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原作者也是分批贴的,我在这里一次贴上,原作者没有贴完,还要继续往下贴,感兴趣的话到这个论坛上看看.
内容如下:
第一大实验的直接结果导致了爱因斯坦（A. Einstein）走向神坛。当然在此以前，爱因斯坦在学界已经是赫赫有名，狭义相对论，光电效应等等都是他的经典杰作，而这次则验证了他毕生的心血结晶——广义相对论。
其实这次实验是一次天文测量，简单的说就是看看光线穿过太阳的时候会有什么变化。爱丁顿勋爵（Sir Edington）带领一干人等利用日食的机会，穿梭在热带雨林中，终于拍下了一张历史意义的照片，笔直的光线穿过太阳时发生了弯曲，弯曲的角度和爱因斯坦广义相对论的预言完全一致。爱因斯坦的解释是光线被太阳的强大引力吸引而偏转，就和在地面上扔出去的石子的轨迹是抛物线一样。
当时的纽约时报用夸张的篇幅报导了这一观测，所有人都把爱因斯坦称作二十世纪的牛顿，他的名声达到顶点。
然后这个牛顿第二在剩下的几十年生命中和量子力学的创始人玻尔（Niels Bohr），海森堡（ Werner Heisenberg） 等人无止无休地争论，最后以失败而告终。
二：谁动了我的镜子？
世人评说美女，溢美之词从古至今不绝于耳，其实归根结底也无非是两点，其一曰容貌，其二曰身材，两者的完美结合就是传说中的stunning beauty.物理学也是一门极度崇尚美感的科学，它的美也无非是两点，其一曰简洁，其二曰对称。两者一结合也是一种骇人听闻的Beauty，典型的如电磁学中的麦克斯韦方程（Maxwell equation）。有修过电磁学的人大概都有同感，在经历过眼花缭乱的电学和磁学的公式以后，突然出现在末尾的麦克斯韦方程简直给人一种惊艳如斯的感觉，简简单单几个朴素的联立方程竟然把整个电磁学囊括其中。当然，很多人对这种突如其来的美感的欣赏也只是停留在很肤浅的层次，确切的说是局限在它的简洁美。这其中甚至包括它的创始者Maxwell本人。如果有人能从电磁学读本中的麦克斯韦方程中看到更深刻的东西，譬如对称性，那么恭喜你，你实实在在是有作物理学大师的潜力。
历史上就是有个人从方程中读出了关于对称性的另类东西，并且以此为突破口敲响了统治数百年之久的牛顿力学的丧钟。那个人就是爱因斯坦，那篇突破性的文献就是《论运动物体的电动力学》，直接宣布了狭义相对论的诞生。
将美学贯彻研究生涯始终的大概也就爱因斯坦一人而已。他年轻的时候早就觉得伽利略－牛顿体系的绝对空间，绝对时间不够漂亮，终于从麦克斯韦方程中寻得突破导出狭义相对论。后来，他又一次觉得传统物理学对于惯性系和非惯性系的生硬分隔实在不够美，终于又一次从引力理论入手，导出了广义相对论。广义相对论的诞生完全是一场爱因斯坦的个人秀，因为当时并无强大的实验压力。它可以说是爱因斯坦美学观念的直接产物。对称性在数学上的语言叫群论，其在二十世纪后五十年的物理学中的地位可谓如日中天。当人们沉醉在对称所带来的种种美感和成就的同时，孰料没过多久就突然被重重敲打了一棒。
事情起因于粒子物理早期著名的TAO，THETA之谜。TAO粒子和THETA粒子是在加速器中发现的两个性质极其类似的粒子，他们的质量，电荷，角动量等等都是完美的一致，然而要命的是在TAO和THETA的不同衰变道中表现出的宇称（镜像对称性）完全相反，因此人们还是忍痛把他们分为两种不同的粒子。
其实还可以有另一种解释，他们根本是同一种粒子，之所以在两个衰变中表现的宇称不同仅仅是因为在衰变过程中宇称并不守恒而已！！这种几乎如同皇帝的新装里那个儿童的大喊，在当时也是视为笑谈。甚至如大名鼎鼎的物理学家，哥本哈根学派的中坚人物泡利（ W. Pauli）也不以为然地说，我不相信上帝是一个软弱的左撇子，我已经准备好下一笔大赌注，我敢打赌实验将获得对称的结论。泡利关于物理学的打赌几乎是个神话，几十年来凡是他看准的东西从未错过。
这个案例可以说是常识误导人的又一个经典。上帝似乎是个恶作剧专家，他不停地微笑着告诫人们，众人阿，我是爱你们的，可是，你们一定要警惕啊。
还是有不信邪的人，一位哥伦比亚大学的著名实验物理学家和美国国家标准局合作，试图检验在弱相互作用下的宇称守恒问题。这个实验在概念上是很简明的，主要是要利用一个很强的β放射源（Co60），然后在适当控制下极化这个β放射源，使其具有某一个方向性，再放在一个利于观测的环境中，测量这个放射源是不是有一种先天的方向性。当然，其中涉及到诸如低温下的原子核的极化等等技术问题，这位伟大的实验家也是一一克服。
实验的结果很明确，正如这位实验物理学家确认后立即给那个先前提出不守恒理论的那个理论物理学家打的电话里说的一样，“一句话，宇称守恒已经死了！”纽约时报很快以头版刊出了这个大新闻，他们用的标题是“物理的基本观念宣称已经由实验而推翻”。随后，美国物理学会在纽约大饭店举行了一次史无前例的年会（三千多人参加），来纪念宇称不守恒的发现。与会的一位著名物理学家感慨万千，“经历过相对论和量子力学的洗礼，我还以为这辈子的激情已经燃烧殆尽，不料今天我和诸位又一次站到了历史的转折点”
说到这里大家已经很清楚了，提出宇称不守恒的理论物理学家正是李政道与杨振宁，而证实它的那位实验物理学家正是有物理科学的第一夫人之称的吴健雄。本人最高兴的一点正是在此，一个著名的理论从提出到证实，都是中国人自己作的，这是真正值得全体华人骄傲的事情阿。而吴健雄的这个证实弱相互作用中宇称不守恒的经典实验也足可跻身二十世纪物理学十大实验之列。
三：神话中的神话
有一天，如果一位教授了多年实验课的老先生突然看到学生递上来的一份实验报告，上面的测量数据是0.001159652188（4）。他开始一定是一笑付之，肯定是哪位同学偷懒按了计算器，懒得竟然连有效数字都不改。如果他打开书本查到这个数据的理论值是0.001159652133（29），一定会气得暴跳如雷，偷懒尚可原谅，编造数据则真的是迹近无耻了，何况这个误差范围竟然在10^（-10）以内（一百亿分之一），编的也太离谱了：）
然而遗憾的是，他眼前的数据都是确凿无疑的，因为他面对的这个理论是人类有史以来最精确的理论——量子电动力学。
事情还得从头说起，量子力学和相对论的建立以后，人们一直试图把这两朵奇葩统一到一起。经过多番努力，这一伟业终于在大物理学家狄拉克（Dirac）手中完成。著名的Dirac方程就是相对论性的量子力学波动方程，它成功的解释了诸如氢原子能级分裂的问题。Dirac指出，氢原子的2S（1/2）和2P（1/2）两个能级事实上是一样的，这个也为当时的实验所证实。看上去一切都完美的结束了，然而上帝又一次和人类开了个玩笑。
这个玩笑就是著名的兰姆移位（Lamb shift）实验。二战结束后，实验上的微波技术得到了极大的发展。（呵呵，这都是拜二战时各国玩命地发展雷达所赐。仔细想想，我们能够享受到今天的幸福生活，二战实在是功不可没。核能，喷气式飞机，火箭，计算机，雷达等等，如果不是二战地催动，少说也要推后好几十年，然而这种科技的巨大进步竟是以上亿的生命为代价，实在就，，，）。在1947年，Lamb和Retherford用射频波谱的方法终于发现氢原子的2S（1/2）和2P（1/2）能级并不是完美的吻合，而是存在着一个能级差，这个就是著名的兰姆移位。兰姆本人也因为这次精彩加精密的测量而荣获1955年诺贝尔物理学奖。
这个实验给当时的人们几乎是灾难性的打击，然而顽强的物理学家们痛定思痛，终于萌生了量子电动力学的念头。这个号称有史以来最精确的理论一出世就是一个怪胎，其一是它在数学上的计算繁复不堪，失去了物理学传说中的简洁美。连玻尔都十分的不以为然，他的口号是，我不相信上帝会把它的面貌这样复杂地描述给我们听。老玻尔始终还是沉浸在量子力学“简明”的数学美感之中。其二是它采用的数学方法说白了就是类似级数一级级的展开，这个被很多崇尚解析的数学家视为极度异端，因为起码连展开的收敛性无法保证。三，它自身也无法自圆其说，数学家的担忧不是没有道理，著名的红外发散就是一个无法克服的障碍。
终于有勇士完美地解决了这个问题。J.Schwinger，16岁就成为物理学家的神童，数学上的任何技术问题都可以轻易克服。他用无比繁复的形式对量子电动力学做了解说，其中引入了著名的重正化方案（Renomalization）来克服发散。 R.Feynman，另一个天才性传奇人物，他用无比简单的图论方法对量子电动力学做了说明，这个就是著名的费曼图（Feynman Diagram）。当人们试图努力把这两位天才的思想融和到一起的时候，另一个惊人的消息从遥远的日本传来，物理学家朝永振一郎（Sin-Itiro Tomonaga）在完全独立的情况下自创了第三种对量子电动力学的解读方案，而且好像也是正确的。这次人们算是彻底昏倒，好在我们这个星球上天才从来不缺，美国人Dyson终于以神话般的技艺证实这三种说法是等价的。终于在1965年，J.Schwinger，Feynman和朝永三人共享当年的诺贝尔物理奖。
量子电动力学的成功是空前的，它标志着电子和光子被人类彻底征服。1900年就发现的著名的阴极射线——电子到此为止没有任何秘密而言，它的一切秘密都被人类所掌控。开头提到的数据就和电子最隐私的个人数据g因子相关。（测量的是a，a=（|g|-2）/2，要是电子MM知道自己的胸围被物理学家测到精准到一百亿分之一，会不会吓得花容失色？：P）。实验的精度达到百亿分之一，可是所有物理学家都顽固地相信，这个误差始终还是出在实验那边的。这也是人类强大自信心的表现吧。
兰姆移位实验，直接促使了量子电动力学的诞生，足可进入十大物理实验的排名
四：从牛顿力学的危机到相对论的建立——谈寻找以太的实验
“迈克尔孙－莫雷寻找以太的实验是物理学史上最著名的实验之一，它曾经是让所有人充满希望的实验，也是几乎让所有人绝望的实验。它的彻底失败直接导致了牛顿力学的空前危机，并终于在二十世纪初引发了人类时空观的彻底变革……”
（一）
还是从中学物理课本上引用的伽利略的那段话开始说起吧，“……在匀速行驶的船中，水滴依然垂直下落，而不会偏向船尾：你向不同方向抛投物体，尽管物体飞行时船在前进，但你不会发现向船尾比向船头容易抛得更远……你无法根据舱内的任何现象来确定船是在正常的航行或是停在岸边。”
伽利略无疑是历史上认识到在一个匀速运动的参考系和一个静止的参考系上作任何实验结果都不会有差别的第一人。而大物理学家牛顿更是看到了这一观点的深刻意义所在。他一直在思考自己的牛顿三定理究竟普适到何等程度。终于，在他的著作<<自然哲学的数学原理》一书中牛顿从哲学的高度解决了自己的困惑。他认定存在着一个绝对静止的空间，在这个空间里时间是均匀地流逝着的。在其他所有相对这个绝对空间匀速运动的参考系里面力学规律（他的三定律）都是适用的，正如我们大家所熟知，这种参考系叫惯性系。如果是非惯性系（相对绝对空间存在加速度的参考系）怎么办？牛顿也不慌不忙地引入了惯性力的概念，即在非惯性系内的受力物体另加上一个与加速度反方向的惯性力即可。于是，处在一个自由下落电梯中的我们，就可以心安理得地这样解释自己的失重：我们的身体除了向下受到的重力以外，还受到与电梯（非惯性系）的加速度相反方向的惯性力了。两种力方向相反，大小相等，刚好扯平，所以我们感受不到重力是很自然的事情了。
牛顿的理论是天衣无缝的，至少在他那个年代的科学家们看来如此。伟大的牛顿不仅在一团迷雾中指清了光明的所在，而且更重要的是，他给了所有人以强大的信心。生活在牛顿时代的物理学家几乎是历史上最单纯幸福的一代。在伟人牛顿的光环笼罩之下，他们几乎不用再担负任何哲学上的艰涩思考而放手拓展数学在物理学上的应用，一批批数学物理大师滚滚而出，拉各朗日（J.L.Lagrange），拉普拉斯（P.S.Laplace），哈密顿（W.R.Hamilton），泊松（S.B.Poisson ），直至后来登峰造极的麦克斯韦（J.Maxwell）。从古到今对物理学真正最具信心的也是这代人，从来也没有人像他们那样自负（或者说狂妄）过，这其中典型的如拉普拉斯。
当年在法国皇帝拿破仑举行生日庆典的宴会上，大物理学家拉普拉斯把自己的新作《天体力学》一书毕恭毕敬呈给了皇帝预览。这位拉普拉斯大人在物理学和数学上学识相当了得，但究其人品实在平平，从雅各宾派专政到如今的拿破仑皇帝，他自己也搞不清向多少人宣誓效忠过了，其实从他热衷献寿礼这件事本身就可看出端倪。不料这次皇帝翻了翻他的书，却十分不满地问道，拉普拉斯，我翻了这许多页，你怎么只字没有提到上帝？即使是卑躬屈膝已经成了习惯的拉普拉斯，这次也终于挺直了腰杆，自豪地回答道，“陛下，我的假设中并不需要上帝。”
拉普拉斯不愧是个解偏微分方程的高手，他那著名的宣扬拉普拉斯决定论的豪言壮语也带有偏微分方程特有的味道，“如果有人能告知我整个宇宙诞生初期的条件和宇宙边界的条件，我甚至可以计算出整个宇宙的演化历程！”这等几乎是疯子的言语，在当时却激起一大片的轰然喝彩之声。阿基米德曾经也声称给他一个杠杆他能撬起整个地球，那不过是夸张地形容了一下杠杆的威力而已，阿基米德本人也未必打算亲自尝试。而这次拉普拉斯的“嚣张”竟然使得人人跃跃欲试！每一个沉醉在牛顿力学辉煌胜利中的人都是同样的想法，拉普拉斯的话原则上并非没有道理，以后的物理学家们只需沿着伟人牛顿指引的路走下去便是，甚至根本不须出什么才能特异之士，只要有几代人在数学计算上的平庸积累之后，物理学就会成为一个历史名词了。
现在想来，拉普拉斯等人的狂妄也着实太过了些。早在1889年，法国的大数学家，物理学家庞伽莱（H.Poincare）在解决看似很简单的三体问题（三个物体在相互引力下的运动）时就发现纵然力学方程可以很快的列出，而我们始终是不可能找到完美的解析解的，而且他发现解的结果对初始条件极其敏感，任何初条件的细微变化最终会导致整个系统的混乱无序，顺着这条路走下去就是从上世纪六七十年代一直红到今天的混沌科学。这个算是给拉普拉斯决定论第一个耳光。更响亮的还在后面，那是1920年前后以玻尔为代表的哥本哈根学派创立的以几率诠释为根基的量子力学。至死坚持拉普拉斯决定论的爱因斯坦忍无可忍，与玻尔一派展开了一场哲学上的激烈争论。其实即使是爱因斯坦这些决定论的忠诚捍卫者，他们头脑中的时空观与拉普拉斯的也完全不可同日而语。总之后来这些曲折离奇的变故，纵使第一智者牛顿泉下有知，也会惊得目瞪口呆的。
牛顿力学的危机，倒并不是出现在力学的本身，而是在其旁支电磁学上。相对独立的电磁学自诞生以来就积累了无数纷繁杂乱的公式，直到有一天碰到了它们的终结者－麦克斯韦。1864年 麦克斯韦用魔术般的数学手法将整套电磁学浓缩在四个简单的联立方程之中，并以此预言了电磁波的存在。这不仅在物理学上是件了不起的大事，甚至有人这样评论，两千年后的人们回想起公元1864年，首先忆起的只怕不是曾经轰动一时的美国南北战争的爆发，而只是朴素简单的麦克斯韦方程。
