科学、人生与动荡年代

在人类自然科学史上，二十世纪毫无疑问是属于原子理论物理的时代。量子物理的出现，不但深刻改变了人类对物质、自然和哲学的基本认识，而且也带来了一系列的技术革命，彻底地改变了人类生活方式。在这场伟大的科学革命中，阿诺德·索末菲（Arnold Sommerfeld，1868-1951）与普朗克、爱因斯坦和玻尔一道，是创立者和弄潮儿。他对玻尔原子模型的扩展，使之能够解释更精细的光谱结构，为进一步研究关于物质结构的基础物理理论和应用开辟了道路；他留下了神秘的索末菲精细结构常数，这个与万有引力常数、波尔兹曼常数和普朗克常数等同列的几个自然界基本常数之一；他曾八十四次获得诺贝尔奖提名，但是都因为种种原因未能获奖，这也是一个引发各种猜想（包括阴谋论）和争议的令人难过的“传奇”。不过考虑到爱因斯坦一生也从未因为相对论、布朗运动和统计物理方面的杰出成就获奖，诺贝尔物理奖的权威性远非不可质疑，索末菲的失落也并非不可思议。不过，索末菲对物理更重要的贡献，还是在教育方面。作为开风气之先的改革实践者，索末菲在理论物理还没有成为一个正式的领域，甚至他本人都不是一个“真正”的物理学家的时候，就白手起家，创立了现代理论物理学的第一个学派，慕尼黑学派。在这个被称作是“理论物理学家摇篮”的地方，索末菲培养了大量人才，仅仅是诺贝尔物理学奖得主就有七人之多：海森伯、泡利、德拜、贝特、鲍林、拉比和劳厄。

然而，读者若是简单地认为中华民族从未经历过这种现代自然科学的黄金时代，呼唤创新精神，尊重和艳羡德意志民族这方面的骄人成就，那么在展读埃克特博士撰写的这本《索末菲传记》（Arnold Sommerfeld：Science， Life and Turbulent Times[1868-1951]）之后，您一定会有更多的思考，因为事实并非如此简单。

历史上饱受周边文明中心欺凌鄙视的德国，自一八七一年统一后，在短短三四十年间，就从一个落后的封建割据的农业国，一跃成为欧洲最发达的工业大国，社会气氛、民族心理也随之主动被动地发生了变化。在这一崛起过程中，科学和技术扮演了十分重要的角色，成为“世界科学中心”更是德意志民族的骄傲。但表面的繁荣之下，并非没有危机。比如德国物理学的代表人物爱因斯坦，就不是德国科教体制的产物，甚至可以说，他是从自己十分厌恶的德国教育逃离，前往瑞士的。而之后一次世界大战的失败，更使得德国科学遭受巨大打击，不但物质条件一落千丈，还被国际科学界封锁。最致命的打击，则是在一九三三年希特勒上台后，科学界的大批精英被迫离开德国，使得美国取代德国，成为真正的“世界科学中心”。一九四○年二次大战爆发，同时也标志着德国科学黄金时代的终结。索末菲一手打造的“慕尼黑学派”受到纳粹摧残之后也一蹶不振，再也未能恢复昔日的荣光。

如果将索末菲的生平事迹放在这激动人心却又动荡不安的时代背景之下，可以品味出很多因素的交互作用—家庭背景、天赋秉性、教育养成、政治倾向和对科学体制的认知、德国当时的社会风气思潮等等。看看是什么造就了一代宗师和一个鼎盛的学派，又是什么导致了它的衰落。我们这里只是探讨看似不同实则具有深刻联系的两个方面，就是他的科学（包括教育）成就和他的政治社会倾向认知。

和爱因斯坦这样受自己独特的文化传统影响的科学家相比，索末菲无疑是更加“正统”而典型的德意志科学家代表。像绝大多数威廉时代的德国学者一样，索末菲身上具有 “受过教育的中产阶级”的典型特点：以普鲁士的诸多美德自傲，忠诚、守时、廉洁、自律、秩序，敬业；具有强烈的德意志认同，对国家无条件的忠诚，将“军国主义”视为德国文化不可分割的一部分。

另一方面，索末菲在中学和当时的世界数学中心格丁根大学（Universität Göttingen，又译哥廷根大学）接受了古典主义教育，强调全面发展和完整人格，认为自己更喜欢文学和艺术，并表现出相当高的天赋，毕业时还曾想从事建筑工作。虽然如此，把索末菲和其他类似的大学生区分开的，恐怕还是他的特殊际遇。在格丁根大学期间，索末菲有幸担任著名数学家费利克斯·克莱因的助手，之后又与后者一起加入《数学科学百科全书》的编辑工作，成为这项历时长达三十年的庞大工程的主要参与者。在这个过程中，他与克莱因遍游欧洲，邀请当时最有名的学者加入他们；还要对来稿进行编辑加工，其中包括修改前辈的手稿。克莱因不仅仅是一位著名科学家，还是在德国科学界颇有权势的人物，对当时德国僵化保守的科研教育体制的弊端认识深刻：由文化部管理的综合性大学（Universität）高高在上，而由贸易部管理的高等工学院（Technische Hochschule）地位低下，两者之间壁垒森严，井水不犯河水。对此，克莱因怀有坚定的改革信念和计划—从某种意义上说，对索末菲的扶植，就是这个改革计划实践的一部分。

