學(xué)過(guò)中學(xué)化學(xué)或者初步的量子力學(xué)的人，都知道有個(gè)泡利不相容原理，它是解釋元素周期表的關(guān)鍵。這是沃爾夫?qū)づ堇╓olfgang Pauli）24歲時(shí)提出的，他是量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一。1945年，經(jīng)愛(ài)因斯坦提名，泡利因不相容原理獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
泡利1900年4月25日生于維也納。1958年12月15日，他在蘇黎世羅特科魯茲（Rotkreuz）醫(yī)院的137號(hào)病房去世。1/137是精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的近似值，這個(gè)常數(shù)是他敬愛(ài)的導(dǎo)師索末菲（Arnold Sommerfeld）1916年引入的，表征電磁相互作用強(qiáng)度，泡利一生為之困惑。 ?
作為20世紀(jì)物理學(xué)的天才大師，泡利在58年的一生中對(duì)物理學(xué)作出了很多貢獻(xiàn)。為了紀(jì)念他去世60周年和誕生119年，我們?cè)谶@里追憶和探究他提出中微子假說(shuō)的過(guò)程和前因后果。一方面，這是物理學(xué)的一個(gè)重要事件，另一方面，這段時(shí)期也是泡利人生中的一段非常時(shí)期。
中微子是一種微觀粒子，在粒子物理中非常重要，有關(guān)中微子的研究成果已經(jīng)獲得過(guò)好幾次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。以前曾經(jīng)認(rèn)為中微子沒(méi)有質(zhì)量，后來(lái)發(fā)現(xiàn)它們具有非常小的質(zhì)量，大概只有電子質(zhì)量的幾千分之一。中微子又非常難探測(cè)，所以常被稱為“幽靈粒子”。
泡利去世兩個(gè)月前，給德?tīng)柌紖慰耍∕ax Delbrück）寫(xiě)了一封信，回憶了很多事情，其中提到，中微子是“我人生危機(jī)（1930-1931）的傻孩子”。德?tīng)柌紖慰耸?929年哥廷根大學(xué)理論物理博士，后來(lái)轉(zhuǎn)向生物學(xué)，1969年因病毒的復(fù)制機(jī)制和遺傳結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)分享諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
為了理解泡利所言，我們需要從β衰變說(shuō)起。
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β衰變疑難與泡利假說(shuō)
1896年，貝克勒爾（Henri Becquerel）發(fā)現(xiàn)，鈾鹽能發(fā)出射線，使包在黑紙中的照相底片感光，這叫作放射性。兩年后，盧瑟福（Ernest Rutherford）將當(dāng)時(shí)所知的兩種放射性射線稱為α和β。同年，居里夫人指出，放射性來(lái)自原子。 1900年，人們知道了β射線就是湯姆遜（J. J. Thomson）于1897年發(fā)現(xiàn)的電子。1910年，盧瑟福提出原子由原子核和電子組成。1913年，玻爾提出β射線來(lái)自原子核里的電子。1914年，盧瑟福提出原子核由質(zhì)子和電子組成。 ??
1926年，克羅尼格（Ralph Kronig）發(fā)現(xiàn)，這個(gè)質(zhì)子加電子的原子核模型有問(wèn)題。首先，如果原子核內(nèi)有電子，那么磁矩會(huì)很大，與原子核外的電子之間就會(huì)有很強(qiáng)的磁力，導(dǎo)致超精細(xì)結(jié)構(gòu)大得離奇，而這與事實(shí)不符。
兩年后克羅尼格又發(fā)現(xiàn)，如果原子核內(nèi)部既有質(zhì)子也有電子，原子核的總自旋也與實(shí)驗(yàn)不符。次年，拉塞蒂（F. Rasetti）發(fā)現(xiàn)，這個(gè)模型還使得原子核的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)不符。量子粒子的自旋總是某個(gè)常數(shù)的半整數(shù)倍或者整數(shù)倍，倍數(shù)為半整數(shù)的粒子叫作費(fèi)米子，倍數(shù)為整數(shù)的粒子叫做玻色子，奇數(shù)個(gè)費(fèi)米子組成的復(fù)合粒子仍然是一個(gè)費(fèi)米子，而偶數(shù)個(gè)費(fèi)米子則組成玻色子。同一種費(fèi)米子不能具有相同的狀態(tài)，同一種玻色子可以具有相同的狀態(tài)，這叫統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。 ??