麦克斯韦方程究其根本来说是凌驾于牛顿力学之上的，而当时的人们宁愿相信它是牛顿力学最杰出的产物，甚至它的创始者麦克斯韦本人也坚持这样认为。当然，人们很快发现麦克斯韦方程相当古怪，它并不满足被牛顿视为根基所在的伽利略变换（惯性系之间的坐标变换）。这其实已经给牛顿力学亮了红灯，但生性乐观的人们宁愿给出另一种解释，麦克斯韦方程只在牛顿指出的绝对静止的参考系中成立。这种解释立时引发了人们对牛顿力学的最后也是最高潮的狂热，寻找以太！
正如本文开头伽利略所指出的，绝对静止的参考系和匀速运动的参考系是任何力学实验也无法区分的，然而以麦克斯韦方程为根基的电磁场可以敏锐地判断到底那个参考系是绝对静止的。当时人们类比声波，认为全空间充满了一种电磁波赖以传播的介质以太。虽然以太本身的力学性质被赋予得诡异无比，但兴奋得发了昏的人们已经顾不上那些细枝末节了，因为寻找地球本身相对以太的速度，也就是相对数百年前牛顿指出的绝对静止空间速度的实验已经开始了。
（二）
这个实验就是1887年开始的著名的迈克尔孙－莫雷实验，当时人们已经能够利用光学上光程差引起的干涉条纹的移动来进行极其精细的测量。地球相对太阳的公转速度大约是30公里/秒，那么不管太阳相对以太的速度多少，一年之中地球相对以太的速度总有超过30公里/秒的时候，而这个速度完全可以被迈克尔孙－莫雷干涉仪所探知。这在当时被认为是人类物理学的最后一件盛事，几乎所有的物理学家都备足了香槟酒指望得知结果后大大地狂欢一把。
然而实验的结果让所有人都寒心不已，无论怎样地调整角度，改变光的波长，在高山上测量，在矿井里测量，在不同的大陆测量，在不同的季节测量，干涉仪显示的结果始终是零。难道真的是上帝眷顾，我们可爱的地球恰好就是绝对静止的空间所在？早就经历了日心说，地心说之争的物理学家们是根本不会相信茫茫宇宙中平凡的地球会如此幸运的。那问题究竟出在哪里？
很多人已经想到到迈克尔孙－莫雷实验零结果意味着地面发出的光速始终是恒定的，它并不以地球的运动而带来很小的偏离。当时所有人的头脑里伽利略的速度叠加律是根深蒂固的，在一辆以速度v向前行驶的火车上朝前方打开电筒，光波的传播速度应该是C+v （C是光速，约为30万公里 /秒）。但既然地球明显相对着以太（绝对静止空间）在运动，为何光速始终不受影响？
没有合理的解释，人们只能又在可怜的以太身上编织更加匪夷所思的特性来扯圆自己的说法。1892年物理学家洛仑兹和菲兹杰若提出了任何相对以太运动的物体都会有一定程度的长度收缩，这个收缩刚好弥补了干涉仪上的条纹移动。这等牵强的解释不得不让人想起了笑话中那位只有本事锯掉箭杆的“外科”医生。
在一眼望不到边的苦闷和绝望中头一个警醒地认识到以太本身可能存在问题的还是庞伽莱，他在1900年就这样写道，“我们的以太真的存在吗？我相信，再精确的测量也不能揭示任何比相对位移更多的东西。” 当然真正解开这个死结的是人类的骄子，牛顿以后最伟大的物理学家爱因斯坦。他在1905年那篇著名的论文《论运动物体的电动力学》中明确指出“引入以太根本就是多余的，因为我在这里提出观念将不需要具有特殊性质的绝对静止的空间。”
年青的爱因斯坦宣告了把时空更紧密地联系在一起的狭义相对论的诞生。他的理论中彻底放弃了牛顿的那个绝对静止的空间，取而代之的是光速不变原理（光在任何参考系的速度都是恒定的）和相对性原理。洛仑兹费劲心机弄出来的那个长度收缩成了相对论的一个显见的结论。
爱因斯坦不仅是人类中极其罕见的敢于突破常规，不被表面现象迷惑的天才，而且他是以美学的观点思考物理学并取得极大成功的第一人。在爱因斯坦万物平权这个朴素的美学观点中，牛顿那个相比其他惯性系都显得无比优越特殊的绝对静止空间就显得格外得刺眼了。同时警惕无比的爱因斯坦也注意到前文中提到的非惯性系相比惯性系也未免有了太多的特殊性，就此他萌生了广义相对论的想法。广义相对论的基本原理在于著名的等效原理，爱因斯坦指出，在一个相当小的时空范围，不可能通过实验来区分引力和惯性力的。如在一个密封舱内，观察者发现一个物体以重力加速度g自由下落，他根本无法判断是到底是由于地球的吸引导致物体下落还是在根本无引力的空间密封舱本身以加速度g向上运动引起的。得出的推论便是，我们这个空间，凡是有引力的地方都不是真正的惯性系，倒是在引力场中自由下落的局部空间，由于引力和惯性力两者相消，才可被称作局部惯性系。
牛顿关于绝对空间和绝对时间，惯性系和非惯性系的定义到此算是被改得面目全非。当然牛顿的那套时空观更符合人们惯有的思路，爱因斯坦的相对论就对理解能力多少要有些挑战了，人类的思维总是由简单到复杂，这是不可避免的趋势。
（三）
从牛顿力学的危机到相对论的诞生，这一段崎岖坎坷的历史为后来兴起的科学哲学做了极好的注释。一个科学理论的建立第一要解释当时实验条件下的种种现象，第二当然理论本身要自洽，不能有自相矛盾的地方，这两点牛顿力学完美的做到了。随着时间的推移，人们的认知手段不断完善，会陆续发现一些理论解释不了的地方，此时人们的第一反应并不是立刻发展新理论取而代之，而是在旧理论中加入一些假设的前提，比如此例中人们赋予以太的一些光怪陆离的性质。后来发现不能解释的地方越来越多，人们的前提也越来越多，慢慢地有的附加前提实在太过牵强（如洛仑兹的那个奇怪的长度收缩），有的则和其它的前提相互冲突，这时候新理论的出现就迫在眉睫了，一如相对论的诞生。
更需要指明的是科学的承继性是很强的，相对论并不是彻底推翻了牛顿力学，而是扩展了它。牛顿力学只是相对论在低速情况下的近似。这一点很多业余物理学家都没有意识到，所以每次看到他们厚厚的论文中那些宣称推翻相对论的醒目字眼，我就不由得感到一阵阵悲哀，他们很多人几年，十几年，甚至一辈子的辛苦努力其实都是白费了。
我倒是真诚地建议业余物理学家们不妨考虑一下在时间和空间的概念适用限度以下的东西。具体说在普郎克时间（5.4×10^（-44）秒，普郎克长度（1.6×10^（-35）米）以下，时间和空间彻底失去了意义，不能区分过去，现在和未来，也无法分辩上下，前后和左右，因果关系也不复存在。在这段范围里，你们的各种理论没有相对论的束缚，大可各展所长，例如可以说我们的四维时空只是N维空间的压缩（N=5，6，7任意）等等，只要最后记住延伸到正常时空时，理论要回到相对论即可。关键行文中要郑重声明相对论只是你的理论在某某情况下的近似，这样的论文虽然由于作者数学功力有所不逮仍不免是一塌糊涂，但我保证即使再挑剔的专家也不敢只看一眼就断然拒绝了。
五：E=MC^（2）
题记：
如果这也算一场物理学实验的话，它则是最大程度上影响了二十世纪全人类命运的实验。
（一）
二战结束后不久就有人用战争中死亡的人数除以希特勒那本臭名昭著的《我的奋斗》一书中的字数，便得出每个字的背后就藏着若干条人命的结论。其实真正要说杀人，古往今来也从来没有杀得过这个简单的E=MC^（2）的。
爱因斯坦（A.Einstein）在构造出狭义相对论不久，就从中推导出了这个古里古怪的公式。当然从哲学上论起，人类也是第一次认识到质量居然和能量有如此密不可分的关系，质量再轻的物体蕴含的能量也是极度惊人的。
很快即使是小学生也拿这个这个著名的公式计算诸如一颗米粒到底含有多少能量，这些能量又足以让全国的灯光亮上多少时间之类的问题。饶舌的记者们采访爱因斯坦时问得最多的也是这个公式，爱因斯坦微笑着反复解释，这个能量只是纯粹是数学推理的结果，有很大的哲学意义，但是丝毫没有实用的价值，大家尽可以把它当个数字游戏来玩。记者们耸耸肩，和爱因斯坦一起轻松地笑着。
此时是公元1905年，无论小学生，记者，还是伟大的爱因斯坦，他们都没有意识到他们已经一起开始在玩人类历史上最危险的一个游戏。
（二）
哈恩（O. Hahn）现在的人们大概是不熟悉了，但这个名字注定是要载入史册的，因为他是人类历史上第一个跨进核门坎的人。如果非要类比的话，不妨想像一下盗取天火的普洛米休斯。
哈恩是一个典型的严谨，执着，聪敏的德国科学家，早年学化学出身。在那段物理学的黄金岁月里，继1895年著名的伦琴射线（X光）被发现之后，居里夫人又陆续提炼出了钋，镭等放射性元素震动了全世界。当时核物理在整个物理学中一枝独秀，居里夫人本人也获得了1903年的诺贝尔物理奖和1911年诺贝尔化学奖双份荣誉（好厉害的MM：P）。哈恩的研究兴趣也开始转向了放射化学这方面来，不过他自己还没有来得及开始，轰轰烈烈的一次世界大战倒先开始了。
即使是从小就深受科学熏陶，凡事都要问个为什么的哈恩，当看到“一切为了德意志母亲”当时这个当时激动了每一个德国人的标语，一股爱国主义激情也不由得油然而生（好个油然而生？！）。他毫不犹豫地穿上军装到了西线，作为深受参谋部欣赏的化学博士，亲自在战场上监督毒气弹的发射。每当对方阵地上一阵黄雾飘过，他就在望远镜里看到英法士兵痛苦地扔下步枪捂着眼睛在战壕里辗转翻滚。己方兴奋已极的士兵一面抓住他的手脚把他高高抛到空中一面齐声喊起了“德意志万岁”的口号。他也和士兵们一起真诚得兴奋过，然而在睡梦中这等惨状一次又一次深深刺痛了他。到底是什么使自己痛苦不堪，他苦苦思索后想到，也许是良心吧。
战后他发誓不再让自己的双手沾上血腥，埋头核物理的研究中。在此其间，哈恩和奥地利女物理学家梅特涅一起合作了很多研究放射性的实验。在1938年冬天一个寒冷的下午，他在实验室里用慢中子轰击铀核时发现异乎寻常的状况，铀核像被子弹击中的玻璃那样裂成碎片。等他耐心地“捡”起了所有碎片之后再称重，发现竟然比没有打碎前的铀核轻了少许，一瞬之间爱因斯坦的公式E=MC^（2）流星般地在脑中划过。联想到实验中莫名其妙地释放出来的巨大能量，难道这个就是传说中的核裂变？
他简直不敢相信自己的眼睛，马上把实验步骤和数据寄给了当时远在瑞典避难的合作者梅特涅查实。不知道后来希特勒是不是因为没留下这位在核物理上极其了得的犹太女人而后悔，哈恩反正是从来不理会纳粹党的警告的，一直保持着和她的联系。梅特涅很快回复，恭喜他观察到了人类历史上第一次导致质量亏损的核裂变，并认定参与裂变的铀核就是铀的同位素 U235.（梅特涅身为犹太MM物理学家，连犯希特勒两大忌讳，想在德国混下去也难。）
得知结果的哈恩极度兴奋之余，不免也暗暗心惊，当时战争的乌云已经又一次笼罩在欧洲上空。他实在无法想象自己的发现会被人们用来干什么……
（三）
无论从那个角度上讲，意大利人费米（E. Fermi）都是物理学中不世出的奇才，而且很有可能是最后一个在实验物理和理论物理上都有过极大贡献的人。这种真正全才性的人物在他之前好像也只有伟大的牛顿。
核裂变发现不久后，人们就搞清楚了链式反应的机制，每当一个铀核被中子敲碎，它会自动释放出几个中子去击打其它铀核，核反应就像垮倒的多米诺骨牌一样滚滚前行，再也控制不了它的脚步，当然伴随反应的以E=MC^（2）为计算公式的骇人听闻的能量释放。
当然要实现链式反应的第一步就是要有大量的慢中子。中子源人们早就有了，不过中子减速一直是个超大难题。这个难题终于被费米在一次核物理实验中意外的解决。
当时在罗马大学的费米买到了一些放射性元素氡，马上高兴得像孩子一样用这门出了名的“中子炮”来轰击各种物质，短时间内就发现了不少新的放射性元素。一天为了研究银板被中子轰击后的放射性，他在银板背后放了个计数器来探测银板的放射性强度。这个实验本来很普通，他顺利做完了以后突发奇想，在银板和中子源之间插了块铅版，计数器上显示的银板的放射性反而增加了一些。费米微微一笑，这个是他意料中的，中子源里发出的快速中子被铅板一挡速度不免减慢，而正如前文所述慢中子撞击引起的放射性比快中子强得多的多，最后自然导致计数器上的数字增加。费米向来是个童心很重的人，玩了一下铅板，又把手头上所有能找到的东西都插在中子源和银板之间试了一下，例如铁片，铝片，铜片等等。当他偶然把石蜡板插在二者之间的时候，计数器突然疯了一样大声尖叫起来，他一看数据更是惊得目瞪口呆，计数器上显示的放射性比原来强了十倍不止。
整栋物理大楼的人都给这刺耳的啸声吸引到费米的实验室来，大家捂着耳朵讨论着这个不可思议的现象。费米一时陷入了深思，到底中子碰到了石蜡中的什么东西竟然减速的如此厉害。突然间他想到一定是石蜡中的氢，也就是质子！他猛地拍了拍自己的脑袋，想起早年在中学物理课上计算两个小球非弹性碰撞时就已经得出了的当两个小球质量相等时碰撞损失的能量最大的结论，损失能量最大不正意味着最大限度地被减速吗，要不是碰到和自己质量差不多的质子，中子哪里能减速的那么快！要说世界上氢最多的地方，那不就是最常见的水吗，当然如果是中子更丰富的重水（氘核，由一个质子一个中子组成）那就更理想不过了。（两个小球相撞后粘在一起的习题相信每一位上过高中的朋友都做过，想到利用两个质量相等的小球碰撞能损最大的原理来给中子减速也不复杂，其实有时候物理学就真的这么简单，但关键要想的到。）
找到了减速中子的关键所在，费米高兴地几乎要蹦起来，摩拳擦掌准备大干一场。他让所有其他物理学家（包括玻尔，爱因斯坦等人）在内最羡慕的倒不是他极其深厚的理论素养和对数字天赋的敏感，甚至也不是他独步天下的实验技能，而是他把实验室里的东西马上工业化的超强能力。当年在哥本哈根的时候，连玻尔，海森堡这些大师级人物都敬服地称他为“量子工程师”。
费米兴奋地开始规划在自己祖国的心脏罗马建成人类历史上第一个反应堆。他彻夜不眠地设计整个反应堆的工艺流程，认真考虑着可能遇到的每个技术性难题。大到整个工地的施工图，小到某个零件的设计图，他都亲自参与。不过这个时候莫意大利的法西斯头子墨索里尼开始收紧了套在知识分子脖子上的绞索，彻底寒了心的费米逃到大西洋彼岸的美国。
从某种意义上说，轻易放走费米是墨索里尼生平犯的最严重的一个错误，甚至比他在1940年冒然向英法宣战错得更远。
（四）
1941年的一天，大物理学家玻尔（N. Bohr）在被法西斯德国占领已久的丹麦首都哥本哈根的家中静静地看书，仆人走过来说有个德国军人想见他。一向温文尔雅的玻尔也不禁急得跳起来喊道，“不是和你说了吗，我不见任何德国人，更不用说德国军人。”谁知那个穿着军装的德国人已经径直走到了玻尔的面前，玻尔放下眼镜歪着头看了半天，惊讶得几乎合不上嘴巴，因为来人正是大物理学家海森堡 （ W. Heisenberg）。
二人在此种尴尬的情况下会面，不由得四目相对，千言万语一时也不知从何说起。纳粹占领哥本哈根之后，好端端的玻尔理论物理研究所就此精英四散，心直口快的泡利（W. Pauli）避祸远走奥地利，海森堡也回去报效祖国了，犹太籍的物理学家精明点的早就打点行装逃往英美，迟钝点的现在都在集中营。即使巨人爱因斯坦也早就离开了他的祖国，在那里人们不仅烧光了他写的相对论书籍，还有人出十万马克买他的人头。玻尔想想当年和海森堡他们一起共创量子力学那段美好的时光，当真恍若隔世。这些人间最智慧的一群精英，每个人都可以毫不费力地精确预测电子运行的轨道，却没有一个人能够计算出自己的人生。
此时的海森堡已经因为他纯正的日尔曼血统和在物理学上的无上威望被希特勒任命为第三帝国铀计划的总负责人。玻尔也清楚不能再向以前那样畅所欲言了。慢慢地从海森堡的只言片语中玻尔终于了解到他正担负着一项绝密的计划，大概就是制造一种利用核裂变的巨大能量的炸弹。海森堡本人其实也正陷入了一场前所未有的痛苦之中，为了祖国他是一定要把原子弹造出来的，为了全人类就一定不能造出来。他这次来访是想邀请玻尔加入他们的核计划，但也可以理解有意把这个计划泄漏给玻尔。
