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初涉量子论

  有了空余时间,就经常光顾三条大街的“丸善书店”京都分点。

  “丸善书店”的书籍按专业分类陈列。秀树在数学和物理学的书架前待的时间最长。有一天,在物理学的书架上,他发现了书名为《量子论》的英语书,作者是德国学者弗立兹·赖赫。秀树觉得有趣,就买了回来。

  以高校学的物理学的水平,要完全理解“量子论”是很困难的。尽管如此,也因为难懂,秀树才对赖赫的书感兴趣。一旦进入量子论的世界,就有意想不到的享受。甚至可以说,读起来比读过的任何小说都要有兴趣。

  1900年,普兰克发现了自然的不连续性。它打破了从古代哲学中继承下来的“自然不会飞跃”的学说。又经过莱布尼茨的发展,在近代科学中扎下根深蒂固的观念。普兰克的量子论,对在19世纪末达到完美境地的古典物理学,是一个沉重的打击。但是,毁坏已经完成的古典物理学的壮丽建筑,并在此基础上修建新的大厦,是一个巨大的工程。普兰克也好,把普兰克的量子论应用于原子构造上取得成功的博亚也好,对破坏古典物理学的壮丽建筑,还是犹豫不决。他们想尽量利用古典物理学中能够利用的部分,来构建新的大厦。或者说,他们不想用新建的方法,而是想用改造或改装的办法来建立新的体系。

  对这个阶段的量子论,现在一般称为“旧量子论”,或者叫“前期量子论”。改造的工作难度极大。某一方面合适了,在另外的地方又露出破绽。弄来弄去,二十多年的时间就流逝了。年轻的物理学家们开始不满足于内部的改造和改装了,决心另起炉灶,开始新的研究。

  秀树是1924年开始读赖赫的《量子论》的。这一年,刚好是从旧量子论到新量子论——现在的量子力学——的过渡时期。在法国,杜·布罗依正准备发表物质波的理论。在赖赫的书上,不可能写到这些。秀树当然也无从知道。

  但是,读了赖赫的书,秀树也领悟到,理论物理学正处于在暗中摸索的阶段,处于处处有矛盾的混沌状态之中。赖赫的 《量子论》有一个 鼓动人心的结尾:

  在这一切问题之上,如今到处飞翔着神秘的朦胧。在我们的前面,摆放着巨大的经验性的以及理论性的材料,应该照耀这朦胧的思想火焰还没有燃烧上来。我们时代所付出的巨大努力,即将在不远的将来,带来令人惊喜的成功。

  秀树还没有从一部书中,受到如此巨大的刺激和激励。后来,为了购买其他书籍,他把这本书转让给别人。事后,秀树感到非常遗憾。尽管这本书不在手边,但在他的心底,永远留存着阅读它的快乐的记忆。

  赖赫的《量子论》出了手,但在他的书架上,仍然有许多本令人手不释卷的西洋书。有普兰克的《理论物理学》,用德语写成。一共五卷,第一和第二卷,是灰色的封面,纸张有些粗糙。第三四五卷纸张好一些,红色封面烫了金,显得相当高雅。

  但是真正使秀树得益匪浅的,还是那粗糙的第一卷。

  秀树在寺町大街散步,来到丸太町的街角,看见了一家书店。在橱窗里陈列着的德语书籍,引起了他的注意。当时的高校生,对德语怀有特别的亲切感。在会话中,常常夹杂着几个德语单词,以此作为时髦,也表现出对风靡世界的德国学术界的尊敬之情。

  进了书店,他马上就被普兰克的 《理论物理学》第一卷吸引了。书 的主要内容是“力学”,适合大学低年级的学生阅读,秀树觉得自己仿佛也能够理解。买了书往家走的步伐,似乎比平时要轻快得多。一进书房,迫不及待的读起来。书写得好极了,又格外容易读懂。一看就能让人抓住根本思路。再往下看,越发觉得逻辑严密,说理透彻。通过这本书,秀树了解了普兰克,也喜欢上普兰克,并感到量子论的魅力无穷。

  后来,逐渐入了门,才渐渐感到普兰克有点儿过于死板,缺乏通融。

  但他那严谨的治学态度,踏实的研究精神,给了秀树深刻的印象,唤起他始终不渝的尊敬。普兰克那虽然单纯却很彻底的思想方法,引起秀树强烈的共鸣。他感到,他与这位大学者天生有一种同质的东西,他引以自豪,为此高兴。

  后来,成为学者的秀树第一次到欧洲出席学术会议,有两个星期在柏林度过。那时候,普兰克在柏林大学任教授。秀树多次在柏林大学的围墙边散步,于是想到了普兰克先生。等到暑假过完之后,务必见见他。

  谁知战争爆发了,秀树离开了德国。命运从他的手中永远夺去了见普兰克教授的机会。后来,秀树虽然会见了建立20世纪理论物理学的几乎全部的学者,然而,与量子论之父的普兰克先生却失之交臂,真是太遗憾了。

  到了三年级,学校开设了力学课。老师是掘建夫博士。掘先生是分光学的优秀的研究家。所谓分光学,是对原子和分子中出现的光谱加以分析,然后弄清原子和分子结构的学问。在前期量子论的发展中,有光谱分析进步的贡献。如同后来一段时间里,原子物理学是明星一样,当时的分光学也是引人注目的明星。

  理科乙类的学生大多不学力学。只有少数自愿者混杂在理科甲班里听力学课。其中有朝永振一郎君、多田政忠君和小崛宪君等人。一做练习题就可以看出来,他们都是学习优秀的学生。特别是朝永君,比秀树从前认识的任何一位同学的脑袋都要好使。

  从这时候起,朝永君和秀树一直走同一条道路。有这样优秀的同路人,秀树觉得是极大的幸运,这是对他的极大的刺激和鼓励。

  与朝永君相比,再反思自己,秀树明白自己正如父亲所说,有独断之处。他总想贯彻自己的想法,不知不觉就走过了头。朝永君是不轻易犯这种过错的,他素养极好,沉得住气,又善于出主意,是一个难得的同路人。

  秀树在高校的高年级时期除了看书学习之外,还常常参加一些体育活动。在班级的对抗赛中,他常常有机会出场。他打棒球,划游艇,也打橄榄球。但哪一项都不特别高明。他哪一个运动部都没有参加,也不用担心会被选为选手。但作为业余队员参加比赛,也有他的乐趣。

  在橄榄球比赛中,秀树的班级曾获得过胜利。秀树在比赛中被拉出去当前锋。全靠同学宇庄治君敢拼敢撞,拼命扭夺,才取得胜利。

  毕业的日子渐渐临近。秀树最后在大学专攻物理学。升学考试用不着特别担心。因为当时高校的入学考试是一个难关,相比之下,大学的入学考试就相当轻松。

  报考京都大学物理专业的志愿者不多,只超过招生名额几个人。与秀树一起报考物理专业的同学,有朝永君、多田君、小岛公平君和木村义一君等。

  大学的升学考试中,数学还考得不错。在物理学的试题中,有一题是谈“拉威斑点”,秀树记不起是否学过。过后想来,想专攻物理学的人,竟然不知道拉威的有名的爱克斯线折回的实验,实在是令人汗颜。

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