還有一個(gè)疑難更為著名，就是β衰變的連續(xù)能量譜。在β衰變中，一個(gè)原子核衰變?yōu)榱硪粋€(gè)原子核，放出一個(gè)電子。因?yàn)樗プ兦昂竽芰亢蛣?dòng)量（質(zhì)量乘以速度）都守恒，所以電子的能量應(yīng)該是唯一確定的。但是，1914年，查德威克（J. Chadwick）首先發(fā)現(xiàn)，電子能量在一定范圍內(nèi)，各種大小都有可能，所以叫作連續(xù)能量譜。1920年代，艾利斯（C. D. Ellis）和伍斯特（B. A. Wooster）確定了這個(gè)現(xiàn)象，梅特納（L. Meitner）等人也有貢獻(xiàn)。
為了解釋這些疑難，1929年到1936年，玻爾主張，需要一個(gè)新的物理定律，能量守恒定律只在平均意義上成立，類似于他以前與克拉默斯（H. A. Kramers）和斯萊特（J. C. Slater）的失敗理論，那個(gè)理論試圖調(diào)和原子分立能級(jí)和光子概念與經(jīng)典電磁學(xué)。
1929年2月，泡利在給克萊因（O. Klein）的一封信中指出：“玻爾考慮能量守恒定律的違背，是在完全錯(cuò)誤的道路上?！?/p>
泡利自己解決β衰變疑難的方法記載于他1930年12月4日通過(guò)梅特納給一個(gè)放射學(xué)家會(huì)議的信。這封信信息量很大，在此翻譯如下：
“親愛(ài)的放射性女士先生們：
關(guān)于氮（N）和鋰（Li）6（譯注：6是原子核的質(zhì)量數(shù)，現(xiàn)在我們知道是質(zhì)子數(shù)加上中子數(shù)，中子與質(zhì)子質(zhì)量差不多，當(dāng)時(shí)只知道是質(zhì)子質(zhì)量的倍數(shù)）原子核的“錯(cuò)誤”的統(tǒng)計(jì)定律和連續(xù)β譜，我想到一個(gè)絕望的補(bǔ)救方法，能夠挽救統(tǒng)計(jì)定律以及能量守恒定律。這就是，原子核中可能存在一個(gè)電中性的粒子，我稱它為中子，它的自旋是1/2，滿足不相容原理，而且與光量子不同，它不以光速運(yùn)動(dòng)。中子的質(zhì)量應(yīng)該與電子同一數(shù)量級(jí)，而且肯定不大于質(zhì)子質(zhì)量的0.01倍。假設(shè)β衰變時(shí)，1個(gè)中子和1個(gè)電子同時(shí)放出，它們的能量之和是常數(shù)，這就可以理解連續(xù)β譜。
還有一個(gè)問(wèn)題，中子受到什么力？在波動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上……中子最可能的模型似乎是，靜止的中子是個(gè)磁矩為μ的磁偶極矩。實(shí)驗(yàn)似乎要求中子的電離效應(yīng)不能大于γ射線，因此μ不能大于e×10-13cm。
目前我不敢就此想法發(fā)表任何東西，所以私下詢問(wèn)你們，親愛(ài)的放射性朋友，如何在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)這個(gè)中子，如果它的穿透能力等于或者十倍于γ射線。
我承認(rèn)從先驗(yàn)的角度，我的方案不大可能，因?yàn)槿绻鼈兇嬖冢缇蛻?yīng)該被看到。但是敢拼才能贏，我的前任得拜(P. Debye)先生最近在布魯塞爾向我表達(dá)了連續(xù)譜問(wèn)題的嚴(yán)重性：‘哦，就像新的稅一樣，最好完全不去想它?！虼诵枰J(rèn)真討論每條拯救的道路。——因此，親愛(ài)的放射性朋友，請(qǐng)檢查并判斷?！恍业氖?，我不能親臨圖賓根，因?yàn)?2月6日晚至7日有個(gè)舞會(huì)，我必須參加……你們謙卑的侍者，沃爾夫?qū)づ堇?。?/p>
1930年12月1日，量子力學(xué)創(chuàng)始人之一海森堡（W. Heisenberg）給泡利的信中提到“你的中子”，說(shuō)明泡利當(dāng)時(shí)已經(jīng)與海森堡討論過(guò)關(guān)于“中子”的想法。
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“我比狄拉克聰明，我不會(huì)發(fā)表它”