海森堡走后，玻尔越想越是心惊：纳粹德国工业基础雄厚，资金充裕，海森堡，哈恩等人都是物理上一等一的人才，他们要是搞出这种威力奇大的原子武器实非难事，那人类只怕就真的要万劫不复了。想到这里他又不免自我安慰，海森堡未必一定会尽全力吧，但转念再想，以自己和海森堡相交数十年之久，他的脾气再清楚不过了，那是个标准的不达目的决不罢休的德国人阿，何况这次有可能事关全德的存亡。
玻尔早就有离开丹麦的打算，此时更是打定了非走不可的主意。在英国间谍的帮忙下，他被人像货物一样塞入一架运输机中。起飞前粗心的飞行员竟然忘记发给他氧气面罩，饶是这个前丹麦国家足球队守门员身体粗壮得非常人可比，下了飞机后仍不免去了性命半条。
爱因斯坦很快收到了玻尔通报的这一情况。他早就意识到了当年的那个E=MC^（2）闯下了何等大祸。早在1939年他就向美国总统罗斯福发出那封历史上著名的建议信，提醒他德国人可能正在研制一种威力之大亘古未见的武器，它的能量就像太阳一样浩瀚无穷，可以毫不费力地摧毁地球上每一个城市。罗斯福看到信之后微微犹豫了一下，身边的秘书及时点醒当年不可一世的拿破仑就是因为没有采用蒸汽船的提案到底也没能渡过英吉利海峡。
总统点点头在文件上签上了自己的名字，耗资达20亿美元之巨的曼哈顿工程滚滚启动。
（五）
随着守门员的一声哨响，这场史无前例的A-B杯（A Bomb）足球赛决赛就此拉开序幕。实力超群的德国队一边有威名赫赫的老队长海森堡（量子力学创始人之一，1932诺贝尔物理奖获得者），率先向核时代攻入第一球的放射化学之王超级前锋哈恩 （1944年诺贝尔化学奖得主）， 钢铁后腰盖革（H.Geiger，粒子探测器之父，费米那个中子减速实验里呜呜叫的就是著名的盖革计数器），中场核心博克（W. Bothe， 中子的发现者之一，1954年诺贝尔 物理奖得主），老而弥坚的金牌守门员劳厄 （ M. Laue， 发现晶体中的X射线衍射现象，后世生物学的极大发展首功应该算他， 1914年诺贝尔物理奖得主），他们的教练是现代物理学中的教父级人物普郎克（M.Plank， 1918年诺贝尔物理奖得主）。
（插一句，德国人当真了得，即使按照希特勒那么严格的血统标准清洗掉一半左右的德籍犹太科学家甚至如爱因斯坦，剩下的所谓“纯种”日尔曼科学家也足可以对抗全世界，何况还跑了一个标准的日尔曼人大科学家玻尔。二十世纪没有了日尔曼人和犹太人的物理学简直不可想象。纳粹德国敢以一国之力对抗全世界绝非偶然。）
阵容豪华的美国队有新人秀的第一名队长奥本海默（R. Oppenheimer，著名的原子弹之父），跑在左边的是梦幻边锋劳伦斯 （E.O. Lawrence， 回旋加速器的发明人，1939年诺贝尔物理奖得主），现在控制球的是新进前锋西伯格 （G.T.Seaberg， 有钚之父之称，对第一颗原子弹的研制成功居功至伟，1951年诺贝尔化学奖得主），刚转会的那是著名的中场发动机量子工程师费米 （首创历史上第一个反应堆，1938年荣获诺贝尔物理学奖），那个摇摇晃晃心不在焉的是右路主攻手贝特（H.Bethe ，理论部的负责人，1967年诺贝尔物理奖得主），身穿绿色球衣积极跑动的是扎实的后卫冯·诺伊曼 （ J. von Neumann，大数学家，计算机的发明人，原子弹研制计算工作的负责人），那个无所事事的在球架上演算数学题的正是豪华版守门员玻尔 （量子力学的主创者，1922年诺贝尔物理奖得主）。替补队员中有前途无量的小伙子费曼（R. Feynman ，1965年诺贝尔物理奖得主）。再来看一下观众席，观众气氛十分热烈，天哪，坐在那里替美国队摇旗呐喊的不就是爱因斯坦吗（＃％×！）
被称作原子弹之父的奥本海默这等人物的成长和成功标志着美国已经开始取代德国成为全球物理学的研究中心。奥本海默自小就以神童自负，学识渊博，兴趣广泛，尤好各国文学，有过目不忘的本领，于物理学更是天赋惊人，几乎是一点就会，一会就通，更难得的是他风度翩翩，有一种领袖群伦的气质，能协调好各种关系，规划各方面进度，这一点在后来被称为人类第一系统工程的曼哈顿计划中显得尤其重要。开始时即使奥本海默本人仍对困难估计不足，认为只要6名物理学家和100多名工程技术人员就足够了。但到1945年时，他愕然发现麾下竟然有了1000多名科学家，自己担任主任的洛斯阿拉莫斯实验室更是有“诺贝尔奖获得者的集中营”之称。 （这些人中有一些中国人，其中包括著名的实验物理学家吴健雄MM.当时人们打仗打昏了头，什么都换算成军事单位，邱吉尔一直抱怨斯大林什么都听不懂，只听得懂对方有多少个师，美国人也习惯把钱学森当成五个陆军师来算，那这一千多科学家抵多少个师，嗯，掰着指头好好算一下）
1942年11月，在美国芝加哥大学的地下实验室里，费米的夙愿总算达成，人类第一个原子反应堆成功运转。看着抽插自如的铀棒灵活地控制着整个链式反应的进程，费米微笑了，他跑遍整个芝加哥城才买到战时的奢侈品——一瓶香槟。在开香槟前，心情激荡的每个人都在香槟酒的标签上写下自己的名字，当然也包括费米本人。
原子弹原理上早就很明了，中子减速剂也已经找到，似乎唯一的问题就是提纯铀235了。这个着实让人头疼，因为天然铀中每一千个铀原子当中只有七个是铀２３５，其余的都是铀２３８。铀238吸收中子的能力大大强过兄弟铀235.原子弹中的铀只要稍微掺杂一点铀238，就休想爆炸。提纯铀235的技术相当复杂，主要是利用二者质量不同采用离心分离，具体细节也是二战结束后通过好多年的技术积累才完善。
但很快美国人很快就不必因此而烦恼了，西伯格找到了替代品钚。1942年8月，大批量的钚在费米的那个实验室第一次被分离出来。人类历史上第一颗原子弹就是钚弹。
形势是相当喜人，曼哈顿工程总负责人奥本海默在辛苦工作之余，有时也会开车到附近的高岗上，望着新墨西哥州一望无际的沙漠，一边品着啤酒，一边想着另外一个半球的竞争者们不知道干得怎么样了。
德国的铀计划起点很高。在那里人类第一次在实验室里分离出纯铀235，也第一次观察到核裂变，即使从铀矿石储量来说德国也相当丰富，何况他们还控制了几乎整个欧陆的工业。平心而论，即使纳粹党最疯狂的时候，希特勒等纳粹党魁对科学家还是相当尊重的（犹太人当然除外）。因此海森堡对率先研制出原子弹颇具信心。
自从费米发现中子减速的机制以后，摆在人们面前的减速剂有石墨和重水两种。德国著名核物理学家布雷格教授根据自己的推算认识到石墨实在是一种最佳的减速剂，当真英雄所见略同，此时的费米正从美国杜邦公司一口气买了十吨上等石墨。布雷格马上要求位于拉齐步日的一家军工厂制造出一批特殊规格高纯度的石墨片，谁知道被该厂的总工艺师施密特狠狠摆了一道。施密特估计这些奇怪的石墨片有军事用途，于是在其中掺杂。布雷格拿到这些石墨片后实验当然是屡试屡败，越来越怀疑自己的计算出了问题，于是彻底放弃了石墨，转而指望重水。重水当然也是不错，但整个欧洲只有远在挪威的一家重水工厂。英国的特工忒也了得，一次引爆就把几吨重水白白地流到了地下，海森堡听到这个消息，气得说不出话来。此时费米的反应堆已经在成功运转了。
再后来盟军的飞机加强了对德空袭。一次空袭警报之后，海森堡掸掸头上的尘土，走出防空洞，却发现自己的秘密实验室已经炸的连它妈妈都不认得了，他长长叹了口气，知道第三帝国的铀计划到此彻底破产。（从此刻开始，战争时摧毁敌方的核设施成了第一要务，二十年前以色列空军奇兵突出炸毁了伊拉克的核反应堆，此刻仍生死不明的萨达姆当时几乎气得倒仰。嗯，联网打红警时偶们也是这么干的！！！）
在战争后期，海森堡一帮人倒也逍遥，他们躲到乡下一个偏僻的地方，似乎已经被全世界遗忘。连粮食都成了问题，海森堡只好亲自出去挖土豆，在田里有时候抬头望望蔚蓝的天空他也在想，盟军的飞机会不会突然丢下这种超级炸弹，如果这样又会有多少同胞死于非难？不管怎样，他也只能安慰自己，多少也算是尽力而为了。
晚餐后哈恩，博克等人点起蜡烛在海森堡悠扬的钢琴声中开始讨论一些理论上的问题。随着战线逐渐延伸到德国境内，他们也听到了隆隆的炮声。海森堡想起了家里的娇妻爱子，一刻也不能等了，冒着炮火骑着自行车回到家里，刚抱起最小的那个儿子还没来得及亲吻，美军的吉普车就开到了房门口。
美军士兵冲进来的时候，哈恩还在和人在黑板上写写画画，争个不休，对此情形他先是一愣，然后用英语和美国大兵说道，“请稍等一下，ok？我们的问题很快就讨论完了。”当夜这些人被临时关在附近一家农户的马厩里，一间隐隐散发着粪臭的马厩竟然一口气圈起来七个诺贝尔奖获得者，也算是千古奇观。
即使在战俘营里，这些生性高傲的德国人还是不服气，在他们眼里，实力强劲如他们都造不出原子弹固然是天意使然，那帮美国佬们估计也没戏。在一九四五年八月的一天，他们和往常一样安静地吃着早餐，突然听到广播里报道，美国人在日本广岛投下了一颗被称作原子弹的超级炸弹，广岛全城尽毁，他们一齐放下刀叉，面面相觑，谁也说不出话来。
（六）
把时钟再往前拨一下，在公元１９４５年７月１６日５时许，在新墨西哥州一个荒僻的沙漠里，奥本海默，费米，西伯格，贝特，费曼一干人等在微风中一齐望着远处那个尖塔顶端名叫胖子的怪东西出神。
每个人都是激动的难以自抑，其实激动倒是在其次，更多只怕是紧张。在打碎魔瓶之前，谁也不知道会钻出怎样的一个怪物。但是有一点大家均无异议，今天五点三十分之前的人类和五点三十分之后的人类永远不会一样了。
一向持重的奥本海默对这个爆炸比较悲观，认为不一定成功，军方代表，总统特别顾问基斯塔科夫斯基大大不以为然，他始终充满了信心，两人就此打了十美元的赌。费米则和人打了另一个赌：理论部的贝特估算此次的爆炸当量大约两万吨TNT，很多人根本不信会那么大，费米通过自己的计算支持贝特的结果，并和他们打赌，在第一时间让他们得知爆炸的当量。坐在吉普车里的费曼打得赌更奇怪，他和身旁的人赌自己敢不用防护镜直接肉眼观看人类第一次核爆，旁人当然不信，费曼通过计算认定自己是在危险范围以外的。
五点三十分正，人类第一颗原子弹“胖子”点火成功，首先是一道闪电掠过人们的眼睛，还没等人反应过来，就出现了一个巨大的火球，一边缓缓上升，一边变换着自身的颜色，金色，金黄，深蓝，再到紫色，整片沙漠被照得通亮无比，然后火球变成了著名的蘑菇云，一直冲到三千多米高的空中，引起的气流甚至搅动了高达一万多米的同温层。
人们刚回过神，惊天动地的地震波就迎面扑来，这股震波不知掀碎新墨西哥州多少人家的玻璃，甚至远在澳大利亚的一家研究所里的地震记录仪也忠实地记录了这次核爆。性情粗暴的基斯塔科夫斯基也顾不上震波，一下子从两米高的观测台上跳下来，朝奥本海默胸口就是一掌，急着向他讨要十美元。奥本海默早就被眼前的奇观惊得呆住，只是用梵语反复念着古印度名诗<罗摩衍那>中的一段“漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉。我是死神，我是世界的毁灭者。”不怕地震波的倒也不止基斯塔科夫斯基一个，费米从壕沟中一跃而起，把早就握在手中的碎纸片向空中撒去。望着被风刮得四面散开的纸屑，费米微一沉吟，就欢喜地喊叫道，“我赢了，这次爆炸的当量在一万八千吨和两万吨之间！”后来仪器测量的结果证实了费米的估算。至于坚持要用肉眼的费曼，最后还是摘下了黑色护目镜，躲在吉普车玻璃的后面，成了用肉眼观察核爆的第一人。旁人忙紧张地问他到底怎么样，费曼慢条斯理的回答道，这种千载难逢的奇观不用肉眼看看，那才后悔终身那。
人类的一个新时代，原子时代，终于到来了。
六：思想试验
普朗克（Plank）为了解除著名的黑体辐射的紫外灾难引入量子的概念，爱因斯坦令人信服的指出光子是一种量子，然而善始者不必善终，善作者不必善成，睿智如爱因斯坦也不例外。量子力学的真正建立还是以玻尔为首的哥本哈根学派的功劳。
既然原文强调实验的精巧美妙以及对于理论的冲击力，再加上“单枪匹马”，“成本低廉”的卖点，十大试验之No.2我看不如给爱因斯坦的光子箱，因为这是一个彻头彻尾的思想实验，也是最富戏剧性的实验。
这个实验肇始于爱因斯坦和玻尔等人的那场关于量子力学基本原理的世纪辩论。那是一场火星碰地球的智慧大碰撞，爱因斯坦和玻尔二人宛如多年以前在川中岛合战中守望相持的上杉谦信和武田信玄：）
玻尔等人认为量子力学的一个根本原理是测不准原理，就是在微观情况下无法同时测准粒子的位置和动量，时间和能量。譬如在显微镜下“看"一个电子，当你要精确厘定电子的位置，根据光学原理则必须要用更高频率的光去照射，而光波频率越高，能量也就越大，电子本身也会被光波的能量冲撞的摇摆不定，从而动量的不确定性也就越大了。
1930年在第六届索尔维（Solvay）会议上爱因斯坦则是针锋相对地用他的光子箱向玻尔发难。光子箱的结构很简单，一个匣子挂在弹簧称上，一个相机快门一样的装置控制匣子内光子的射出。每次射出光子的时间由快门控制，弹簧称上可以读出整个盒子因光子出射而减少的质量，根据大名鼎鼎的爱因斯坦质能关系E=MC^2得出光子的能量，这样原则上时间和能量不存在不能同时确定的问题。
据说玻尔看到这个装置登时口吐白沫，经过紧急抢救时的输氧加上彻夜的苦思之后，玻尔终于搬来了救星，呵呵，那竟然是爱因斯坦本人的广义相对论。发射出光子后，光子箱的质量减少纵然可以精确测出，然而弹簧秤收缩，引力势能减小，根据广义相对论的引力理论，箱子中的时钟会走慢，归根到底时间又是不确定了。
这次轮到爱因斯坦吐血三天了，他费劲心思找来的实验居然成了量子力学测不准关系的绝妙证明，还被玻尔等人堂而皇之的载入他们的论文之中。
整个事件曲折离奇，好莱坞的编剧只怕也相形见绌，不过我一直在想的问题是，如果爱因斯坦本人晚几年发表他的广义相对论，一切又会如何呢……
七：Arno Penzias 和 Robert Wilson的宇宙背景辐射（cosmic background radiation）
他们探测到宇宙中始终存在着3K的背景辐射，并且因此得到诺贝尔物理奖。自此，Gamow的宇宙大爆炸（the big bang）得到证实，宇宙学掀开了篇章，然后才能有霍金那种传奇人物的出现。
搞笑的是当年他们是作天线实验时发现这个3K的"噪音“玩了命似的要把这个三K噪音作掉，调整天线，换零部件，甚至爬到天线顶端去刮鸽子粪便。后来干脆认为是美军的氢弹爆炸试验惹的祸，直到牛人指出那个3K的噪音根本就是宇宙大爆炸到今天的残余
据说杨，李，吴在准备这个实验时，泡利写信给一个朋友说我敢用全部家产打赌这个实验必定失败。没过多久，实验成功了，泡利赶紧又写了封信，说幸好我没真的打赌，要不然现在喝西北风了，现在我丢掉的只是一些名誉而已，不过我的名誉多得很，丢掉一点没关系。这家伙确实很狂啊。
八：卢瑟福ALPHA粒子散射实验暨量子力学发展史
在生活这场伟大的戏剧中，我们既是演员，又是观众，这是一个古老的真理。 N.玻尔
秋天的哥本哈根是多雾的，即使你起来很晚，也只能看到太阳迷离的面孔。白色的教堂，尖尖的钟塔亦是若隐若现，一切仿佛都是浮在梦中的国度里。于是你就大致可以明白为什么举世闻名的安徒生和他的美妙的童话故事会诞生在这个同样美妙的北欧小国里。
