二十世纪的英雄史诗

――《基本粒子物理学史》书评

 

中国科学院自然科学史研究所 郝刘祥

 

人类对物理世界中基本物质及其相互作用力的探索,正如派斯(A. Pais)教授所述,至少可以上溯到古希腊的恩培多克勒。与早期希腊自然哲学家相比,恩培多克勒对世界本原问题的解答引进了两种新的概念:比例构成的概念和作用力的概念,他的理论支配了随后两千多年西方人的物质观。下一个重大的转折发生在18世纪末至19世纪,这就是化学元素概念的确立和原子-分子学说的诞生。但派斯教授在这部著作中没有追溯得这么久远,他所讲述的,是从1895年伦琴发现X射线到1983年欧洲核子中心发现WZ粒子的将近一个世纪的历史。简而言之,就是从XZ的故事。

XZ的故事,就是人类所能观察到的物质及其相互作用的最小尺度缩短了万万倍的故事。Inward Bound of Matter and Forces in the Physical World,就是派斯教授为讲述这个故事所定的书名。这确实是一个非常贴切、响亮的书名,但想找一个同样贴切而响亮的中文书名殊非易事。《物质与力的内界》差强近之,但这个译法没有传达出最小尺度不断缩短的含义。或是因此之故,中文译者采用了一个朴实的译法,径直定名为《基本粒子物理学史》。

且不谈译文,还是回到派斯的原作。笔者初次读到这部著作是在十四年前,那是一个寒冷的冬日,窗外雪花飞舞。笔者围坐在一个1500瓦的电炉旁,翻开了这本书的前言。读着读着,一股股暖流便从心中油然升起,其强度和节奏不亚于窗外的雪飞与风鸣:

 

牛顿在《光学》一书中曾经预言:“万有引力、电和磁的作用力,都可以到达相当远的距离,因而可用肉眼观察到;但也许还有另一些力,其作用距离如此之小,以致一直逃过了我们的观察。”本书所考察的时代,正是牛顿所预言的那些力终于被观察到了的时代。

    气势滂沱的开篇,预示着这是一部英雄史诗般的著作。事实上也确实如此。从1895年到1983年,人类对于基本物质及其相互作用的认识,其进展速度在人类历史上是前所未有的。正如希腊英雄的远征故事一样,前进的道路并不是一帆风顺的。一部英雄史诗,不仅要描写英雄们披荆斩棘的壮举,更要表现出英雄们如何走出疑惑、徘徊与迷茫。派斯教授的著作,正是本着这一史诗风格来展开的。在前言中,派斯教授就强调:

我要力图展现出,前进的道路上有进步与停滞、秩序与混乱、明晰与困惑、信心与迟疑、墨守成规与异乎寻常之间的交替,也有革命与保守、孤军奋战的科学与团体合作的科学、小装置与大机器、小资助与大投入之间的交替。

 

    以X射线的发现作为远征的起点,而将Z粒子的发现作为终点,派斯教授的安排是别具匠心的。远征最小尺度尚是未竟之旅,但Z玻色子的发现,确实是一个重要的里程碑。按照当今的弱电统一理论,X射线与Z粒子是紧密相关的。当然,伦琴不可能知道这一点。事实上,当他发现X射线时,根本就未料到它就是光子流。历史著作总是这样,它是人们在历史创造之后创作出来的。

    创作一部史诗性的历史著作,驾驭历史文献的史识是不可或缺的。只有像派斯教授那样具有深厚物理功底和文史修养的人,才有可能将XZ的整个故事的诸多线索汇聚起来。派斯教授在物理学上的造诣,无须笔者赘言。关于他的史识,从他评价爱因斯坦的话语中可见一般:

 

如果有人要我用一句话来讲爱因斯坦的一生,我会说:“他是我所知道的最自由的人。”如果要用一句话来写他的科学传记,我会写:“同他以前和以后的任何人相比,他更好地发明了不变性原理,更好地运用了统计涨落。” (《上帝难以捉摸》,第二页)

 