但是泡利從來(lái)沒(méi)有就他的“中子”（即后來(lái)的中微子）假說(shuō)正式發(fā)表論文。事實(shí)上，他在給放射學(xué)家會(huì)議的信發(fā)出幾天后，12月12日給克萊因的信中又說(shuō)，因?yàn)椤爸凶印辟|(zhì)量與電子接近，而又必須通過(guò)磁矩與電磁場(chǎng)耦合留在原子核內(nèi)，所以它的磁矩與電子應(yīng)該大小相仿，他寫(xiě)道：“照理云霧室照片上有很多中子的痕跡……所以我不是太相信中子?！?/p>
1931年6月，美國(guó)物理學(xué)會(huì)和科學(xué)促進(jìn)會(huì)在加州理工學(xué)院所在的帕薩迪納（Pasadena）召開(kāi)關(guān)于超精細(xì)結(jié)構(gòu)的研討會(huì)，泡利就他的“中子”假說(shuō)作了演講。他后來(lái)回憶：“這是我首次公開(kāi)報(bào)告我關(guān)于這個(gè)穿透力很強(qiáng)的中性粒子……但是似乎還不能肯定，我沒(méi)有準(zhǔn)備將報(bào)告出版?！辈痪弥螅堇衷诿芪鞲髮W(xué)所在的安阿伯（Ann Arbor）的暑期學(xué)校上講了他的新粒子。
1938年，泡利（左）與狄拉克?? 圖/CERN
10月，在羅馬，古德斯密特（Samuel Goudsmit）在其報(bào)告中提到泡利的假說(shuō)。古德斯密特正在作報(bào)告時(shí)，泡利到達(dá)會(huì)場(chǎng)。泡利后來(lái)回憶：“費(fèi)米要我講我的新想法，但是我仍然小心，沒(méi)有公開(kāi)講……只是私下講了?！?/p>
12月，泡利在紐約告訴拉比：“我認(rèn)為我比狄拉克聰明，我不會(huì)發(fā)表它。”7個(gè)月前，就在泡利為中微子假說(shuō)猶疑期間，狄拉克（P. Dirac）提出了正電子假說(shuō)。
1928年初，狄拉克從相對(duì)論性的量子力學(xué)方程（也就是他的狄拉克方程）中解出負(fù)能量解，他先是認(rèn)為不符合物理，直接拋棄。然后克萊因和仁科芳雄（Y. Nishina）的工作表明負(fù)能量解丟不得。1929年底，狄拉克又提出負(fù)能量海的概念，將其中的空穴解釋為質(zhì)子。然而質(zhì)子質(zhì)量是電子的兩千倍。狄拉克當(dāng)然知道空穴質(zhì)量應(yīng)該與電子一樣，但是他寄希望于電磁相互作用可能改變這一點(diǎn)。對(duì)此，狄拉克后來(lái)說(shuō)：“那時(shí)每個(gè)人都覺(jué)得電子和質(zhì)子是自然界僅有的基本粒子?！?/p>
1931年5月，狄拉克終于在一篇文章中提出，負(fù)能量海的空穴是電子的反粒子——正電子。1932年9月，安德森（C. D. Anderson）發(fā)現(xiàn)了正電子，證實(shí)了狄拉克的預(yù)言。
后來(lái)的人們，對(duì)于粒子物理學(xué)家利用各種守恒定律預(yù)言新粒子習(xí)以為常。類似地，凝聚態(tài)物理學(xué)家樂(lè)于預(yù)言各種新物態(tài)。但在當(dāng)時(shí)，預(yù)言新粒子是非常具有革命性、需要勇氣的。除了質(zhì)子和電子，人們只知道愛(ài)因斯坦在早期量子論階段預(yù)言的光子。
與泡利和狄拉克的躊躇相比，愛(ài)因斯坦預(yù)言光子時(shí)的膽大心細(xì)顯現(xiàn)出他的特別。那個(gè)時(shí)候，玻爾寧愿犧牲能量守恒原理，也想不出可能存在新粒子。難怪泡利將他的中微子假說(shuō)稱為“絕望的補(bǔ)救方法”。威格納（E. Wigner）也認(rèn)為這是瘋狂而有勇氣的。
不過(guò)，即使正電子由安德森發(fā)現(xiàn)了，泡利還是不能接受狄拉克的理論，他在給狄拉克的信中說(shuō)：“即使反電子被證明，我也不相信你的空穴理論?！币粋€(gè)月后，又在給海森堡的信中說(shuō)：“我不相信空穴理論，因?yàn)槲覍幵缸匀灰?guī)律在正負(fù)電之間不對(duì)稱，而空穴理論將經(jīng)驗(yàn)上確定的不對(duì)稱轉(zhuǎn)移成初始狀態(tài)的不對(duì)稱?！?/p>