即使是老练的当地人也经常会在雾中迷路，明明种在门口的梧桐树转眼即逝，而狭窄的小巷和宽阔的广场会在你意想不到的地方突然出现。当你终于费劲心机摸到一座灰黄的四层楼建筑跟前，抬手拭去额头的汗水，一定会想要在这样的重重迷雾中寻找一条道路是多么不易呀！
你可曾想到，当年在这座建筑物里工作的一批年轻的物理学家们，又是怎样在如此的无尽迷雾中找到出路，并从这里延伸出去改变了整个二十世纪的命运？
这栋建筑物门前的牌子上面的字迹有些模糊，但仍可辨认出是这样几个字：“哥本哈根大学理论物理学研究所”；而底下的署名“尼尔斯·玻尔”虽经岁月的无情洗礼仍自金光闪闪。
如果有机会随意采访一个物理系毕业的年青人，问他若给他一个选择的机会，他会选择历史上哪个时期来从事物理工作。他们会不约而同地告诉你是本世纪二十年代。
那是任何一个有激情的年青人都可以仗剑走江湖的年代。经典物理学象多骨诺米牌一样哗哗倒地。头发花白的老学者们徒劳无望地支撑着牛顿力学的大厦，而年青人们旋风一般的思想让他们既兴奋又恐惧。
不管你是刚走出校门的毕业生，还是刚对物理发生兴趣的门外汉，都有机会崭露头角。一篇简短而深刻的论文就会使你永铭物理学史。权威们在新锐面前退缩，冲锋的号角在耳边一遍又一遍响起，他们身上的血液随时都在沸腾。那个时代是十足属于年青人的。
1
1895年，德国的伦琴发现了X射线。
1896年，法国的贝克勒尔发现了放射性。
1897年，英国的汤姆逊发现了电子。
临近世纪末，上帝突然变得躁动不安，他扔下一大把谜语，然后默默不言。陶醉在牛顿经典力学无往不胜的压倒性战绩的人们隐隐觉得什么地方出了问题，自然界还是有很多神秘现象没有解释。
且不说伦琴目瞪口呆的望着X光照出来的他夫人的手指骨，也不说贝克勒尔莫名其妙地看着被感光的底片，就说汤姆逊亦是眉头紧锁，对他发现的这种奇异的带负电的小粒子一筹莫展。
汤姆逊是一位物理学界的老前辈，他虽出身贫寒，但凭聪颖好学很快就显示出他在学界的实力，年纪轻轻就成为卡文迪许实验室的主任，然后是皇家学会会长，剑桥三一学院的院长，成为牛顿的继任者之一。可是本当兴奋的他却极不情愿地向学界宣布他的新发现。
可以理解他的窘状，当时的世界尽管铁轨遍野，电线密布，工厂里的机床彻夜地运转，但是人们对微观世界的认识还停留在遥远的古希腊德谟克里特时代。大家只知道原子是世界的本原，但谁也没想过原子到底能不能再分。而可怜的汤姆逊居然把这种比原子小得多的东西找了出来。
这个叫电子的小东西虽然看不见，但是你可以精确地感知它的存在，你可以测得它的质量，电荷，速度，甚至在它运动的路途上加上磁铁，你会觉察到它的偏转。
真是个幽灵。
然而学界一阵喧闹之后，就沉寂了下去。汤姆逊本人进行一段时间后，也悄悄终止了研究，毕竟还有其它太多的事情要做。
这些小玩意儿，留给后来人吧，汤姆逊呷完最后一口咖啡，合上了实验记录本。
甚至在十年之后的1907年，这片阵地还几乎还是一片静寂。
在那一年里，名躁一时的爱因斯坦发表了光量子假说开了第一炮后又匆匆转移到广义相对论中去。
36岁的新西兰人卢瑟福答应在英国领导著名的卡文迪许实验室；
22岁的哥本哈根大学学生尼尔斯·玻尔正在足球场上一边心不在焉地守着球门，一边用粉笔在门框上排演着公式；
20岁的薛定谔在维也纳大学里认真地记着笔记；
6岁的海森堡还在慕尼黑街头不知疲倦地和伙伴们玩着石子；
老师的工作注定要由学生来完成。
体魄雄壮的卢瑟福刚来到英国卡文迪许实验室的时候，他的洪亮的嗓音吓了所有的同事一跳。他一看就知道是那种体力充沛的人，但晒得红红的皮肤，粗糙有力的大手使人更觉得他适合在菜园里栽种马铃薯。
好促狭的英国人不客气地称这位外乡人是南半球的野兔，因为擅打地洞才来到了英国。卢瑟福听说了也没发火，他竭力显示自己绅士般的好脾气来和自己粗豪的外表相对照。他相信凭借自己的能力一定会在这里取得一席之地的。
不久，他的导师汤姆逊让他研究电磁波，他在几个月内就把仪器的接收范围改造到半英里以外，充分显示了他在实验上的天才，从此汤姆逊对他青眼有加，甚至在自己退休之后推荐他继承卡文迪许实验室主任的宝座。
在1909年，卢瑟福拣起了老师锁在抽屉里的手稿，他开始认真考虑原子的结构问题了。
在几年前短暂而热烈的讨论中，学者们纷纷提出自己对原子结构的看法；而其中以汤姆逊的建议最为出名。他幽默地称电子就象面包里的葡萄干，而带正电的物质象面包一样均匀地分布于整个空间。但是有人更带有哲学意味地提出行星模型，带正电的物质在中心，而电子在周围飞速的旋转，他们认为宏观的宇宙和微观的原子的组成应有暗合之处。
鉴于发现者汤姆逊的威名，学界勉强接受了他的解释，可是明显几种解释都有漏洞，在汤姆逊的面包中，带负电的葡萄干似乎在电磁引力的作用下很难静止不动，而行星模型中飞速旋转的电子按迈克斯韦的理论没有理由不向外辐射能量，最终也象陨石一样坠落到中心去的。
在此之前，卢瑟福已经从铀的辐射中分离出两种射线，一种是贝塔射线，也就是老师发现的电子，一种是阿尔法射线，这种射线比最轻的氢原子重四倍，带的电则是正电，而且电量是电子电荷的两倍。
这种更重的射线有个神奇的性质，就象传说中的点石为金一般，它可以将一种元素转为另一种元素。实验成功的消息刚传出去，立刻导致了欧洲黄金市场上的金价狂贬。报纸上带有问号的巨大标题是，原子已经分裂，人类末日是否来到？而一些投机商的眼睛放出了光芒，在他们眼里卢瑟福那群人是二十世纪的炼金士，于是实验室里经常接到豪门巨富的大额捐款。
金钱在任何时代，任何地方都不是坏事，卢瑟福添购了更新的仪器，卖力十倍地干起来。他卢瑟福办事的精力和效率是有目共睹的，但糟糕的是他喜欢以自己的体力为标准来要求其他人，经常导致实验室的人陪他一起饿肚子。慢慢他的外号不再是“新西兰的野兔”，人们敬畏地称他为“鳄鱼”，也许他对未知世界的渴求只有饥饿的鳄鱼对食物的贪婪才能一比。没想到卢瑟福对这个外号很满意，后来居然经常以鳄鱼自居。直到今天，在卢瑟福的纪念馆门前还伏着一只张牙舞爪的鳄鱼雕像。
不料，鳄鱼很快陷入了困境。在实验中绝大多数阿尔法离子自由自在的穿过了靶原子，但是有的偏离的原来的路线，甚至倒转回来。这就匪夷所思了，按照老师汤姆逊的模型，带正电的面包不会轻易让阿尔法粒子随意穿过的，而沉重的阿尔法粒子更不会被轻飘飘的电子反弹回来，其情形如同一颗疾驶的炮弹被蚊子一挡反弹回来一样可笑。
当时的实验条件用现在的眼光看当然简陋无比，一切都只能靠肉眼观测，蓝幽幽的硫化锌屏幕上每出现一个亮点就表示有一个阿尔法粒子反弹了回来，可是一万个粒子中只能有一个碰上这样的运气。卢瑟福所能作的只是平心静气地面对屏幕，一个亮点也不能数错。不幸的卢瑟福虽号称鳄鱼，但是却不具备鳄鱼捕食时超常的耐心。其实不光是他，任何人盯着屏幕超过五分钟都会因为两眼昏涩，金星乱舞产生误记数从而悻悻地退出观测的。他把乏味的枯燥工作交给了别人轮流，自己埋头红着眼睛叼着雪茄陷入深思，究竟什么原因有为数不多的阿尔法粒子竟被打得倒转回来？
仿佛一个人在扔硬币，连扔一万次都是正面。在概率上的极度荒谬一定意味着深刻的物理内涵。那意味着什么，难道原子内当真有一个质量集中的小核，射过去的α粒子只有擦近核的时候才会发生偏转，如果正好撞到核的时候就会反弹回来，而回来的粒子几率极小的原因是小核占整个原子的体积太小了，如同足球场上的一粒石子。
原来如此！
卢瑟福狠狠掷下未抽完的雪茄，很快即使一楼负责看门的耳背的老头儿也听到一声大吼，“我知道原子是什么样子了！”
“量子”这个词语是在1900年12月14日，在德国物理学会举办的一次会议上，从一个叫普朗克的大学教授嘴里第一次说出来的。在上帝的安排下，它和二十世纪是一起诞生的。
很难用几句话概括这个词语对二十世纪的深远影响。如果大家还对利用对冲基金的杠杆效应掀起全球金融风暴的祸首索罗斯有了解的话，应该知道这位金融巨鳄的基金会的名字叫“量子基金会”。对这个奇怪的名字索罗斯的解释是，量子最大的特征就是不确定性，就象我们手中的股票，债券和外汇所表征的财富一样，随时都可能消失。
量子的这种解释是许多年之后物理学家才认识到的，当时可没人这么想。普朗克引进量子这个词语纯粹是为了解释十九世纪末的两朵乌云之二黑体辐射中的紫外灾难。
首先来说说什么是黑体，黑体是完全吸收落在它面上电磁波的物质，所以我们称之为黑。我们已经知道自从迈克斯韦提出他那著名的公式之后，电磁波的范围就变得极广了，从常见的赤橙黄绿青蓝紫七色光，到广播电台的长波，短波，从夜视仪发出的红外线到能杀死生物体的紫外线，从探索敌踪的雷达波，到神秘的X射线都属于这一范畴。它们的区别仅在于波长的不同。
各种电磁波都是携带能量的，那么我们从黑体上开一个小口，象打开炼钢炉的炉门一样，测量辐射的电磁波携带能量和辐射频率，就会得到一条曲线。
如何解释这条曲线是一直困扰所有物理学家的问题。琼斯曾经提出一个公式，在长波阶段符合得很好，但这个公式有显然的漏洞，当电磁波的波长一短，譬如在紫外线段，能量会变得很大。按照琼斯的算法，你刚打开微波炉，紫外线强大的能量会顿时将你击毙在地的。这就是著名的紫外灾难。
后来在短波段维恩也提出了一个公式，但适用范围也仅限于短波。
普朗克是个研究辐射问题的专家，他用插值的方法将曲线长波，短波两头都连接了起来，提出自己的公式，结果非常完美。在推导过程中，他引入了一个大胆的假设和一个神秘的常数。
他的假设是能量是一份份传递和吸收的，而每一份能量都和一个非常小的常数有关。
这对当时所有的物理学家来说，不异于晴空霹雳。
从亚里士多德时代以来，人们的潜意识中认定世界是连续的。所谓连续的意思是物质是可以任意分割的，上帝不喜欢整数。研究数论的数学家可能不喜欢这句话，可是在大部分物理学家看来，如果不研究小数点后的东西，整个自然界就没有意义了。
你可以从一根连续的线上，随便剪下任意的一段长度。你也可以从一杯水中喝掉任意任意少的水。而物理学家们总喜欢把物体或者运动分成无穷小段来考虑，这已经成为惯例。反正拉丁语中有一句经典名言：自然不突变（Natura non facit saltus）。
而普朗克大声地告诉我们，不是这个样子的。不可能存在一点五或二点五个量子之类的说法。能量的最小份额就是一个量子所携带的能量，普朗克给出的公式是：ν是电磁波的频率，而h则按照惯例命名为普朗克常数。这个原本拼凑出来的常数竟成了物理上最著名的三个常数之一，另外的一个是牛顿万有引力常数G，光在真空中传播的速度c，黑体辐射的任何能量都是它的整数倍。
纵使普朗克在学界威望了得，大部分人也没有在意他的假说。但是有个年青人却深刻地认识到它的重要性。
他就是爱因斯坦。
造化弄人。爱因斯坦自己也没想到亲自接生的量子力学若干年后竟成他发誓也要扼死的对象，要不是玻尔一帮人的精心呵护，量子力学的命运还不知会怎么样呢。
爱因斯坦的光量子理论是解释光是如何射到金属表面打出电子的。这在物理学上称为光电效应。19世纪物理学最成功的理论之一是推翻了牛顿的光粒子学说，确立了光的波动学说，而迈克斯韦方程则将光牢牢钉到电磁波中去，无数的实验证明了这一结论。
但是光电效应和看来确凿无疑的波动理论格格不入。简单点说，光更象一个个粒子钻入原子，并将电子硬碰出来，就象小孩子们常玩的弹子一样。而每一个粒子，按爱因斯坦的说法，就是普朗克提出的量子，能量不可再分的那一种。
几乎每个物理学家对这个解说都在大摇其头。关于光是粒子还是波的说法人们已经争了几百年，好不容易将光验明正身收了场。不料，爱因斯坦却将旧案翻了过来。
还是让事实来讲话吧。
检查的方法很明确，你不是赞成光是粒子么。那么所有的粒子都具有动量（质量与速度的乘积），那你找到光存在动量的证据不就完了。
重任落在美国物理学家康普顿身上。
康普顿是个研究射线的专家。他既喜欢拉提琴，也喜欢打网球，而且由于出了名的力气大，不仅经常拉断琴弦，而且打出网球的速度简直比得上他研究的宇宙射线。当然他最喜欢的还是跑遍全球测量各地宇宙射线的强度。
一次，他带上设备远赴墨西哥。在站台上，人们看到一个轻松的美国绅士手拄文明棍，后面跟着一大队被仪器压弯了腰的墨西哥小伙，警察检查行李的时候，认定他那宝贝仪器是用来造炸弹用的。可怜的康普顿即使衣冠楚楚，也不得不在龌龊的拘留室中留了一宿。
康普顿将X射线入射到石墨晶体上，并在其背面测得散射的X射线的波长有位移。这称为康普顿效应。
用康普顿自己在的论文《X射线在轻元素上散射的量子理论》作出的结语来说：“对这个理论的实验证明，非常令人信服地证明，辐射光子既带有能量，有带有定向的动量。”
看来原有的观念需要再次更新，人们不得不尴尬地接受光既是粒子，也是波的看法。
不要感到不习惯，这里蕴藏着一个更本质的思想，直接促使了量子力学的诞生，可是纵使天才如爱因斯坦当时也没有深想下去。
1911年的第一界索尔维会议的气氛是沉闷的。
索尔维本人是个比利时的化学工业家，曾因获得氨碱法制碱的专利而发了大财。这位科学致富的知识分子对物理学，尤其是理论物理学情有独钟，虽然自己在这方面无甚造诣，却可以请到世界上第一流的理论物理学家来到布鲁塞尔召开国际性物理会议。
这次会议聚集了二十三位欧洲一等一的物理学人才。他们面无表情地听完了普朗克和爱因斯坦的报告。即使在距提出普朗克常数11年之久，普朗克仍小心翼翼地用上假设的字眼儿。而爱因斯坦的狭义相对论在那时也不过被认为是毛头小伙变的魔术而已。
两个宇宙常数，h和c都在那时提出，它们一个代表宏观，一个代表微观，但都没得到一致的确认。光速c是相对论中必不可少的基础，而没有普朗克常数，后来的量子力学无从谈起。
最后，会议的发起者，老态龙钟的洛仑兹站起来发言，老人的声音有些含混：
“非常有可能，在我们这些人在这里讨论这些复杂混乱的问题时，在地球上某个僻静的角落，某一个思想家已经解决了它。”
所有在座的人都沉默不语。
没有人料到路该怎么走下去，因为此时26岁的尼尔斯·玻尔还在卡文迪许实验室的卢瑟福手下当助手，每天揉着红红的眼睛苦无收获。
11岁的维也纳中学生泡利深更半夜一个人跑到野外观察星象。
10岁的海森堡已经可以流畅地奏出巴赫的狂想曲。
9岁的狄拉克经常沉默地缩在教室一角。
3岁的朗道已显现顽强执拗的天性。
尼尔斯·玻尔是一个典型的丹麦人，尤其令人难忘的是他的大鼻子。如果看到他父亲和兄弟的照片，就会明白这是他们家族的标志之一。
小时候玻尔就活泼好动，他经常喜欢顺着螺旋型的爬梯攀到钟塔的最顶一层，每每会引起在塔下的教堂中祈祷的大人们的阵阵惊叫。更奇怪的是小玻尔这么做既不是和伙伴们好勇斗狠，也不是为了眺望远处海港里的片片白帆，而仅仅想了解大钟的指针到底是怎么转动的。
很难想象一个几岁的小孩会对密密麻麻的齿轮感兴趣。但在玻尔家里看来这绝对算不上好事，这是玻尔的父亲一次下班回来发现玻尔坐在地上把家里唯一的大挂钟解构成一堆齿轮和发条时深刻意识到的。
很快小玻尔成为家里的义务修理师，但是经玻尔修理过的东西显然起色不大。慢慢大家发现，与其说玻尔是想把它修好，还不如说他仅仅是想了解其中的结构而已。
一次，玻尔选中了父亲那辆还算新的脚踏车，不过这可是个大家伙，一个人对付不了。玻尔发动了自己的小伙伴们，孩子们一番努力将车的飞轮卸了下来。到往上在装的时候可就犯了难。这时玻尔发挥了自己的天赋的领导才能，他有条不紊地指挥这个扶住车子，那个紧上螺丝，大家忙了一上午总算装拼成功，虽然第二天玻尔倒霉的父亲刚骑上去不久，飞轮就在主人的惊呼声中远远地飞了出去。