    历史不是一部流水帐,史家必须依据自己的史识来选择历史环节进而梳理出历史的脉络。“历史是高度主观性的。…有多少历史学家,就有多少种历史。”作者的这一断语并非虚妄之辞。在这部著作中,作者选取的主线是观念、思想之流,是进步与疑惑之间的交替,是理论与实验之间的相互作用,社会背景方面着墨不多。围绕这条主线,作者为我们展现了一幕又一幕动人心弦的场景。所有这些场景,都具有高度的戏剧性,翻一下本书的目录就会明白这一点。这样的叙述风格,仿佛作者是一位剧作家。但作者确实是一位历史学家,他为自己定下了两条诫律:

 

一是麦考莱提出的:“如果一个人缺乏选择的艺术,只会显示真实,那他就会导致完全虚假的效果。常常是,一位作者仅仅因为讲述了更多的真实,反而说出了更少的真理。”另一条是卡莱尔给定的:“如果一个人把深奥的大自然这本大书当作商人的分类帐本来读,那么可以说他根本就没有读过这本大书,而只是看了些学校用的教学大纲;要是把这些教学大纲当作那本真正的大书,那么所得的谬误将多于灼见。( p. 3 )

 

    英雄的史诗,自然得有英雄们出场。从XZ,成千上万的男女投身到这一理性的探险事业中来,一一提到当然是不可能的,所以作者“将本书献给那些制造机器、射线束、探测器的人们,以及使用它们的人们,以及对他们的观测结果进行深入思考的人们”。本书所刻画的人物,乃是英雄之中的英雄,这些人物包括J. J. 汤姆逊、伦琴、贝克勒尔、老布拉格、居里夫妇、卢瑟福、玻尔、泡利、狄拉克、费米、奥本海默、哈恩、迈特纳、劳伦斯、朝永正一郎和汤川秀树等。这份名单中没有海森堡、薛定谔、玻恩等人的名字,因为量子力学的建立只是以一个散记的形式出现在本书中。作者对人物的刻画,颇令人想起太史公的笔法。三言两语,一个人物的形象便跃然纸上。比如在谈到狄拉克时,作者写道:

 

在其整个一生中,狄拉克都保持着一种最低限度的、稀少的(但不一定是言简意赅的)、优雅的(却非诗意的)言谈和写作风格。比如他对小说《罪与罚》的评论:“写得不错,但有一章作者犯了一个错误。他描写的太阳好像在同一天升起了两次。”(p.286)

 

    派斯教授是亲身参与过这一远征历程的物理学家之一。他的这种经历,对于这部史诗的叙述风格和结构安排,都产生了重大的影响。本书包括两个组成部分,在第一篇“1895-1945年:历史”中,作者是以一个谨严的历史学家的身分来写作的。作为一个物理学史家,派斯教授对于史料的占有和熟悉程度,令人叹而观止。本书第二篇是“战后岁月:备忘录”, 这里作者撰写的风格容易使人想起《伯罗奔尼撒战争史》。就像修昔底德参与指挥过伯罗奔尼撒战争一样,派斯教授也参与了战后岁月高能物理的发展。以这种经历和身份来撰写一份备忘录式的历史纪要,派斯教授有着一般史家所不具备的双重便利。首先,作为一名第一流的物理学家,他能够俯视混乱纷呈的局面,并对当代的发展做出自己的判断。其二,由于参与了当代高度发展的口头交流的传统,他可以在一定程度上从战后急剧增长的发表物中解脱出来,而不致如迷失在信息洪流之中。除此之外,派斯的亲身经历,也使整个历史变得鲜活起来。仅举一例:

 

费曼在[在波科诺会议的报告中]讲到某一点时说,且让我们忘掉泡利原理吧,或者一句类似的话。于是尼尔斯·玻尔――或许他还没有意识到,尽管费曼乐于将自己扮演成一个小丑,他对物理学却是极其认真的――大步走向黑板前,高度颂扬不相容原理。(p. 459

 

    派斯教授的这部著作出版于1986年,作为他那部爱因斯坦传的姐妹篇,甫一出版就受到了人们的交口称赞。杨振宁教授就曾评论道:“凭借其深厚的历史感,派斯教授对于物理学的长程发展具有敏锐的洞察力。同时,他还立志引入一种新的科学史叙述风格。将这两者结合起来,其结果就是一部展现人类探索自然奥秘的英雄时代的史诗。这将是一部不朽的著作。”(见原著封底)