1936年，面對(duì)狄拉克理論的成功，泡利接受現(xiàn)實(shí)但是仍然不服氣：“似乎成功站在狄拉克一邊，而不是邏輯一邊?！?/p>
早在1931年夏天的密歇根暑期學(xué)校上，泡利就公然反對(duì)狄拉克。當(dāng)時(shí)，奧本海默正在介紹狄拉克方程，泡利走到講臺(tái)上，宣稱：“這都是錯(cuò)的?！?奧本海默后來(lái)成為“原子彈之父”，泡利只比他大4歲，卻是一言九鼎的元老。這位少年天才，25歲就提出不相容原理，而且海森堡的很多工作還是在和他的討論中進(jìn)行的。
泡利不喜歡狄拉克理論的基本假設(shè)（真空狀態(tài)下，電子填滿了無(wú)限多的負(fù)能量狀態(tài)，正電子是其中一個(gè)電子跳到正能量狀態(tài)后留下的空位），而且電子與電磁場(chǎng)相互作用還導(dǎo)致理論計(jì)算中出現(xiàn)的無(wú)窮大。后來(lái)量子場(chǎng)論揚(yáng)棄了狄拉克的負(fù)能量海假說(shuō)，將正反粒子平等對(duì)待，而重正化方法則處理了計(jì)算中的無(wú)窮大。這些后來(lái)的發(fā)展反襯出泡利反對(duì)意見(jiàn)中的深刻。
1927年，比利時(shí)布魯塞爾，第五屆索爾維會(huì)議合影匯聚了物理學(xué) 的“全明星”。 后排左起：皮卡爾德、亨利厄特、埃倫費(fèi)斯特、赫爾岑、德唐德、薛定諤、費(fèi)爾夏費(fèi)爾德、泡利、海森堡、富勒、布里淵； 中排左起：德拜、克努森、布拉格、克萊默、狄拉克、康普頓、德布羅意、波恩、玻爾； 前排左起：朗繆爾、普朗克、居里夫人、洛倫茲、愛(ài)因斯坦、朗之萬(wàn)、古伊、威爾遜、里查森
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誠(chéng)實(shí)的保守者與批評(píng)者
1932年1月，查德威克發(fā)現(xiàn)了我們現(xiàn)在所說(shuō)的與質(zhì)子質(zhì)量相近的中子。值得注意的是，泡利最初為了同時(shí)解決β衰變的諸種疑難而提出他的“中子”時(shí)，認(rèn)為它與質(zhì)子和電子同為原子核的組成部分，在原子核發(fā)生β衰變時(shí)和電子一起發(fā)出。而查德威克在發(fā)現(xiàn)中子之前就一直也用這個(gè)名詞。他和盧瑟福找了它12年，他們認(rèn)為它是原子核的組分，但是是質(zhì)子和電子的復(fù)合體。
所以作為原子核的組分，泡利假設(shè)的“中子”和查德威克發(fā)現(xiàn)的中子是一致的，雖然二者的質(zhì)量有天壤之別。難道原子核里除了查德威克的中子，還有泡利的“中子”？二者有何關(guān)系？這些問(wèn)題直到1934年才被費(fèi)米的β衰變理論解決。他告訴人們?cè)雍藘?nèi)原來(lái)沒(méi)有中微子，而當(dāng)查德威克的中子衰變時(shí)，變?yōu)橘|(zhì)子、電子和中微子。這是費(fèi)米對(duì)物理學(xué)最大的理論貢獻(xiàn)。
1932年7月，費(fèi)米（E. Fermi）在巴黎的一個(gè)會(huì)議上介紹了泡利的假說(shuō)。
1933年4月開(kāi)始，泡利采納費(fèi)米的建議，改稱他預(yù)言的“中子”為“中微子”。
1933年5月，艾利斯和莫特（N.F.Mott）提出β衰變能譜的上限是衰變前后原子核的能量差。
1933年10月，在第7屆索爾維會(huì)議上，艾利斯介紹了他和莫特的工作。此時(shí)泡利公開(kāi)堅(jiān)定地介紹了中微子假說(shuō)，而且作了修改，放棄了關(guān)于它的磁矩的假設(shè)，也不再提它是原子核的組分。關(guān)于泡利的這個(gè)演講的記錄，楊振寧曾經(jīng)評(píng)論說(shuō)，從現(xiàn)在來(lái)看，每一點(diǎn)都是正確的。