这是玻尔第一次认识到合作的重要性，有些事情纵使是天才也不能独自完成的，若干年后玻尔组织一批人象拆卸那辆自行车一般拆卸原子时，心中的想法也是一样的。
在玻尔读书的时候，小伙子在物理和数学上的逼人才气已经展现出来。他的弟弟海拉德，拆卸飞轮时的“帮凶”之一，亦是聪敏过人。在球场上，兄弟俩一个充任中卫，一个担当门将。但是球风凶悍的海拉德的辛苦往往被漫不经心的门将玻尔所废弃。往往当球朝球门直飞来的时候，玻尔的脑子里还在转着些复杂的公式。他命中注定不是来扑救这种黑白相间的足球的，而是一种叫原子的小球的。
这时的玻尔在学生中的印象是迟钝，不光踢球时如此，平时任何一件事反应最慢的就是此君。和小时相反，现在的玻尔更喜欢沉迷于哲学思辨中。除了哲学和足球之外，自小就手拙的玻尔更喜欢跑到实验室里去。尽管实验室的老师并不欢迎这个创造了一年内打破玻璃器皿的最高记录的学生。
一次，实验室里传来轰地一声巨响，连校长室里的人都给惊动了。秘书朝外看也没看就安慰慌乱的校长道：“不要紧，肯定又是那个叫玻尔的学生给弄的。”
看来除了玻尔不足称道的实验技能之外，他的好奇心也委实过强了点儿。
但是此时的玻尔已经立志把物理作为自己的终身职业了，年仅二十一岁的他出手不俗，在一次科学院悬赏征求有关液体表面张力的论文中获得金质奖章，得到当时最有名气的物理学家瑞利的首肯。
这一年当真喜事连连。他的兄弟海拉德作为丹麦队国家队的中场核心在英国举办的奥运会中大显神威，而玻尔作为替补在卖力地挥动着手中的红白两色国旗。赛后，大鼻子兄弟成为丹麦球迷们议论的核心。多少年后，有人看到报纸上玻尔手捧诺贝尔奖的金质奖章的照片时，心里还在纳闷：这个大鼻子看起来怎么就这么眼熟呢？
不久玻尔的博士论文答辩就开始了，他的题目是《金属电子理论的研究》。他又创了一个记录，只用一个小时就以博士的身份离开了学校。希加德教授第一个发言，也只能从文法修辞方面挑些纰漏，其他人则都是不停的赞誉。
小小的答辩室挤满了人，大家都对这个年青人和他的理论感兴趣。不过更使记者感兴趣的是丹麦国家队的成员一个不少地都在那里，球员们都坦然承认他们听不懂玻尔兄弟的讲演，但这并不妨碍帮他们助威，不管在球场上，还是在答辩室里。
但是这次玻尔象在球场上无所事事的守门员一样显然没有扮演重要角色。他讲完匆匆拎起书包就走了，原指望看到法庭里类似的指控和辩诉的情形的人大失所望。
玻尔的理论太过新颖，以至没人能向他发问。
凭心而论玻尔对自己这篇花了两年时间准备的论文是不满意的，里面用了大量的经典公式推出意义不大的结果，他认识到要解决电子之类微观的东西，原有的观念必须舍弃。若是十年以后的玻尔看到这篇文章，他会飞快地揉作一团丢在废纸篓里的。
不过这几年也算没白过，至少他凭自己的才华结识了后来的玻尔夫人，当时年轻貌美的玛格丽特小姐。
经过一个暑假的休憩，玻尔来到了英国的剑桥。这里是公认的物理学的发祥地，如果一个学物理的没有来过这里，仿佛穆斯林没有到过麦加朝觐。在这座宁静的校园里升起过多少辉煌的明星呵。仅牛顿一人就称得上气盖百世。他的耳畔想起了斯宾塞的诗句：
“剑桥，我的母亲，
在她那顶冠冕上，
缀有多少睿智，多少冥思……”
当他漫步在三一学院时，总感到巨人牛顿的眼光在不远处盯着自己。牛顿在这里度过了他一生中的大部分，这里的每寸土地都留有他的脚印，他曾经坐在这里的草坪上和热心的学子们讨论上帝之谜，也许就是在这棵苹果树下悟出了万有引力定律。最终是他使三一学院的威名远播，而学院院长的职位成了学界荣耀的象征。
玻尔工作的单位就在卡文迪许实验室，人们怎么也没想到他竟和主任卢瑟福先生成了莫逆之交。他们一个身高体壮，声若洪钟，一个温文尔雅，慢声细气；一个来自新西兰的农庄，一个出身于哥本哈根大学的教授家庭；一个脾气暴躁，一个内向迟钝。再想找两个脾性反差如此之大的人只怕就不易，他们怎能谈的来呢？而且玻尔的实验能力实在不敢恭维，可卢瑟福总是一副信任有加的样子。
卢瑟福的想法是卡文迪许实验室能动手的人着实不少，但是真正具有物理头脑，并兼备深厚的数学功底的人并不为多。玻尔这个人看似迟钝，但他的思想磅礴大气，浑然天成，别人是万万比不来的。而卢瑟福本人的理论功底算不上突出，这就更需要人在旁边辅佐。
卢瑟福的成功的实验引起玻尔很大的兴趣，他整天纠缠于线圈和导线之间。闲暇的时候则是在思考卢瑟福的原子结构。显然，这个模型也有经典物理所不能理解的内容，电子在核内如此高速地运转，如何能量不会耗尽呢？这个问题是致命的。
此时的玻尔有幸了解到普朗克的量子假说，或许卢瑟福原子中的电子也是受量子作用支配的呢？
他开始通过计算来验证自己的想法，往往从早忙到晚。连素来精力过人的卢瑟福也不由得叹服。但结果却总是不如人意，捣蛋的原子是不肯轻易就范的。一切都是苦无头绪。
从此玻尔象换了个人一般。晚上人们经常可以看到一个白色的幽灵在实验室徘徊，深夜里还听的见单调的皮鞋声。白天则一动不动的坐着，脸上仿佛失去了表情，眼睛也是浑浊的，简直是个痴呆症患者，连卢瑟福也暗暗担心了。
终于有一天，玻尔突然径直站了起来，冷静地说道：“也许我知道了什么。”然后麻木已久的脸上微微泛出红润。
“你们谁能告诉我关于原子和电子的性质，越详细越好。”当玻尔准备走出大门的时候，突然想起来什么回过了头。
一个同事向他介绍道，原子的化学性质呀，磁性呀，旋转呀，光谱公式呀……
“等等，光谱哪有什么公式？”玻尔突然打断道。
“你会不知道光谱公式？”同事迷惑地望着他，但还是不厌其烦地讲起来这是一个多么漂亮的公式，如何解决了很多问题。
玻尔没等他说完，就飞奔图书馆。马上他就查到了那篇短短的巴尔末公式。这个公式因为形式完美，几乎所有的理论物理学家都知道，偏偏玻尔将它漏过。
玻尔那双锋利的眼睛仅仅扫过几行，他就听见自己心脏的强烈跳动了，找的就是它！
那时侯人们研究原子最有效的方法是观察它的光谱。牛顿当年就让一束日光通过三棱镜，分成七种颜色，这实际上就是光谱。后来在19世纪，英国的沃莱斯顿和德国的夫琅和费分别发现了太阳光中总有几条暗线，后来发现暗线达上千条之多。
随着实验的发展，人们发现在酒精灯的火焰上撒上食盐（氯化钠），就会观察到一条宽阔的黄色光谱。这实际上就是钠元素本身的标志。每种元素都有自己的标志。只要该种元素存在，哪怕只有极少一点儿，也会观察出来。而太阳光中的暗线则意味着阳光在穿越这些元素时遭到吸收。于是我们只须对照一下光谱本上的光谱，就会查到太阳上有什么元素。有些神秘的暗线则意味着新元素的出现。然而原子发光的秘密始终没人给出合理的解释，现在轮到玻尔了。
中学教员巴尔末是在1885年提出这个公式的，那次也属偶然。他闲来无事，将氢原子的几条谱线的波长的数值当一般的数字游戏玩耍，它们是6526.79，4861.33，4340.45，4101.73等等。但是很快发现了一个惊人的规律，每一个数字都是和一个自然数相关的，比如6526.79正比于3，4861.33正比于4，4340.45正比于5等等。
这是个了不起的发现，可是谁也将它解释不了，在一次学界聚会的最后一天晚上，两个物理学家为明天的远别在一家酒店干完最后一杯。小个的中年人紧紧拥抱着大个的年青人，并送他一个笔记本作为纪念。大个的那个则终生也忘不了扉页题的词：“什么时候解决了巴尔末的公式之迷，我一定请你在这个酒店痛饮葡萄酒。”小个的教授名字叫索末菲，大个的年青人叫德拜，他们都是后来对量子力学的发展作出贡献的人。
玻尔可不这样认为，在向来充斥着小数点的物理学里居然会出现1，2，3之类的整数，这和普朗克的量子观点不谋而合。看来古希腊毕达哥拉斯鼓吹上帝偏爱自然数也是有其道理的。
光谱公式两个最普通的地方，泄露了上帝的秘密。减号和数字3，4，5，6的交替。玻尔经过深思熟虑后，终于发现了真理。
减号的两端联系了两个和整数相关的量。因为第一个数减去第二个数，就产生了一分频率固定的光。而巴尔末公式里的平方的倒数使玻尔更是激动不已：电子绕原子核旋转时的能量也是和平方成反比的呀。这样说来，减号两端的量都是和原子能量相关的。事情到此再清楚不过了，光所带走的能量就是原子所失去的能量。原子发光看似神秘，说穿了却也很平常。
显然原子的能量不是连续的，而象阶梯一样是一步步的。每个阶梯对应的能量叫做能级。每一个能级对于电子这辆微型汽车来说都是一条公路，可是调皮的电子可以从一条公路跳到另一条公路，而不怕交警递给它的罚单。当电子从高能级跳到低能级的时候，就会发出光线；当光线从原子经过的时候，就会将其中的几根光线吸收。无论发射还是吸收，导致原子能量的变化与神秘的普朗克常数有关。从而氢原子的各条光谱是由原子跃迁的始末能级，当然这整数有关了。
而且，玻尔断言在每一个能级上原子是绝对稳定的，不会朝外辐射能量。即使辐射能量，原子也是一次就发出的，发射完原子又恢复到稳定的状态。这样卢瑟福关于原子结构的行星模型的稳定性也得到了解释，真是一举几得。
玻尔将自己的研究成果整理出来，交给卢瑟福看。不久他就收到答复：你的理论在解释氢原子光谱上算得上是完美卓绝，可是你又怎能把普朗克的奇怪理论和经典力学结合在一起呢？
实验物理学家接受新思想总是比作理论的人慢上一拍。卢瑟福也不例外，作为一个典型的实用主义者，他还不能理解普朗克那些无用的量子究竟会在自己的实验室里扮演什么角色。
在他看来，一个电子就象是绕着花朵飞舞的蜜蜂一般。他提出反驳玻尔的论据是：请你说出电子从一个稳定状态跳到另一个稳定状态，它是怎样决定自己的频率呢？难道电子事先就知道自己该落在哪条轨道上？
玻尔当时就是一愣，迟钝的他不可能当场找到辩词的。不过玻尔是个痴迷的人，立时没想通的事情过后也要慢慢想。这时他的脑海里第一次升起“概率”这个词，电子从高能级跃迁下来，它到任何一条轨道都是有一定几率的，就象赌徒们扔下骰子，他也把不准自己会扔到1还是扔到6，这个观念最终导致了量子力学的几率解释，从而引发了一场亘古未有的大辩论。
当时玻尔还想不到这么深远，但他觉得一个新理论出来不可能面面俱到，只要有一点合理的地方就应该来出来让大家讨论，何况它还很完美地解释了氢原子发光的问题呢。
玻尔斟词酌句地在论文中展出了自己的思想，经过反复修改，终于完稿。卢瑟福看了之后，笑道，你这篇论文未免也太长了，英国人跟你们可是不同呢，他们总是以简洁为美，而你们日尔曼更喜欢长篇大论。
可是在玻尔看来，从这篇每个单词都是心血的论文中删掉一些东西，还不如挖掉自己的肉呢。不过，玻尔也有办法，他将自己题为《论原子和分子结构》的论文分成三部分发表在《哲学杂志》上。
于是，玻尔著名的“三步曲”诞生了。
在这篇具有划时代意义的文章中，玻尔将普朗克的量子理论引入到卢瑟福的原子模型中去，并且提出能量的发射和吸收并不象以前人们认为的那样是连续的，而仅仅是原子从一种稳定状态过度到另一种稳定状态时才具有的。原子处于通常的状态时，无论电子怎么转都是稳定的。
学界从玻尔造成的轩然大波中清醒后的第一件事就是让玻尔提供实验证据。这对玻尔来说是傻眼了，但绝难不倒卢瑟福。他给他的老友伊万斯去信让他去测量氦气的光谱。
玻尔的论文中预言了皮克林和福勒发现的几条光谱线不是属于氢，而是属于氦的。当伊万斯这位实验老手将纯净的氦气充满玻璃试管并测量后，验证了玻尔的结论。
福勒本人不同意玻尔的结论，他这些即使是氦的光谱它们的波长也和玻尔计算的有偏差。玻尔则认定福勒所测到的只不过是被剥夺了一个电子的氦原子的光谱；经过修正玻尔把他这种偏离了的光谱也计算出来，和福勒的数据完全吻合。自此玻尔的大名和他的理论远播欧陆。
当在维也纳的爱因斯坦知道这个消息时，也是大吃一惊。他当即认为这是人类少有的重大发现之一，但是在一次聚会上，爱因斯坦终于支支吾吾地说了句坦白话：“我想，可能在某一天，我也产生过类似的想法，可我没有勇气公布于众……”
千万不要用世俗的眼光去看爱因斯坦，认为他的这个马后炮不过是在挽回自己的面子。爱因斯坦一贯是个严肃而认真的人，何况他当时正在从事高难度的引力理论，这一点也不损害他的形象。
如果把物理学家比作与上帝弈棋的人，爱因斯坦则是思路深远的高手，他深知这一步下去会导致怎样的结果。这最终将会使得概率观点在人们对自然界的解释中与站上风，但这与他终身信仰的决定论思想是尖锐矛盾的。
若干年后，他孤身一人面对众多信奉量子力学的人半开玩笑半认真地说道：“我不相信上帝会掷骰子。”
爱因斯坦和学界的分歧就起源于此时，但当时爱因斯坦是想不到那么多的。他以无比的兴奋赞扬道：“这些不牢靠而且互相矛盾着的基本原则，却足以能使具有玻尔那样独特直觉和理解力的人发现光谱线和原子电子壳层的一些重要定理，无论怎么看来都是一场奇迹。仅此一项，玻尔便可名垂千史。”
玻尔象个在田间劳作了一年的老农，现在他要收获他的果实了。他首先把目光集中到了元素周期表。
元素周期表是上个世纪七十年代由俄国的门捷列夫提出来的。当时无论在什么人看来这都是人类的一次巨大胜利。门捷列夫根据周期表预言了几种新元素，类铝（镓），类硼（钪），类硅（锗）最后一一得到证实，从而元素周期表的名字传便全球。
玻尔根据自己的三步曲提出原子核外有电子在绕它转动，最简单的氢原子外层只有一个电子，然后随着原子序数而逐渐增加，并形成周期律。当时最多的是核外面有92个电子。它们在玻尔计算的轨道上一层层垒起来，象儿童们搭的积木一样。既然从没有人象玻尔那样对元素周期律的本质了解地如此深入，那么玻尔也该对元素周期律说些什么了。
这时卡文迪许实验室里精干的小伙子莫塞莱帮了玻尔的忙。他原来一直再和理查·达尔文（著名的生物学家达尔文的孙子）联手在曼彻斯特研究X射线，当他一了解玻尔的理论，就找到玻尔要求合作。
当时，大部分人认为玻尔的理论不过是一堆数学游戏而已，而莫塞莱决心在X射线上为玻尔找到证据。他的想法是：X射线是从原子内部的电子产生的，那么我只要测得一系列元素的X射线谱，那么不就可以验证玻尔的结论了？
在实验室里人们向来公认莫塞莱的活力是不下主任卢瑟福的。从下午3点到晚上3点，他都泡在了实验室。很快他找到了需要的东西，一个长一码，直径一英尺的玻璃圆桶，在圆桶中心放上了一节玩具火车和轨道，在X射线的照射下，将盛着样品小车拉来拉去。
底片的结果是惊人的，它们呈现出周期性的变化，玻尔胜利了。
在论文中莫塞莱指出他的这种方法还可用来发现一些“失踪”的元素，并预言这些元素光谱的性质。以电量为一个单位，在一号元素氢和九十二号元素铀之间，只有第四十二，第四十三，第七十二和第七十五号元素没有发现。没有几年莫塞莱预言的元素均被找到。
自此莫塞莱成功地解释了周期律，这是当时与卢瑟福发现原子核，玻尔解释氢原子发光并称的物理学三大发现。而这三大发现本身又是密不可分的。
但是，第一次世界大战的阴云开始笼罩了欧洲。卡文迪许实验室的小伙子们都走了，波林去了兵工厂，弗劳伦斯和安德拉德当了炮兵，就连闻名学界的莫塞莱也穿上了威武的军装。
不过莫塞莱是真心实意地为国家背上步枪的。他本来作为杰出的学者，有权拒绝兵役的。但他作为英格兰人，国家开仗而自己龟缩在后方实在是耻辱。他脱下白大褂，戴上钢盔，在一个阳光明媚的早上离开了实验室。在离开之前，他把心爱的仪器X光机擦了又擦，并一再叮嘱手拙的玻尔千万不要弄坏了。