    笔者早就盼望有人能够将这部著作译成中文了。此次中文版的出版,可以说是国内物理学史界的一件大事。这个译本是由四位先生共同翻译完成的,他们中有些是笔者的长辈,只是未曾谋面。多年以前,笔者曾读过本书第一译者关洪教授的著作《量子力学的基本概念》,从中受益匪浅。有关洪教授坐阵,想来核心内容的翻译不会有何差错。笔者没有仔细检校译文,初步的印象是,派斯教授的文采没有在汉语中充分表现出来。这种要求或许有些过分。无论从内容上还是就修辞上来讲,本书都是一部相当难译的著作。当然,这样大部头的一部著作,个别的误译是在所难免的,但有些误译实不当发生。下面仅举数例,列出笔者所见以为不妥之处,供与译者商榷。原来的译文和笔者的译文前分别冠以中文和英文页码,为区别起见,中文页码加圆括号,英文页码加方括号。

 

(前言2)否则就好比我讲了一个笑话,却没有道出其中奥妙。

[vi ] 否则就好比我讲了一个笑话,却没有说出关键的妙语来。

 

2)结束语:现代

[ix, 7] 后记:现代

 

2)简单性:必不可少的灾难

[ix] 简单性:迫不得已的办法

 

3)“这是信念的时代,这是怀疑的时代”

[x] “那是信念的时代,那是怀疑的时代”

 

5)当然,还需在序言中对于教材的选择作一点说明。(…)贯穿全书的思想流是应该特别说明一下的。一些主题尽管有令我感到惊讶的前景,但我只少许涉及其社会学意义,也没有在这方面展开。

[4] 尽管如此,还是该在这里对史料的选择先作一些说明。(…)整部著作的重点将放在观念之流上。关于这一主题的社会学背景则所谈甚少,尽管我觉得社会学的透视也是趣味盎然的。

 

41)不甘心让/它的迷茫得到证实,这/并非希律王亘古不变的誓言。 M.穆尔:《理性是一件迷人的东西》

[33] 明晰(的心灵)/总是将其困惑诉诸验证,但这并非/希律王的不可变更的誓约。 M. 穆尔:《心灵是一件令人着魔的物事》

 

136)在有关食物短缺和心理研究之间,人们是否能这样从“心理上修正麦克斯韦妖”:放射性物质释放的能量就是来自于放射性材料周围的空气。

[109] 在有关食物短缺的论述和通灵研究这两者之间的某个地方,人们能否“从精神上对麦克斯韦妖稍加限定”,使得放射性物质释放的能量是从周围的空气中获取的。

 

161)当时代从一个纪元演变到另一个纪元时,时空之钟并未发出警报,人们并不理解他们已经掌握的东西。 T.卡里勒《论历史》

[129] 时代变更之际,时间这架机器并未发出响彻寰宇的钟声,人们也不理解身边业已发生的一切。 T. 卡莱尔《论历史》

 

171)爵士约翰·杜瓦/有人比你聪明吗?/你们这一群笨驴/能让气体凝结吗?

[137] 詹姆斯·杜瓦爵士/可比你们都聪明/你们这群笨驴/谁也不会让气体凝结

 

563)《尖塔》

[445]《尖塔修理工》

 

596)不情愿做大事的日子已经过去,研究工作者时而受到重视,时而忍受孤独的情况也已过去。

[471] 不情愿做大事情的日子已经过去,研究工作者享有的时而有益、时而又有碍的孤独日光亦已过去。

 

805)故事讲完了。

[625] 终了,讲一个故事。

 

805)“它的意思是,你还什么都没有听到过。”

[626] “它的意思是,你并不是什么都没听见。”

 

 

A.      Pais. Inward Bound of Matter and Forces in the Physical World. Oxford University Press, 1986.

阿伯拉罕·派斯,关洪等译,《基本粒子物理学史》,武汉出版社,2002年。