǎn)。
問:奧本海默對(duì)炸彈的設(shè)計(jì)有具體的技術(shù)貢獻(xiàn)嗎?
答:?以一種非常重要的方式。1942 年,[富蘭克林·羅斯??偨y(tǒng)] 下令實(shí)施炸彈緊急計(jì)劃。阿瑟·康普頓選擇奧本海默領(lǐng)導(dǎo)加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)理論小組,以制定所有細(xì)節(jié)——他們需要什么,如何做。該小組將結(jié)果交給康普頓,曼哈頓計(jì)劃由此誕生。當(dāng)科學(xué)家們到達(dá)實(shí)驗(yàn)室(位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯)時(shí),奧本海默最親密的助手羅伯特·瑟伯向他們進(jìn)行了一系列講座,介紹了基于該研究的炸彈如何工作。因此,奧本海默和他的團(tuán)隊(duì)正在為該項(xiàng)目建立整個(gè)理論。
問:所以,用現(xiàn)代的說法,他領(lǐng)導(dǎo)了這個(gè)東西的概念設(shè)計(jì)。
答:?那個(gè)理論小組還繼續(xù)研究聚變炸彈,勘察最終成為氫彈的區(qū)域。直到戰(zhàn)后,它才被擱置。
問:奧本海默失去安全許可的部分原因是他反對(duì)氫彈的開發(fā)。他經(jīng)常被描繪成一個(gè)悲劇人物,過于天真而無法在政治上為自己辯護(hù)。你覺得他是悲劇還是天真?
答:我不認(rèn)為他天真,因?yàn)樗雷约汉艽嗳酢6宜?,只要他反?duì)這枚炸彈,他們很可能就會(huì)來追殺他。當(dāng)然,他非常失望。但是,正如許多作者指出的那樣,他并不像麥卡錫主義的一些受害者那樣悲慘,比如他自己的兄弟和嫂子。他們和他的許多學(xué)生一樣遭到追捕。奧本海默并沒有失去工作。他沒有被列入黑名單。他沒有被迫移民。正如(物理學(xué)家和歷史學(xué)家)亞伯拉罕·派斯(Abraham Pais)所說,“他失去的只是他所渴望的權(quán)力感?!?他不再是圈內(nèi)人,但他仍然是一位備受推崇的文化人物和美國(guó)科學(xué)的代言人。
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