卢瑟福有力地握住了莫塞莱的手，并用他那特有的坚定的眼神向他预祝好运。而一向沉默的玻尔也絮絮叨叨地要他注意安全。
莫塞莱是天生的乐天派，他耸了耸身上的肌肉让忧心忡忡的人们放心。当他走出院子时，还传来他那高亢的声音：“再见了，朋友们，我还要回来的！”
卢瑟福和玻尔以为他们的实验室办不下去了，适龄的年青人都在战场上，而无论是官方还是私人对实验室投资的兴趣都不大了。最重要的是赢得战争，哪还顾得上原子究竟是什么样子呢？
第二天玻尔心情惆怅地走到报告厅门口，往常这里应该挤满了人来听这位原子大师的讲座。今天也许只有我一个人了吧，玻尔边想边走了进去。
大出玻尔意外的是，大厅里仍然坐满了人！所有人的目光中充满了激情。看来即使在最战乱的时候，也不能阻止人们对科学的向往。
玻尔和卢瑟福分外忙碌，很多人走了，剩下的活只能自己干。战争年月讯息也被中断了，他们不知道同盟国那边的同行们的研究进展到何种地步，更不知道实验室里那群生龙活虎的小伙子们现在是死是活。他们在一起除了讨论物理问题，就是诅咒什么时候这该死的战争究竟会结束。
一天下午，玻尔顺手接过了看门人递给他的报纸，上面的头版是“海军大臣丘吉尔的疏忽导致加里波第半岛的冒险惨遭失败。”他也没有认真读，就塞在纸篓里。当时报上的此类消息实在太多了。
但是紧接而来的消息让玻尔和卢瑟福都大吃一惊，他们知心的同事，几个月前还活蹦乱挑的棒小伙，学界难得的人才莫塞莱在那场战役中牺牲了。
莫塞莱死了！！
玻尔难过地弯下腰来直捶自己的脑袋，后悔当初该劝住他不要上战场的。而素来洒脱过人的卢瑟福的眼睛也闪出了晶莹的泪花。
玻尔怎么也难想象那颗无知的子弹是怎样击中了莫塞莱的心脏，而莫塞莱又是怎样倒在泥泞的战壕里痛苦地挣扎。当人类仅因击毙一个士兵而多了一枚爱国勋章时，金灿灿的诺贝尔物理奖奖章却注定不能落在这位极有才气的年青人身上，那年他才仅仅二十七岁。
天昏地暗的一次大战总算结束了，战场上幸存的小伙子们纷纷回到实验室，然而玻尔要离开实验室和陪他度过生命中的黄金岁月并一起经历过战争煎熬的同事们了。他要回到自己的祖国另外开创一番事业。
卢瑟福一直送他到码头，一路上向来健谈的他沉默不语，倒是玻尔不停地找到话题。
海阔天蓝，远处的游弋的渔船还没来得及拆下炮架，朝阳下的彩霞似乎仍被硝烟所弥染。
玻尔登上船头时仍不停地向卢瑟福挥着手，他和卢瑟福心里都明白，如果玻尔不走，卢瑟福退休后一定会把当时这座世界上最好的实验室的主任让给他的，这是让任何物理学家梦寐以求的职位，然而玻尔深知自己在实验上并无天赋，他决心回到哥本哈根去建立一个专门从事理论工作的研究所。
1920年9月15日，正是丹麦云雾弥漫的秋季，哥本哈根大学的理论物理研究所正式挂上了招牌。选在这样的日子里，可能预示着这个研究所的一群年青人最终会为人类在迷雾中探出一条路来的。
玻尔是以怎样高兴的心情迎接来宾的呀，开幕式上坐满了物理学界的精英。玻尔用他那低沉的嗓音打动着听众：
“我们知道，在科学的发展史上，一个人通常是不能确保自己是有所建树的。很可能出现一些障碍，只有新的观点才能克服它们。因此，特别重要的是不能只依靠个别科学家的天才。
在这里我们将持续产生具备科学方法并能出成果的年青科学家，这一任务要通过我们激烈的讨论来进行。在年青人作出贡献的同时，新的血液和新的观点也会问世。”
大家热烈地鼓起掌来。
更令玻尔激动的是见到了久别的良师益友卢瑟福教授。这位教授和玻尔一家刚见面就把玻尔四岁的大儿子克里斯蒂安一把抱起来，吓得小家伙伏在那个新西兰人宽阔的肩膀上哭了。
玻尔热情地带着客人们参观这座新建筑。走上几步台阶，穿过一扇双层大门，就来到了前厅和报告厅。报告厅里排满了阶梯式座位，前排是一面大得惊人的黑板，很多重要的公式将在这里讨论。
图书馆在二楼，从窗户里可以看见公园里恬静的老人坐在长椅上，而孩子们在草地上尽情嬉戏。
最上一层是餐厅，咖啡，奶酪和丹麦三明治是常年供应的。后来证明，在这里喝咖啡聊天所诞生的新思想比正式的讨论班上还要多。
其余的房间是实验室和办公室，但是既然挂的是理论研究的招牌，所谓实验室就形同虚设了，它经常成了闲暇时工作人员打乒乓球的去处。
当1921年1月18日，研究所正式开张后，玻尔把自己的书籍和文稿都搬仅办公室来了。他坐在办公桌前，掏出钢笔吸饱了墨水，在信纸上写下第一封信当然是给卢瑟福。这个研究所很快就要成为自古希腊的柏拉图学院以来最负盛名的研究中心了。
1922年11月里的一天下午，伏在办公桌上奋笔急书的玻尔突然接到了从瑞典斯德哥尔摩来的电话。电话里委婉地说道，玻尔教授最近是否有空到斯德哥尔摩来一趟？玻尔睁大了眼睛，这只能意味着一件事——今年的诺贝尔物理奖的桂冠将落到自己头上，怎么不令人兴奋呢？他马上回家把这个喜讯告诉自己的妻子。
结果一贯迟钝的玻尔又慢了一拍，几乎哥本哈根全城的人都比他知道得早，走在路上即使连街头卖冰淇淋的老头都向他打招呼表示祝贺，而他美丽的妻子不仅早就精心准备了佳肴，而且特地把家里珍藏的香槟酒拿了出来，一进门孩子们纷纷献上带巧克力味的吻。玻尔和家人们欢聚了一夜。
全丹麦的人都被惊动了，人们没有想到这个向来只出产小麦和牛肉的小国会出现一个大科学家。玻尔一回到实验室就被同事们抛的彩带罩了一满头，有人捧来了蛋糕，有人奏起了小夜曲。
世界各地的电报象雪片一般飞来，但是玻尔最先接到的自然是来自英国卡文迪许实验室里的那一封。卢瑟福在电报中祝贺道：我们这里的每一个人都衷心祝贺你荣膺诺贝尔奖，而且大家都知道，这只不过是个时间问题。这是对你杰出工作的最高确认，最后祝你在斯德哥尔摩愉快。“
文如其人，卢瑟福还是那样快言快语。玻尔手捧着电报深深地激动了，他回想起在实验室里12年来的日日夜夜，那些亲如兄弟的战友们，还有这位亦师亦友的新西兰大汉。
12月10日是诺贝尔的诞辰，也是诺贝尔奖颁发的时候。斯德哥尔摩的大街上积雪很深，斜斜的阳光下，印有黄十字的瑞典国旗在微风中飘荡，这说明今天是多么重要的一天。
玻尔和当年的化学奖得主阿斯顿，文学奖得主西班牙作家贝拿凡塔一起坐在了领奖台上。
“尼尔斯·玻尔！”当这个名字回荡在大厅中时，玻尔站起来向观众鞠躬致意。大会主席郑重地宣布：“鉴于他在原子结构和原子放射性的研究工作作出了突出的贡献而授予他诺贝尔奖金。”
然后按照大会的例程，玻尔要发表演讲。
他简要回顾了人类在最近二十年对原子结构的研究成果和自己提出的新猜想。
然后他宣布了一条激动人心的消息：元素周期表上第七十二号元素已经找到了，按照玻尔的理论这个失踪了的元素应该和第二十二号元素钛，第四十号元素锆的性质应该相近，而不是和它临近的稀土族的元素性质相似。
这是研究所里的好友海乌希送给玻尔最好的礼物。他和另一个名叫考斯特的荷兰人合作，用X射线分析了各种矿石，终于把这个神秘的元素找了出来。海乌希在玻尔受奖的前一天晚上打电话告诉他这一喜讯，电话那端的玻尔沉默了一会，问这种新元素给起了什么名字，海乌希说就叫铪吧，这是取自哥本哈根的旧名哈弗尼亚的头一个音节。
讲到这里，玻尔的声音有些哽咽，他想起了莫塞莱，那个最早预言铪的小伙子，要是他今天在这里会是多么兴奋呀！
最后玻尔象预言家一般加上了告诫性的话，目前我们的理论还刚刚开始，还远谈不上完备，前进的道路还是曲折的，也许我们的思想还要进行进一步的更新。
玻尔回到哥本哈根不久，就碰到了件尴尬事。当研究所的同事们还在高声欢呼铪的诞生时，一位头发花白的爱尔兰老化学家就提着试管找到了玻尔，他声称早在1913年就找到了这个神秘的七十二号元素，并且他早就为它取好了名字，叫做“锯”，以纪念爱尔兰的古老部落倨尔特人。
研究所里的人有的吃惊，有的愤怒，这不把玻尔多年的心血否认了吗？而玻尔本人在屋里转来转去。玻尔是个老实人，不知道怎么说服这个倔强的老头儿而又不伤他的自尊心。不过最终玻尔还是鼓起勇气告诉他：他的样品是经不起X光机下的检验的。可怜的老头儿还处在上个世纪用酒精灯和试管来研究物质的时代，他可从没见过如此设备庞杂的X光机，他徒劳地争辩了几句，最终还是悻悻地走了。
这只不过是研究所的小插曲而已，事实上当时很多物理学家，不管是激进派还是保守派，都不是对玻尔的半经典半量子的理论很满意的。
卢瑟福就曾经这样跟玻尔笑着说，我说尼尔斯，你干脆向物理学家们建议每星期一、三、五都采用经典的规律，每逢二、四、六就采用新的量子学得了。
在1913年英国的一次物理学例会上，人们纷纷请德高望重的经典物理学家莱列勋爵发表一下对当前物理学的看法。
老莱列首先说，自己作为一个超过60岁的老人，就不应该对物理学的新思想指手划脚，大家都被老人的坦诚所感动。但是很快莱列就加上了这样的话：“但我还是很难相信，玻尔他们的想法就能反映自然界正确的一面。”
不光是年纪大的人，德国年轻有为的实验物理学家奥托·斯特恩比玻尔还小三岁，就曾当众说道：“要是他们（指玻尔）的胡说八道都是真的，那我只好转行了！”
威望向来孚众的英国皇家学会会长汤姆逊根本不相信玻尔的理论，他认为玻尔任意规定的量子化条件只不过在掩盖无知。
革命的一派则怎么也找不到更新的想法。
解铃还需系玲人，玻尔自己引出的麻烦还得自己来解决，1922的玻尔虽然身获诺贝尔奖已算功成名就，但他当时发展的那套叫做旧量子论，这离量子力学的真正建立还有很长的一段路要走……
打破这个僵局先是一个谁也没有想到的人。
德布罗意踏入物理这行不过几年，但是他身份特殊，他是法兰西波旁王朝的王族中人九百年来唯一走入物理学领域的人，虽然他这一支家族曾为法兰西贡献了一个总理，两个议长，两个上将。德布罗意当时的称谓是亲王。这位亲王决心用实际行动证明，这个皇室的后人也会象泥瓦匠的后裔高斯，农场主的儿子卢瑟福一样成为科学上的巨人的。
事实证明他不仅是皇室中的王子，而且在当时的物理学界也确实扮演了王子的角色。
在轰轰烈烈的一战中，德布罗意也走上了战场。不过他的职位还算安全，不过是个测绘员。但是战场上枯寂的日子也是很难打发的，他可不愿和无聊的士兵们整天甩纸牌。
他虽然取得过文学硕士学位，但在这段时间对物理学发生了浓厚的兴趣，尤其是风行一时的量子理论钻研甚深。不过他总隐隐觉到这套理论有缺憾，具体在什么地方一时也难明了。
一天晚上，他坐在土岗上一边思考一边望着夜空，突然一颗流星划过了天际，他的灵感马上被激发出来：
我们费了那么多劲来证实了光既是粒子也是一种波，干吗不把这进一步推广出去呢？比如说新发现的电子，我们以前总是把它当成点粒子，难道不能用波动观点去看待它？事实上，不光是电子，世界上万事万物都具有和光一样的性质：波粒二象性。
我们眼中的所有事物都是在象水波一样地振动着的，还有比这更奇怪的么？
战争结束后的1924年，德布罗意把他的想法整理在博士论文《量子理论的研究》中。
古老的索尔蓬纳大学的答辩会上，人们交头接耳，都在议论这个这个文学硕士如何应对评委们尖锐的反诘的。
德布罗意在黑板上写下他那著名的公式：
这是用来说明电子的波长的，p就是物体的动量（质量和速度的乘积），h则是微观世界的钥匙普朗克常数，λ则是波长。如此简明的公式蕴涵的意义是深远的，所以尽管他的论文没有得到实验的支持，而且还引起评审委员会的人一阵骚动，但是还是主持答辩的著名物理学家郎之万鼎力坚持下通过。
郎之万的评语是：
“这个博士生的想法近似荒诞，但是其中物理思想展现的很是完美动人。”
这个和爱因斯坦一样深信自然的和谐与美的教授心里尽管一百个赞成德布罗意的见解，但嘴上还是要跟评委们敷衍过去的。
当几天后他把这个博士生的思想转述给好友爱因斯坦听时，巨人罕见地沉默了好久，他送别郎之万时意味深长地说了一句：“至此，一场伟大戏剧的帷幕被人掀开了一角。”
无论如何，德布罗意的这篇论文是人类历史上物理学上最出色的博士论文，1929年他凭此获得诺贝尔奖，这也开创了博士论文得诺贝尔奖的先例。
很快德布罗意的思想得到爱因斯坦的欣赏的消息传了出去，人们还是崇拜伟人的，所以都认真地将他的文章读了几遍。这篇论文观点倒是很有轰动性，很多人都觉得自己都曾产生过类似的想法，只不过从来没有人象德布罗意那样如此清晰地表明而已。
可是物理学究竟是一门实验的科学，不能仅沉溺在思想的深刻和数学的美妙上。
德布罗意提出了验证的办法，这跟当年康普顿证明光是粒子反过来，我们证明一下电子也有波动的性质就完了。最简单的是波动有衍射现象，即当电子准直地通过小孔时，并不是简单地在屏后打出一个亮点，而是和光一样出现环行的衍射光斑。
正如几年前如果搞X光最拿手的是莫塞莱的话，那么现在公认的搞电子的实验大师是亚历山大·多维叶。德布罗意毫不犹豫地找到了他，向他讲述了自己的计划。不料多维叶撇撇嘴，对此不屑一顾，他当时正在忙着显象管上的电子扫描的工作。在他看来，德布罗意简直痴人说梦。
结果虽然多维叶在电视的诞生上作出了贡献，但他显然失去了一次得到诺贝尔奖的机会。
而另一个倒霉的先生戴维逊早在几年前他在把电子入射到镍晶片时，就发现那些奇怪的光斑，不过他是怎么也不能解释的。还是爱因斯坦说的好：“只有理论才能决定我们可以观察到什么。”这句话听起来似乎荒唐，但它处处得到了证实。
上帝把这个荣誉交给了电子的发现者汤姆逊的儿子，G.P.汤姆逊。这个小汤姆逊成功地观察到电子衍射的图案，并于1937年获得诺贝尔奖。
实验证实还是几年以后的事，但先在理论学界引起的风波称得上是波澜壮阔。
首先是在瑞士的苏黎世，在一次物理学的常规会议上，大家轮流作着报告，最后会议主持人是德拜，就是当年那个曾经发誓也要解决巴尔末公式之谜的人。如果和索末菲分手后他们再约定每当物理学有重大突破时就在那家餐厅里痛饮葡萄酒的话，那么他和索末菲要么就要沦为十足的酒鬼，要么两个人都要破产。因为这些年物理学的进展实在是只能用天翻地覆来形容的。
他把目光盯在了最后一排的教授薛定谔身上，“教授，听说德布罗意的物质波的思想被广泛讨论，您是否能简单作个报告？”
薛定谔站起来就侃侃而谈，他一直对这些方面很是关注。
然后德拜就提出自己的意见，“教授您谈了这么多波动观点，可是您怎么不提出来一个波动方程呢，这在经典物理里是屡见不鲜的呀。”
两个礼拜后，薛定谔再次站到讲台上，他二话没说先在黑板上写下一行公式：
然后转过身来平静地说道：“先生们，我找到了一个方程。”
这个方程在量子力学中的地位不亚于经典力学中的牛顿定律，它就是著名的薛定谔方程。
量子力学的正式诞生的第一天的面目就显得甚是诡异，人们尚不能明了它的规律，就提出了它的方程。仿佛没有见到人本身，就知道了他的长相。这也说明量子力学的建立并不需要深厚的数学功底，但对没有第一流物理思想的人来说是不可企及的。
薛定谔发展这个方程看似偶然，却也是煞费苦心。刚开始他总想把时髦的相对论引入到方程中去，但是算得的结果总是面目全非。后来他干脆先放弃相对论，开门见山地将经典物理的方程直接转换过来。他原本就是研究波动的大行家，什么纵波，横波，光波，电磁波统通不在话下，很快他就模仿着写出了自己的方程。
这个方程无疑取得了巨大的成功，很多人通过计算解释了以前不能解释的量子现象，甚至包括原子的发光问题。大家在数学上是不存在问题的，经典力学积攒了大量完美的公式可用。