与这样的贵人共事，不但给予索末菲学术之外的视野，也让他成为“圈内人”。 《索末菲传记》中运用了大量的档案文件，再现并剖析当时的科研运作体制，透露了其学术生涯中学术本身之外的内容：为了争夺稀缺的职位资源，拉帮结派、抱大腿找后台（包括学术界以外的权贵）、递条子、打招呼、泄露信息甚至某种意义上的围标等各种暗箱操作，应有尽有。而索末菲本人在这方面也绝不迂腐。从学术生涯起初艰辛的求职，到工科学院的委曲求全和磨炼，再到后来的慕尼黑大学开山立派，他从来都不吝于以各种手腕，實现个人利益和小集团利益的最大化。这与我们一直宣传的科学家的正面形象可能大相径庭，但确实是科学界的真实。对于任何立志以科学为毕生事业的青年人来说，不可不察。

职业，但是社会上从实业家到工程师、律师、政治家，不乏真心爱好探讨科学、具有较高科学鉴赏力的人士。在这些互动中，体制内的权势不能替代真正的科学价值和贡献，并且受到了不断的监督和评判。

广泛的阅历和学术视野，非常规的教育和事业发展模式，对体制现实的强烈批判意识，和实用主义的身段，似乎是索末菲成功的秘诀。他善于察觉复杂的实验数据和事实背后的关系及规律，并利用复杂的数学工具解决。但是更重要的，是他在此基础上形成的科研和教学风格。他唯才是举，不拘一格，强调师生间平等和宽松的讨论探索风气。这在当时固步自封、僵化保守的德国，难能可贵。对科学真理本身的严谨和对探索过程的宽容，是同一事物的两面。工学院出身的德拜和大学低年级学生海森堡、泡利等人皆可为之作证。其中最生动的例子，莫过于从柏林来的带有自由派气质的劳厄，性格上与索末菲群体格格不入，更在研究中的重要问题上犯了常识性的错误，却能够歪打正着地取得了“诺贝尔奖”级别的重大发现。除了他个人的运气之外，也和索末菲學派宽容耐心，不控制每一个细节的风格相关。

对未知事物的谨慎也体现在索末菲对待专业外事物的态度。这本《索末菲传记》中展现的这方面内容很多。这不仅仅让本书的内容超出科学史的范围，涉及更广泛的政治、文化和社会历史；更重要的是，德国科学的黄金时代本来就与其政治文化息息相关。从某种意义上说，英译本书名“科学、人生和动荡年代”更能反映它的内容和主题。德国是一个哲学气氛浓厚的国家，哲学和科学的关系十分密切，科学家们经常投入对哲学的激烈争论。索末菲也不例外，但却有意保持了一定的距离。他是强烈的德意志民族主义者，一战前后，他以高度的热忱积极参与实用研究，尤其是军事应用研究。在出访的时候，他时刻注意自己是在代表德国—德文原版的书名“原子物理和文化使者”就反映了这种时代文化心理—那是在一个对德国来说异常艰难的时代，通过在专业领域的领先地位， 索末菲打破了德国科学界和整个国家受到的封锁和孤立，同时为个人家庭获得了一些宝贵的外汇收入。但是，这些都未影响他对科学价值的判断。德国科学家在其黄金时代期间整体的政治表现，在人类科学史和历史上都是一个引起很多关注和讨论的问题。索末菲从一个国家意识强烈的普鲁士人，到最后和体制分道扬镳，成为少数始终没有加入纳粹的学者之一，其心路历程很值得研究。

索末菲对美国一向抱有好感、信心和期望，这种心态在当时的德国科学界，无论左右人士中间，都不是主流。这里有个人际遇的因素：美国财力雄厚，科学上落后，仰望欧洲，为谋职困难的欧洲博士们提供了职位，尤其是在纳粹横行期间，就连索末菲本人早期也曾动过移民的念头；为数众多的德裔人士使得美国虽是在战争之中，但反德情绪却和法国这样的世仇不可同日而语；对美国的访问讲学更给索末菲带来不菲的收入。除此以外，与等级森严、事事讲究秩序的德国相比，美国的生活方式很对索末菲的胃口，但更重要的是，美国文化中这种不拘一格的自由风格，与索末菲自己的科学和教育理念有契合之处。他比绝大多数德国教授更早地觉察到了美国的潜力，在德国科学的顶峰时期，就看到了自身的危机。早在二战之前，索末菲就已经认识到，以前被德国学者瞧不起的美国，在许多领域已经走在世界的前列，并且似乎具有无限的潜力，物理学的未来在美国。

《索末菲传记》的作者埃克特博士，为人低调，几十年如一日，在简陋的环境中专心治学，在原子物理学史、量子物理学史以及作为科学与技术之间的学科的流体动力学发展史方面，用德文、英文和法文发表了大量的论文和专著，是世界公认的科学史权威。此外，他还出版过《海因里希·赫兹传》和《路德维希·普朗特传》，《原子物理学家》还曾被译成日文，引起日本学界的重视。一九八一年他刚开始从理论物理学转向科学史研究后不久，就接触到了索末菲的资料，并产生极大的兴趣。二○一三年，在纪念玻尔-索末菲模型一百周年之际，德文版《索末菲传记》出版，并很快就被译成英文，两个版本都得到学术界好评。二○一六年德意志博物馆科学史研究所曾专门为将要退休的埃克特举办了一场学术研讨会。学界对他的学术成就的认可就是对他的最佳奖赏。

这本《索末菲传记》绝非为传主歌功颂德，而是严肃的、集作者三十年研究精华的历史科学和科学历史著作，内容详实，视野恢宏。对当前的中国社会和读者来说，了解德国科学史上的这样一位人物的生平，他成长的社会家庭氛围，教育养成以及个人际遇、事业兴衰，除了一般的拓展视野、丰富知识之外，还有更为特殊的现实意义。

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