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玻尔1937年中国之行的特别意义
2019年07月25日  作者:赵肖荣   编辑:chunchun   审核:刘纯  版面:B2

  1995年,我国科学哲学界德高望重的前辈范岱年先生,在丹麦研究“玻尔与中国”期间,玻尔文献馆特地为他播放了一部彩色电影,这很可能是我国最早的一部彩色电影。它记录了玻尔1937年5月20日至6月7日的中国之行:

  “玻尔在泸杭路的火车上,在杭州游览西湖、岳坟、灵隐寺时,在南京游览明陵时,在北平游览十三陵时,拍了沿途风光。在北平还拍了用花轿迎亲的场面。特别珍贵的是,影片记录了浙江大学何增禄、王琻昌、束星北三教授在浙江长安车站翘首送别、依依不舍的情景。”

  玻尔1937年访华是中国现代科学史上的一件大事,他也是20世纪20年代至30年代西方物理学大师来华访问潮流中的一位。那时,中国人因“德先生”和“赛先生”的启蒙,为了了解世界一流科学思想,有识之士极力邀请科学大师来中国访问讲学。除了玻尔,爱因斯坦、郎之万、冯·卡门、海森堡、马可尼、狄拉克等科学大师也都先后到过中国,形成现代中国与西方交流的一道独特的风景线。无疑,他们的思想给中国科学界带来了耳目一新的自由气息,为传播科学文化播下了希望的种子。但是,玻尔的到来有着更为不寻常的意义。因为1937年玻尔中国之行,直接推动了后来中国和丹麦的科学交流,以及中国的核物理学发展。

尼耳斯·玻尔

尼耳斯·玻尔的学术成就

  尼耳斯·玻尔出生于1885年的丹麦。在他出生的年代,现代物理学的两大理论支柱——相对论和量子力学,正在旧物理学大厦千疮百孔的内部潜滋暗长。量子力学从1900年普朗克常量提出至今,100多年间,我们已经见证了其理论上的光辉成就,以及广泛而巨大的实际应用。与相对论始终镌刻着“阿尔伯特·爱因斯坦”一个名字不同,量子力学大厦的建立,贡献者是一长串的名单:普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、德布罗意、薛定谔、玻恩、狄拉克、泡利……玻尔在其中却有着显著而独特的地位:首先,他是第一个将量子概念应用到原子模型(最初是卢瑟福行星模型)中去的人,在延续卢瑟福行星模型的基础上,发展了他的定态轨道原子模型。这一模型中,量子化条件是原子理论的主宰,原子内部电子只能吸收或释放特定的能量,解决了经典电磁力学无法解释的难题,并成功地解释了氢原子光谱。其次,他组织和领导的哥本哈根学派,集体建立了量子力学辉煌的理论大厦。他建立的理论物理研究所,为量子力学培养后续人才,实现国际科学交流和合作作出了卓越的贡献。他的原子核液滴模型和裂变理论,对原子能的应用起到了重要作用。再次,他的互补理论和哥本哈根解释,以及与爱因斯坦的数次论战,对量子力学的认识论和方法论做了丰富的阐释,推动了物理哲学的发展。

  除此之外,玻尔在促进国际学术交流、推动社会和平与民主等方面,也作出了许多贡献。1957年,当苏联向太空发射地球卫星的消息传遍美国时,一些媒体希望得到玻尔的评论,他的回应是呼吁苏联和西方之间应该达成理解与信任。玻尔的这一理念,绝非停留在语言层面。20世纪30年代,他曾经到过包括中国和苏联在内的许多国家,以实际行动力促不同意识形态的国家之间实现科学上的交流与合作。1937年的中国之行是他环球旅行的一部分,当年,他还没有完全从丧子的剧痛中平复,在接受多国邀请后,于1月至6月先后在法国、美国、加拿大、日本、中国、苏联访问。每到一处,他都会发表演讲,讲述原子理论、物理科学中的因果性等问题,参观当地的风景名胜及科研设施,与当地科学文化界人士就科学、科学家的社会责任等问题进行坦诚地交流和讨论。