不过所有人都困惑的是，方程中的ψ究竟是什么东西。连薛定谔自己也搞不明白，注意，这不是一时不明白，而是一世不明白，至少他的理解始终没有得到物理学界主流的认同。
有人写过一首四行诗打趣道：“
薛定谔的普赛（指ψ），
用处大的不得了，
只有一事尚不明，
普赛究竟为何物。”
更令人吃惊的是一个年青的日尔曼人在此同时也提出了自己的量子力学。上帝是个蹩足的导演，他要么就不让量子力学出台，要么就一出来就是两个。
这时冒出来的明星，是后来被称为“量子力学总司令”的海森堡。当海森堡十九岁那年第一次听玻尔的学术报告就尖锐地指出几处错误时，玻尔就注意到了他。
海森堡出身德国一个知识分子的家庭，他的父亲是慕尼黑大学的古代语言和拜占庭历史学的教授。
他自小聪颖过人，老师给他的评语是：“他既能抓住事物的本质，又不放过问题的细节。”上中学时由于他认为一些基础课程过分简单，而转学高等数学和物理。甚至16岁的他还帮助一个要考博士的化学系女生复习高等数学，完后用他自己的话说，不知道她懂了没有，反正自己是彻底掌握了高等数学。
他最喜欢是数学，尤其是数论。中学时就尝试证明过费马大定理和哥赫巴德猜想。这两者都是流传百年的数学难题，后者在八十年代的中国因为陈景润的神话在民间被简单演绎成了证明一加一如何等于二。
他的钢琴演奏地非常出色，和爱因斯坦的小提琴被认为是物理学界的一时瑜亮。
1920年，他考入慕尼黑大学，本来他是渴望求师著名的数学教授林德曼的。但是当教授不经意问起海森堡最近在看什么书时，海森堡回答是在看一本名叫《时间，空间，物质》的书。这位教授显然是这类玄奥的哲学是深恶痛绝的，当即警告他说：“如果看这样的书，那你在数学方面注定是没有前途的！”海森堡悻悻地退了出来，至此他决定全心投向理论物理。
这时他遇上了量子论的一个领袖人物，那个多年前和德拜打赌的那个索末菲。他是玻尔理论的大力支持者之一，玻尔的原子轨道和能级的理论经他深化后，成为更基本的索末菲量子化条件。这个工作如此干脆漂亮，连玻尔本人亦是击节赞叹。
索末菲的眼光很是了得，他一下子就从几届学生中找出海森堡和另一个叫泡利的新生参加他的理论物理讨论班。
这个泡利是后来量子力学中必不可少的人物。他被学界公认是“上帝之鞭”，因为他对物理中的各种理论几乎有种天赋的准确判断的能力。任何人把新理论拿到泡利面前都是簌簌发抖的，他只瞄几眼就能找到致命的错误，几个月，几年，甚至几十年的辛劳几分钟内就可能化为乌有。而且你的争辩几乎是无效的，很多学界名流都会宁愿相信泡利这种屡验不爽的“超能力”，而不愿相信几十个高手的联名担保或者复杂然而精细的公式推导。
这两个人立刻形影不离，并将这种友谊持续了终生。他们看起来是多么的不同呀：身材纤细的海森堡总是潇洒地穿着风衣，而肥胖的泡利总是晃动着他的硕大的脑袋。海森堡更喜欢足蹬球鞋到处旅行，泡利则爱好在昏暗的剧院里品着咖啡看歌剧。但是他们在探讨学术问题时都是分外的认真，不过经常是海森堡费劲心机提出的理论被泡利谈笑间否决了。
一次，他们两个人一起上测量弦振动频率的实验课。可是他们一边合作着实验，嘴里还在不停地争论理论问题。泡利原指望象往常一般几句尖锐的话语就将海森堡压得哑口无言，但这次海森堡不肯服输，他们干脆停下实验好好辩论，结果到快下课时才发现实验没有完成。
海森堡使个眼色，在两端固定紧的弦上轻轻弹了一下，泡利马上凑过耳朵听了一下就写下数据，而他们的“数据”居然蒙混过了关。其实，老师也在纳闷，平时这对笨手笨脚的活宝这次的结果怎么会和标准答案一样呢？
和大多杰出的理论物理学家一样，他们两个的实验水平都很逊色。最古怪的还是泡利，他的毛病是所有的仪器在他手里一碰就坏，越是先进的越是如此，这几乎和他永远正确的批判本领一样百验百中。
所以即使他成名以后，还是成为各大实验室不受欢迎的人，而泡利的脾气向来是不请自到，偏偏还喜欢亲自鼓捣一下实验室里最好的设备，最后只不过尴尬地说一声对不起之类的话。
有一次玻尔研究所的实验室里放在高柜上的一只试管莫名其妙地爆炸了，一群聪明的理论物理学家纷纷放下手头上的工作猜测究竟是什么原因，最后大家得到的一致结论这是因为在试管爆破的这段时间里，泡利在坐火车经过哥本哈根时在车站里停留了5分钟的缘故。
海森堡的博士论文险些没有通过，这还是因为对实验知道的太少了。当主考人问他最简单的显微镜和望远镜的分辨本领的问题时，他都瞠目结舌，后来干脆连电池的工作原理都搞忘了。幸亏索末菲奋力地替这位高足辩解，他才狼狈地通过考试，不过至此以后，他就开始关注实验了。
然后海森堡来到了哥廷根大学，这所大学首先是以数学闻名的。赫赫有名的数学王子高斯，大数学家克莱因，二十世纪公认的数学领袖希尔伯特均出此门。著名的理论物理学教授玻恩门下也聚集了一批优秀的青年精锐，当然最出色的就是海森堡。
玻恩和索末菲是两类完全不同的人物。索末菲学识渊博，对物理学的各个分支都极有研究，玻恩则以深厚的数学功底名动物理学界。索末菲最喜欢和学生们坐在咖啡馆里随意地探讨深刻的物理问题，玻恩则宁愿整日伏在写字桌前苦思冥想。但是他们两人无疑都是第一流的学者，用海森堡自己的话说：在索末菲那里学到了物理，在玻恩那里学到了数学，而在玻尔那里学到了哲学。
24岁的海森堡已经对量子力学的前景颇有见地。但是当他听说薛定谔也搞出一套当然大吃一惊，他倒不是担心被人抢先了，而是两个人的量子力学怎么也扯不到一块去，很可能两个人的解释都要完蛋了。
他决定在短暂的暑假里把自己的工作好好整理出来。正好他得了急性麻疹，脸肿得犹如马蜂蛰过一般。玻恩毫不犹豫地让海森堡去赫尔果兰岛上去疗养一段时间。
这是天赐的机缘，如果他仍留在学校里和同学们讨论的话，一定会使头脑更添混乱的。在学术研究上固然讨论不可缺少，但适期地将自己隔离也会取得意想不到的效果。
这里阳光明媚，空气清新，晚上激荡的涛声彻夜难消。岛上海森堡遇到的不是憨厚的渔夫，就是来旅游的外地人，连话都听不懂，更遑论学术交流了。
一天夜里，岛上卷起了骇人的风暴，海森堡几次想关上窗户入睡窗户都被刮开。后来海森堡干脆披起衣服决定干个通宵。
昏黄的灯泡被吹得摇摇摆摆，墙上海森堡的影子显得分外高大。他奋笔急写，很快就要导出最后的结果。这时牙也咬紧了，头发紧张地都要竖起来。
但是最后的结果还是把他吓得几乎从床上跌下去。稿纸上最后一行赫然写着：
“MN≠NM”
更简单的说法就是一乘以二不等于二乘以一，还能找到比这更荒谬的么？
第二天他就急忙回到学校问玻恩究竟是怎么回事。玻恩在数学上浸淫多年，眼光何等锐利。他当即就拍了一下海森堡的脑袋，喜形于色地说道：“你终于找到了，这就是矩阵呀。”
所谓矩阵就是把数字摆成方块，它也有自己的加法，减法和乘法。离奇的是它不满足一般的交换性，比如一乘以二不等于二乘以一。
海森堡接下去的推理的结果更是离奇，不过就此揭穿了量子力学最基本的性质，这就是著名的“测不准原理”。比如微观中的电子，你如果想精确描述它的位置的话，就休想知道它的运动速度；反之，如果你精确测得它的速度的话，它的位置又变得不固定了。这决不是实验手段不够先进，而是自然界的面目本来如此。
海森堡思前想后还是决定把这篇论文交给老友泡利过目。他费了好大劲才抑止住自己买盒高级巧克力“贿赂”泡利的想法。他当然深知老友的喜好了，他更知道如果过不了泡利的那一关一切都是白搭。
不过泡利这次不仅展示出难得的高姿态，而且素以悲观主义著称的他亦逢人就讲，海森堡的量子力学简直给了自己生活下去的勇气。
海森堡的理论叫“矩阵力学”，和薛定谔的波动力学针锋相对。不过他的矩阵运算过于繁难，人们更倾向于解波动方程。然而是海森堡最先悟到量子力学的基本原理，可以说和薛定谔打了个平手。看来形势是一片大好。但我们仍听到这样的话：
“量子力学很象这样的一种胜利：它让你先是笑上两个月，然后再哭上一年。”
另一个人哀叹道：“如果真存在所谓的几率解释，我就绝对不能原谅自己搞过量子理论！”
第三个人在回忆录中承认：“这只是刚开始，我们逐渐进入非常痛苦的境地，神经都要崩溃了。”
第四个人（干脆说明这是爱因斯坦，用第一，第二这样的代称未免太不恭敬）摇头道：“我简直象一只鸵鸟，为了不看到量子那丑恶的面孔，宁愿把头扎入沙堆中。”
说这些话的人都不是藉藉无名之辈，而当时公认的先锋。说量子力学最终带来痛苦的是玻尔的首席助手克拉姆斯，哀叹的人就是薛定谔本人，承认紧张的人则是海森堡。
这时量子力学的第一前沿转移到玻尔的研究所来了。
海森堡一到玻尔研究所就深深喜欢上那里。所里的学术空气的自由气氛是前所未遇的。一群激昂的年青人有的站着，有的坐在桌子上高谈阔论，而老成的玻尔规矩地坐在第一排记笔记。他一般不率先不发表言论，连他自己都认为自己的思维太慢，跟不上他们的步伐。
虽然每一项的讨论都是玻尔收底，然而还是有一些狂傲的学生指着这位诺贝尔奖金获得者的鼻子大声说他绝对不了解自己的思想。
玻尔毫不介怀，因为他明白，到明天早上所有的人都会领悟到只有自己最后提出来的解决办法才是唯一合理的。
饶是如此，玻尔出名的驽钝成为学生们茶后的谈资。玻尔为了调剂学生们的生活经常自己掏钱请大家看电影。可是和玻尔看电影是顶无趣的。在满脑子哲学思想的玻尔眼里所谓最好的电影无非是“懒汉农场大战”和“寂寞的守林人和印第安姑娘”之类的片子。大家看了两遍之后就腻透了，可是玻尔看到第四遍还在向边上的人问诸如“这个人是不是那个牧童的姐姐”，“是那个牧童开枪打死了那个想偷他姐夫牛群的印第安人么”之类的问题。
大家在研究所里一般都工作的很晚，好心的玻尔嘱咐茶房定时地送来咖啡，除此以外，玻尔还自告奋勇地给大家讲带有哲学意味的笑话，结果通常使得本就疲劳的人们更是哈欠连天。
要么就是找到报纸上的字谜游戏和大家一起猜，一般人猜一会就没了兴趣，可玻尔在这件事上也很认真，常常不解不休。
一天深夜，大家都睡得迷迷糊糊，蓦地玻尔的脑袋从门里伸出来，高兴地向人们欢呼道，我找到了。大家头脑中都浮现出当年的阿基米德从浴缸里裸身跑出的一幕，精神俱皆一振，但是玻尔后头压低声音说的话让所有人都哭笑不得，原来他只不过是想说那个以ich三个字母结尾的单词原来是英国工业城市Ipswich.
玩笑归玩笑。不过研究所的每一个人从内心来讲都是对玻尔都是极端尊敬的。他慈祥得象父亲，随意得象兄弟，到哪里找的到这样的伙伴领导呢。
当时的物理学家们都有一种从天上落下的虚空之感，他们一直是踩在牛顿力学的坚实土地上的，这一次当真是天翻地覆了。
最忙碌的还是玻尔那里的人了，他们被两种性质完全不同的量子力学搅昏了脑袋。最好还是让两种学说的创始人亲自见一下面吧。
鉴于海森堡本人就在研究所，玻尔向薛定谔本人发出了邀请信。
1926年9月，薛定谔抵达哥本哈根。很多物理学家，还有一些业外人士都跑来看热闹，这下就可以一证真伪了。
在此之前，可以想象海森堡和薛定谔之间进行了怎样一场口诛笔伐。海森堡说一提起无聊的薛定谔方程就感到浅薄，而薛定谔指出海森堡那种复杂的矩阵理论不过是一种卖弄，至于所谓的测不准原理简直滑天下之大稽。
海森堡原本指望找好友泡利上前助阵的，他本身就是一柄利剑。何况挑剔的泡利是从不可能同时信仰两种理论的。可是一贯正确的泡利在审查完薛定谔的理论后，唉声叹气地告诉海森堡自己委实爱莫能助。看来连泡利都快被整疯了。
但是海森堡这边的势力显然是压倒多数，研究所的兄弟们都支持他，包括威望了得的玻尔；而薛定谔是单身一人来应战的，陪他的只有那副戴了一生的宽边眼镜。
可是很快就发展成戏剧性的结果。薛定谔被一群人疯狂质问了两天两夜，始终没有屈服，但是双拳难敌四腿，只好躲到旅馆挂起了免战牌。海森堡他们本以为几天后这个倔人就会投降了。可是经过薛定谔几天在旅馆里彻夜不眠的计算后，他凭借扎实的数学功底居然证明了两种表述居然是等价的。他和海森堡两个人就象用两个民族的语言描绘一件事而已。
海森堡和一帮支持者大大地泄气了，而薛定谔则趾高气扬地出入讨论会，竭力地向大家推广他的新理论。
很快另一个里程碑似的喜讯传来，玻恩，海森堡的老师在哥廷根大学提出了著名的几率解释。
他找到长期困绕人们的ψ的根本意义，那就是ψ绝对值的平方代表了在空间那一点，那个时刻电子出现的几率，仅此而已。
这篇几百字的短文使他获得1954年诺贝尔物理奖，可是这个观点意义极为深刻，可以说是整个量子力学的核心。
薛定谔当然不能接受这个观点，他向来认为ψ是一种实在的物质波，和电磁波没有什么区别，而电子就在波上起伏，就象坐在马鞍上的骑手一般。
他本指望趁此声威正旺之际将玻尔研究所的人一举制服。但是长期沉默的玻尔终于狮子般地站了出来，他一直在寻找对ψ的合理解释，现在玻恩的理论一出来，他心里就起了朦胧的念头：量子力学终于要出世了！！
他认定当务之急就是要说服薛定谔接受几率观点。这下薛定谔可是要吃苦头了，因为玻尔的“痴”是出了名的。
尽管薛定谔曾经毫不畏惧地和一帮激动的年青人大声论战，但这一次仅玻尔一人就把他整得服服帖帖，他不用什么尖刻的言语，也没有颇具说服力的实验，更没有特别完美的数学理论，一切还来不及准备，但他整天一见到薛定谔就絮叨地说个不停，不管是吃饭，还是散步。
研究所里的人都在猜测，这次玻尔是八成找到方向了。他对那些五花八门的新理论向来是不置可否的，但是这次显然是动真的了。玻尔这个人的物理直觉之强当世无匹，虽然他向来反应迟钝，但是他认准的东西一般都是绝对正确的，即使包括泡利在内的所有人都反对。
薛定谔不得已只好故技重演，称病遁入旅馆，这几天真是把教授累坏了，他很快坠入梦乡。没过多久他就听见窗户外面有异响，薛定谔大惊失色准备大喊有贼，可是刚开灯就看见玻尔那闻名的大鼻子紧紧地贴在玻璃上，天知道他那肥胖的身躯是怎么爬上二层楼的。
没等玻尔开口说话，薛定谔那声在历史上留名的牢骚震动了全楼：“要是早知道我的理论会变成今天这个样子，还不如当初就不发现它呢！”
玻尔尽管在窗外冻得直哆嗦，但还是慢条斯理地回答道：“先生可千万别泄气，全人类都会感谢你在量子力学上的贡献呢！”
第二天的结果是打着喷嚏的玻尔和双目红肿的薛定谔双双携手走进了餐馆。大家都认为两人要和解了，不禁都松了口气。连一直绷着脸的泡利也稍展了一下眉头，要是事情再不解决自己真的要疯掉啦。两派宗师一但携手，量子力学彻底建立就指日可待了。
薛定谔咽下最后一块奶酪，细心地擦净了嘴上的油渍，缓缓说道，今天我就要回去了。玻尔一愣，以为对方终于屈服了，正准备开口诚心邀他加盟研究所时，却听薛定谔冷冷地道：你们的几率观点我是怎么也接受不了的，虽然我也说服不了你们。多谢你们这几天的款待。
言毕，教授就卷起皮箱，扶正了眼镜，头也不回地迈步走了出去，夕阳在他身后划下斜斜的影子，只留下玻尔还在那里张大了嘴发呆。
研究所的人沉默了好几天，用海森堡后来的话说，当时真的都绝望了，他们都明白既然说服不了薛定谔，那就别指望说服其他更多的人。
更何况他们自己的理论还尚成不了体系，漏洞之多就更别提了。而且他们就仅有的一点苗头来看，量子力学这个即将诞生的婴儿简直就是畸形。它所展现的世界就简直是歪曲而不可理喻的。
一次海森堡和玻尔一起默默地散步了很久，突然海森堡说道：“难道整个世界本来就是如此荒诞不经的么？”
玻尔先是摇头，又重重地点了两下。
整个研究所的人进入最紧要的关头。饭固然是经常忘了吃，人们常常走路都是摇摇晃晃的，说话也是前言不搭后语。按照海森堡的回忆，人们纵使跌倒在地都不会忙着爬起来，而宁愿就这样躺着思考几个小时。