1937年中国四地行

  1937年5月20日,玻尔携妻子玛格丽特、次子汉斯·玻尔,从日本长崎乘“上海丸”号抵达上海,受到中央研究院物理研究所所长丁燮林及上海科学界著名人士的热烈欢迎。第二天下午,玻尔在海格路上海交通大学工程馆作了题为“原子核”的讲演。

  《申报》对玻尔的演讲进行了记述:“首述原子核构造研究之历史,及已获得之结果;次述撞击原子核所得之各种现象,如中子、阳电子及原子之转变等,并述及人为放射性之发现;最后,略述原子核内之能量能级,并说明利用原子核内能量之希望极为渺小,全部演讲于原子核最近研究,阐述详明,并放映幻灯片,使听者易于明了。”

  5月23日早晨,玻尔一家由国立浙江大学文理学院院长胡刚复陪同,乘火车至杭州,受到张绍忠、何增禄、束星北、王淦昌等物理学家的欢迎。在杭州期间,玻尔一家游览了西湖、灵隐寺、龙井、九溪十八涧、六和塔等风景名胜,在浙江大学新物理教室做了题为“原子核”的讲演。

  时任浙江大学校长竺可桢记述了此次讲演:“5点玻尔教授来,渠今年五十二岁,讲话极和蔼可亲,即在文理学院三楼演讲新原子说。余主席,嘱(胡)刚复介绍,说十五分钟之久,次玻尔演讲凡历一小时半,虽其英文不易解,而所讲系物理,但听众满席,无一走者。”

  “英文不易解”是玻尔的一个特点。1911年,玻尔还是一个26岁的年青小伙子,赴剑桥J.J·汤姆逊的卡文迪许实验室学习,受到了汤姆逊的冷遇后才转到曼彻斯特跟随卢瑟福做研究,有一种说法是他的英语太差,导致了不能很好地和汤姆逊沟通。杨振宁在《几个科学家的故事》一文中描述过他对玻尔的印象,1957年杨振宁去丹麦哥本哈根卡尔斯伯的玻尔住所,“房子很大,房子外面还有走廊,玻尔和我在走廊上来回走了一个多钟头。丹麦人讲话舌音很重,在中国人听来觉得丹麦人都是大舌头,尤其是玻尔,他还爱抽烟,嘴里衔着烟斗,讲话更是听不清楚,所以和他一个多钟头的谈话,我几乎一句没听懂。”不难推测,玻尔1937年在中国发表的演讲,真正能够听懂的人是不多的,但“听众满席,无一走者”,足见当时中国人对接触和了解世界一流科学思想的渴望是何等强烈!

  王淦昌在《深厚的友谊,难忘的会见》一文中对玻尔印象做了记述:“玻尔讲演的内容深入浅出,利用自制的教具,如台球等,生动地介绍原子和原子核理论,给我们留下了深刻的印象。据说这些教具至今还保存在玻尔所里。玻尔是世界名人,而当时自己无论从年岁上和研究工作经验上都是比较年轻的。这使我在会见他之前不免心里有些紧张,但同他交谈后,我很快发现玻尔是一位平易近人的人,他谦逊,不摆架子,总是乐意回答大家提出的各种问题。我当时对宇宙线研究中发现的级联簇射现象感兴趣,就问题是什么原因引起了簇射现象。他回答说,这个问题已经搞清楚了,这种现象是由电磁相互作用引起的。”

  玻尔来华前,有关他与爱因斯坦关于量子力学哲学诠释的争论在西方科学界反响激烈。中国科学家都很想知道玻尔本人对这场论战持什么态度,当时,束星北直截了当地问玻尔,两人孰是孰非。玻尔说,在这个问题上他是对的,而爱因斯坦的想法不对。

  5月25日,玻尔一家乘火车去南京。《中央日报》对玻尔之行做了报道:“玻耳教授早年研究原子之外层组织,曾有伟大发现,开二十余年来研究原子物理之大道,近复致力于原子核之探讨,已有新颖之见解。此次漫游全球,与世界其他著名物理学家往还讨论,必有尚未发表之重大收获。”在南京期间,玻尔游览了明孝陵和中山陵,参观了中央研究院多个研究所,并于26日和27日接连做了两场名为“原子核”和“原子物理学中之因果律”的讲演。