不过，人们在苦闷之中总是要找些欢乐的，玻尔本人就是十分开朗达观的人。这时人们在也不再挑剔他的笑话无趣了，玻尔也常常说，我们探讨的事物实在太严肃了，严肃到只能和它开开玩笑。
大腹便便的泡利总是奇迹般地发挥他的妙用，这当然不仅是他那锋锐的思想，而更是在研究所内一号丑角的身份。每当海森堡一本正经地在黑板上讲述他的最新思想时，墙角处就出现尖利的反驳声。于是在众人的惊愕中，身著宽大袍衫的泡利粉墨登场，他总是爱引征浮士德里的诗句来阐明自己的看法。看上去他更象是歌德笔下那个灵魂出卖给魔鬼了的哲人，只不过胖得有些匪夷所思。
有时苦无出路的人们心中竟然升起这样的念头：如果真的能获得对量子力学真正的诠释，纵使把灵魂出卖给靡菲斯特也是不妨的。
几次人们隐隐找到希望，但泡利毫不费力地就戳破了。渐渐泡利成了人民公敌。一次，当来自俄国年轻的波拉柴科在黑板上津津有味地讲述他的新想法时，泡利庞大的身影出现在门口。可怜的小伙子立时缄口不言，泡利不紧不慢地在屋里踱来踱去，几次他都以为泡利要从墙后消失却都又转了回来。
事后满头大汗的波拉柴科在晚餐上向人们叙述自己的险情，大家纷纷点头，均是心有戚戚焉。
慢慢地事情有了转机，这还是最先由海森堡突破的。他的着眼点是那个荒诞的测不准原理。
让大家相信这样的一个理论当真勉为其难，如果在微观体系里连最基本的物理量都测不准，还要我们这些物理学家干什么。更何况这个原理引申出的东西更是闻所未闻，它指出我们不管测量什么东西，是永远不能测出真正的结果的，这和测量人本身的主观因素有关。
物理学自诞生以来就是纯粹客观的，当年为了把唯心主义从物理学中赶出去，从哥白尼到牛顿，一代代伟人付出多少心血，更有布鲁诺甚至把生命都丢在了宗教裁判所。难道一切都还要重新找回来？
只有玻尔从心里支持海森堡的理论。但是海森堡一时也找不来证据，一直就这么僵持着。
这段时间拌嘴最多的莫过于海森堡和泡利这两员干将了。虽说仅是学术上的探讨，但是都是年轻的小伙子，争来争去总会上火的。泡利的言语又是出了名的尖刻，一次竟然翻起了海森堡的老底，说他在博士答辩时连显微镜的构造这类简单的问题都回答不上来。
海森堡突然沉默了。
泡利脸一红，知道这次说过了分，正想低头认个错。哪知海森堡头也不回就朝图书馆奔去，边跑边喊：“泡利，这是我们两个拌嘴这么多年来你说的最有价值的话了！。”
当晚的讨论会气氛沉闷，几乎每天都有新想法的海森堡一直坐在最后默默地想着什么，大家的发言也是无精打彩，玻尔看看手表正准备宣布散会。
这时海森堡突然站了起来，“且慢，先生们，我有话说。”
他径直走到黑板跟前写上“测不准”几个字，大家本来都是精神一振，但是见此又皆萎顿了下去，海森堡在这块黑板上不知把这几个字写过多少遍了，接下去不说也知道，无非是花样繁多的公式推导，然后很快被泡利的法眼寻出破绽了事。
可是这次海森堡在字下面画了一个大大的显微镜，没等大家反应过来，他就侃侃而谈：
假设一个抽去所有东西的真空的房间，我们用一个放大倍数极大的显微镜观察一束光入射进来的情况。
如果光撞到电子上会出现什么情况呢？我们观察电子是需要光才能看见的，如果我们观察到电子的真实位置，那么它一定会在光的撞击下摇摆不定，也就是说我们无法测定它的速度。
为了减少光的影响，我们特意用频率较低的光，这样电子就会晃动的好一些，可以精确测量它的速度，但是频率变低导致光的波动性见强，我们看到电子的位置在光的衍射之下模糊不清。
总之我们是绝对不能同时测准电子的位置和速度的，设备再先进也不行，不光位置和速度是测不准的，时间和能量也满足这个奇妙的关系。
然后海森堡又用复杂的几乎可怕的数学对自己的“实验”结论进行了证实，他的理论可以计算出电子在空间任意一点的几率。
连同泡利在内，大家都被海森堡的套拳打昏了头。但是这个“思想实验”无疑是精巧完美的，颇具说服力。泡利垂下头想起几小时前的情形，哑然失笑，想不到自己最有力的批判却是来自那最尖刻的话语。
量子力学的中心思想既然被牢牢地揪住，那么整个理论的成熟就为期不远了。
最后集大成的是玻尔，他不仅整理了研究所里的全部成果，而且更深刻地提出了著名的互补原理。
世界上的真理都是有两面的，只有把这两个性质截然不同的面结合起来看，我们才能真正认识到这个事物的全部，单看任意一面都是不够的。
玻尔把量子力学的根基建立在自己的互补哲学上，这引起的轩然大波却是始料未及。在玻尔的哲学里，我们对这个世界的认识只能是几率性的，也就是说，我们只能预言任何一个事件发生的几率，而不能百分之百地准确断言，这决不是我们的理论不够发展或者实验条件不成熟的缘故。
还记得拉普拉斯在拿破仑面前的豪言壮语吗？陛下，只要给够了宇宙的初始条件和边界条件，我一定能够计算出宇宙任何一点任何一个时刻发生着什么事情。
这是多么完美的一个目标呀。古今多少物理学上的勇士跋艰涉险，目标就是获得对这个世界的确定性的完美诠释，尽管路途险狭，但是光明的前景始终召唤着人们。然而玻尔将这美好梦想一举砸灭。
难道我们始终还是在逆天行事，上帝的秘密终究不可破解？这对绝大多数物理学家来说，如同是玷污了他们的神祗不可饶恕。
玻尔他们费劲心力也没能说服薛定谔，但是总算将他“撵”出哥本哈根，因为他也实在提不出什么有力的反证。
不过玻尔也不算彻底地成功，他们虽然赶走了一只小豹，但迎来了另一只雄狮，那就是爱因斯坦。
爱因斯坦对哥本哈根那帮人自始至终都是持反对意见的，甚至是深恶痛绝的。
从来没有一种理论象量子力学一般出世如此艰难，而且躺在婴儿床上就面临着被扼杀的命运。
最后出场这个人物也颇有传奇色彩，他的名字叫做狄拉克。
当二十年代初，这个英国小伙子获得布里斯托尔电气工程学位后正准备雄心勃勃地找份工作时，却发现自己失业了。当时正值全球经济危机猖狂蔓延的时候，别说是个他一个刚出道的学生，就是连很多腰缠万贯的老板，也通常在一夜间变得家徒四壁。
他不得不向剑桥大学的圣约翰学院请求一个博士学位，原指望躲过这几年大萧条的风头的，可是他一旦转入物理学的研究，就发现自己难以自拔。
狄拉克本身就是一个孤僻寡言的人，在大学里最喜欢的事情就是在沉思默想。他基本上没有别的爱好，这和量子力学的其他建立者大有不同。
玻尔生就是个运动健将，海森堡的钢琴更是出神入化，泡利虽为人滑稽，但是对歌德的作品极有研究，德布罗意本身就有文学硕士学位，薛定谔不仅善于作诗，而且在生物学上也造诣颇深。而狄拉克只能对着书本和公式发呆。他在学校里唯一参加过的协会名字叫做“ψ协会”，是由物理爱好者组成的，但是他也没想到物理终究会成为一生的职业。
他深厚的数学功底，敏捷的才思都是学界公认的。一次在哥本哈根的物理学会议上，一个名叫西名的日本物理学家作报告。他不厌其烦地在黑板上列排了无数复杂的公式，连素以数学见长的玻尔都看花了眼。
人们沉闷地听了半天，突然狄拉克站起来，指出最后导出的公式中括号里的第四项符号应为负号。西名大吃一惊，难道他事先推导过么，可是这个公式是自己第一次展示呀。狄拉克很肯定地说，一定错了，你刚才在某个地方弄错了符号，而且是一共用错了奇数次。
事后一查当真如此。
但是他本人自认为最重要的发现却成了最大的笑柄。那还是在他和一位教授太太闲谈的过程中他一直盯着女士打毛衣的手。夫人抬起手来很惊讶的问，博士，您又有什么新发现么？他半天不言语，然后一拍大腿叫道，我找到了另外一种织毛衣倒着用针的方法。当夫人迷惑地看他用手比画了半天的之后，禁不住大笑起来，原来“顺织”和“反织”是妇女中流传几百年的织法。
狄拉克早期最重要的贡献是提出“狄拉克方程”，它第一次把量子力学和狭义相对论统一了起来。不过这个方程导出一个很大的问题，就是在数学上预言出还存在一个和我们这个世界完全相反的“负”世界，在这个负的世界里，所有的物质都具有负的质量和负的能量。
更奇怪的是在那个世界里如果我们想把物体朝前推，则必须向后使劲。两个物体如果撞到一起，不仅不会各自弹开，反而会以更快的速度一起向前奔去。
而且这些性质怪异的反物质不仅仅是存在于宇宙某个不为人知的角落里，而是就充斥于这个世界的每一角落。按照狄拉克的说法，我们所在世界的所谓真空都是整整齐齐地布满了反物质的组成元素之一正电子海，这就是所谓的狄拉克海。
刚开始大家谁都没有把它当回事，这不过是狄拉克为他的理论所虚拟的假象而已。然而在1931年，美国物理学家安德尔森在研究宇宙射线中的高能离子束，为了测得电子的运动速度，他把电子引入一个强磁场中，结果电子一半顺时针旋转，一半逆时针旋转。这两类电子性质完全相反，如果碰在一起就会瞬时湮灭成光。
后来人们在能量极高的加速器中还观察到反质子，反中子，如此一来反物质的要素就找全了。但是我们至今也不能在宇宙中确认哪个地方存在反物质，如果有的话，它和我们这个空间接触的边缘一定会发生惊心动魄的大爆炸。试想正反物质一旦碰在一起就会是质量就会象一减一等于零一般灭于无形的，根据爱因斯坦的公式“E=mc2”释放出的能量委实可怖。
但是现在宇宙中还没有发现这种爆炸，可能我们的观测范围是不够的，要么就是上帝是个偏心眼，他没能创造出和真实世界等量的反物质来，不过这与千百年年来人们所习惯并依赖的对称美是格格不入的。
另外狄拉克方程的副产品是推演出电子的自旋。就象地球围绕太阳旋转的同时自身也在旋转，电子本身也在象一个陀螺一样飞转。最早在1925年由乌伦贝克和高德斯密特提出的这一观点，他们当时都不过是二十出头的小伙子。当他们的导师外出度假时，两人在一起合计如何作点让老师惊喜的工作，找来找去最后落到了电子的自旋上。他们忙了几天终于将稿子写好，并寄给了一本物理学期刊。
然而导师回来耐心地听完二人的报告后，冷冷地说，你们的想法未免太过天真，难道没有想过如果电子有那么大的自旋的话，那它的边缘上物质的运动速度就会超过光速了么？
二人恍然大悟，准备追回稿件，但是杂志社回话已经出版了。两人只能尴尬地对笑一下。
谁也没把这两人的工作当回事，可当胖子泡利懒懒地坐在躺椅上，随意浏览到这篇文章时，登时慌着从椅子上跳了下来，原来他这几天一直在为自己的“泡利不相容原理”苦恼，这篇文章帮了大忙。
所谓“泡利不相容原理”是泡利研究电子运动时提出的一条神秘的定理：两个运动状态完全一样的电子是不能处于同一轨道。如果电子仿佛在一条条轨道上飞奔的汽车，按照泡利这位大肚子交警的规定，一条轨道上是不允许跑两辆小车的。可是偏偏有的电子不守交通规则，照样两辆车挤在一起。泡利急得抓耳挠腮也没有办法。
现在就好说了，因为电子有自旋，当然就有顺时针转的和逆时针转的，显然跑在同一轨道上的电子旋转方向是不一样的，这样一来这两个电子就算不上是状态完全相同，跑在一起也是不妨的。泡利的原理又得以自圆其说。
泡利就得意洋洋地在研究所的一次会议上努力阐述他的理论，可是泡利平时就“积怨”过深，而且那些人稍加分析就可以找到电子自旋的弊病。所以无论泡利怎么舌战群儒，都丝毫不占上风。
后来泡利干脆从风衣口袋里掏出一个儿童玩的陀螺，在讲台上转了起来，努起嘴道，绝对没错，电子就是这个样子的。
接着包括玻尔在内的一群聪明人都围在讲台上对着陀螺指指点点，有人用照相机记录下这个珍贵的镜头，至今照片还保存在玻尔研究所里。
上面可以清楚地看到泡利腆着肚子兀自争个不停，海森堡双目斜睨，一副不屑的神情，而玻尔则一如既往瞪圆了双眼陷入深思。
历史证明泡利是对的，我们不能简单地把电子简单看成转动的实体，而自旋更是电子本身所固有的一种性质，就象它的电荷，质量一样。
从那个时代到今天又是七八十年过去了，很多风行一时的理论早已烟消云散，又有很多原被认为亘古不变的真理亦未得善终，但是泡利的不相容原理却始终站稳了脚跟。无怪泡利一直把自己的不相容原理看成是生平的得意之作。
到狄拉克这里自然就把自旋概念从方程里引进来了，至此电子自旋之争才算是告以段落。
狄拉克后来获得剑桥大学的卢卡斯教授的席位，这是牛顿当年设立并终身担任的，仅此一点就可以想象狄拉克在英国物理学界泰山北斗般的地位。
量子力学最后在他手里终于被极为美妙地形式化，成为一套逻辑清晰，结构缜密的一套体系。他的那本经典著作《量子力学原理》更是对后世产生极为深远的影响。他写的书最大的特点是简明深奥，要求读的人必须全神贯注。
当后世的学生们能以最为迅捷明了的方式掌握量子力学时，实在是应该感谢这位大宗师的。
不管怎么说，一切关于量子力学的问题都将在1927年的深秋举行的第五次索尔维会议上作个了断。
出席这次会议的共有32位，他们中很多都是诺贝尔奖金的获得者，包括洛伦兹，普朗克，爱因斯坦，玻尔，玻恩，德布罗意，薛定谔，索末菲，德拜，海森堡，泡利，狄拉克等等。从二十岁到七十岁的都有。
还是在第一次索尔维会议上，洛仑兹就吹响了向微观世界进军的号角。十六年过去了，洛仑兹在有生之年看到新力学诞生的愿望达到了，但是老人出人意料地非常不满意：
“在我看来，电子仅仅是个粒子，它在确定的时间，一定处在一个确定的位置，如果有人企图用可笑的几率观点来解释它，那是绝对错误的。”
出席会议的学者中和老洛仑兹持同一观点的人实是大有人在。他们不停地鼓掌。
老人越说越激动，“我再也不会相信，现在所谓的科学还会与客观事实相符合。我也不知道我为什么还活着，我只遗憾自己没在五年之前死去，那时这些讨厌的东西至少还没在我眼前出现。”
老人在为经典物理作最后几乎悲壮的辩护。
玻尔沉默不语，他只瞥了一眼坐在左边的爱因斯坦。这时的爱因斯坦早已威名赫赫，但他也是一言不发，只是不停地摆弄着手中的大烟斗。
一直令玻尔惴惴不安的便是此君。在此以前他曾经几次征询过爱因斯坦对量子力学的看法。即便驽钝如玻尔很快也明白爱因斯坦是这种新兴力学最大的敌人，他曾几次在公开场合幽默地宣称：上帝是不掷骰子的。爱因斯坦是笃信上帝一定会给出确定性的解，而不会含糊其词的。
更令玻尔不安的是海森堡和泡利两员大将都还没到。他们出发已经足一个礼拜了呀。
正迟疑间，忽见一高一胖的两个人影从侧门悄悄晃了过来。不用说就是他们两个了。但是一见面玻尔还是吓了一跳，两人俱皆蓬头丐面，胡子也象很久没有刮过了。
原来这二人在转车住旅馆时争论地忘了形，被小偷光顾，结果连手上的行李到随身的车票和剃须刀都没保住。两人狼狈之极，偏偏在附近又没有认识的朋友，在火车站辗转流浪了几天总算赶到了这里。
他们刚坐定，正式的大辩论就开始了。所有的人都想站起来发言，现场的情形用混乱不堪来形容是远远不够的。
在遥远的菲律宾群岛上，有80种不同的语言，有时你跨过田埂就仿佛置身异地，有的语言一共也就十几个人会讲，1927年的量子力学就是这个情形。
这场辩论从会场一直持续到咖啡馆里。不管是店主还是服务员都惊讶地看着这群人或者高声争辩，或者用手蘸着咖啡在桌子上画着些奇怪的符号。
更有一位教授顺手掏出钢笔就在桌布上演算起来，昏暗的灯光下居然将偌大的桌布写得密密麻麻，但尽管如此仍未说服他的对手。最后他只得徒然地直起腰，转眼瞥见店主望着桌布痛惜的神情，走过去拍拍肩膀安慰道，老兄，留着这块桌布吧，这可是有很大的纪念意义呢！
当地的新闻记者们也都不明白这些人聚在这里为什么，公园球场里的冠军杯足球赛，各大剧院上演的最新歌剧，更多地吸引了他们的目光。可是在报告厅里的每一个人，都抑制不住心头的狂喜，一个全新的量子时代就要到了.