  5月29日下午1时55分,玻尔一家抵达北平,受到国立清华大学理学院院长吴有训等人热烈欢迎和接待。在北京期间,玻尔一家游览了天坛、故宫、景山、颐和园、明十三陵等风景名胜。玻尔在参观北京大学物理学实验室,对吴大猷、郑华炽等做的研究拉曼效应光谱实验表示十分赞赏。玻尔分别于5月31日在国立北京大学、6月2日在国立清华大学、6月4日在国立北京大学做了题为“原子核”“有关原子核理论的发展”“原子物理中的因果性”三场讲演。6月7日晚,玻尔一家开始了遥远的回国之旅。

1937年5月31日,玻尔夫妇与国立北京大学校长蒋梦麟夫妇、中国的物理学家和数学家等在国立北京大学理学院合影

源远流长的中国情

  玻尔离开中国的1个月后,中国就进入了抗日战争的艰难岁月,而玻尔所处的欧洲也很快卷入人类历史黑暗的深渊,第二次世界大战的链式反应已经一触即发。

  中国之行给玻尔一家留下了极为深刻和愉快的印象。他们喜欢中国的传统文化、优美的风景、独特的美食及中国人淳朴善良的秉性和勤奋好学的天性。玻尔家族的会徽就来自中国的太极图。1937年5月30日《北平晨报》曾记载了玻尔的中国印象:“渠颇慕我国各地胜迹,尤其对故都名胜,目此故都为中国文化之中心学府荟萃之所,此次藉在远东讲学之便来华,首先领略南方一般景物,感觉中国正向复兴,径而迈进,衷心实颇欣慰。”1981年,玻尔夫人玛格丽特已经91岁,在圣诞节邀请青年学子到家中做客时,曾深情地回忆起1937年他们的中国之行。

  这种美好的印象直接推动了玻尔家族对中国科学的援助。1956年,郭沫若邀请玻尔再度来华访问,玻尔因有安排不能应允,便让自己的四子奥格·玻尔(1975年获诺贝尔物理学奖获得者)访问中国。奥格·玻尔分别与1962年和1973年来华访问,访问期间,不仅进行了核物理学前沿理论的交流,还将自己的研究题目交与原子能所计算,与中国商讨和丹麦的科技合作,并促成了新中国成立后中国与西方签署的第一个科学交流协议。奥格·玻尔来华访问对于那时正遭受西方科学封锁、需要寻求西方科学援助的中国来说,无疑是雪中送炭。新中国成立前,中国物理学家张宗燧和胡宁曾在玻尔领导的理论物理研究所从事研究;新中国成立后,玻尔研究所陆续邀请了冼鼎昌、杨福家、张礼、卓益忠、曾谨言、徐湛等中国学者去学习和工作,为我国培养原子核物理人才作出了重要的贡献。

  就在奥格·玻尔访问中国的年代,由于中国的政治意识形态对科学的干预,中国知识界正在批判“资产阶级科学”中的“唯心主义”和“形而上学”,爱因斯坦和相对论、玻尔和量子力学哥本哈根解释,都是重点批判对象。考虑到这一特殊的时代背景,玻尔家族对中国的深情厚谊就更难能可贵了。

  1995年,世界上第一座尼耳斯·玻尔全身塑像在中国石油大学北京昌平校园落成,玻尔的后人又一次来到中国参加塑像落成典礼。玻尔家族源远流长的中国情,体现了科学作为一种文化,超越国家、民族、种族、意识形态,实现沟通、理解、平等、友爱的可能性。

  本文参考文献:范岱年的《尼尔斯·玻尔与中国——有关历史资料汇编(1920-2012)》、阎康年的《N·玻尔在中国》、王淦昌《深厚的友谊,难忘的会见》、王洪鹏和王士平的《1937年的尼尔斯·玻尔的中国之行》、汉斯·玻尔的《尼耳斯·玻尔教授在中国》(汉斯·玻尔日记,戈革译)等。

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