楊振寧先生曾認(rèn)為：“一年前正電子的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了狄拉克不可思議的空穴理論，這也許給了泡利勇氣：畢竟空穴理論很大膽，而且基于泡利的不相容原理?！钡俏覀兛吹?，泡利沒(méi)有因?yàn)榭昭ɡ碚摶谂堇幌嗳菰矶绊憣?duì)它的質(zhì)疑，而且這與中微子假說(shuō)無(wú)關(guān)。筆者認(rèn)為，艾利斯和莫特的實(shí)驗(yàn)工作才是泡利不再猶疑的原因。
不過(guò)，即使在1933年10月的索爾維會(huì)議上堅(jiān)定了中微子假說(shuō)后，泡利仍然始終沒(méi)有正式發(fā)表論文。泡利一生中對(duì)種種新理論都非常苛刻，這也包括他自己的理論。我們還可以再舉三個(gè)例子，一個(gè)關(guān)于別人的理論，一個(gè)是關(guān)于他自己的理論嘗試，另一個(gè)是與別人的合作。
自旋是量子粒子的一個(gè)重要性質(zhì)，導(dǎo)致原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。這是1925年兩個(gè)荷蘭青年烏倫貝克（George Uhlenbeck）和古德斯米特提出的。比他們?cè)绱蟀肽?，克勒尼希曾?jīng)有過(guò)同樣的想法，但是沒(méi)有發(fā)表，因?yàn)槭紫仍獾搅伺堇磳?duì)（后來(lái)玻爾、海森堡和克拉默斯也表示反對(duì)）。據(jù)說(shuō)因?yàn)檫@個(gè)原因，電子自旋的概念提出沒(méi)有得到諾貝爾獎(jiǎng)。兩位青年物理學(xué)家因?yàn)檫@個(gè)成就獲得密歇根大學(xué)的教職，創(chuàng)立了上述密歇根暑期學(xué)校。泡利等人的反對(duì)也是有原因的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)都將自旋當(dāng)作自轉(zhuǎn)，于是為了解釋實(shí)驗(yàn)，這個(gè)自轉(zhuǎn)的速度必須超過(guò)光速，而這是違反相對(duì)論的。
第二個(gè)例子關(guān)乎泡利自己的研究工作。楊振寧先生認(rèn)為，他對(duì)物理學(xué)最大的貢獻(xiàn)是“楊-米爾斯理論”，也叫非阿貝爾規(guī)范理論，這是他和米爾斯1954年提出的，將外爾（Hermann Weyl）1929年關(guān)于電磁學(xué)的阿貝爾規(guī)范理論做了推廣，提供一個(gè)描述關(guān)于質(zhì)子和中子的強(qiáng)核力的理論框架。其實(shí)1953年，泡利做過(guò)類似的嘗試，但是他自己旋即又放棄了這個(gè)理論，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)這個(gè)理論中，傳遞強(qiáng)核力的媒介粒子必須如光子一樣沒(méi)有質(zhì)量，意味著強(qiáng)核力可以長(zhǎng)距離傳遞，而這與事實(shí)不符。1954年，楊振寧做了一個(gè)學(xué)術(shù)報(bào)告，介紹楊-米爾斯理論，泡利在聽(tīng)眾中，他表示了對(duì)這個(gè)理論的反對(duì)。但是楊振寧不顧泡利的反對(duì)，出于理論的美，發(fā)表了這個(gè)當(dāng)時(shí)有問(wèn)題的理論。后來(lái)峰回路轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)許多其他物理學(xué)家作的很多努力，加入了其他思想元素（所謂的自發(fā)對(duì)稱破缺和漸進(jìn)自由），楊-米爾斯理論成了分別描述強(qiáng)相互作用和電弱相互作用（統(tǒng)一了電磁與弱作用）的理論框架。
第三個(gè)例子是泡利與海森堡最后的合作，泡利正確地發(fā)現(xiàn)這個(gè)理論是錯(cuò)的。1955年，海森堡開(kāi)始研究一種非線性場(chǎng)論，試圖統(tǒng)一所有的基本粒子和相互作用。泡利一直拒絕海森堡的合作邀請(qǐng)，但是1957年加入了合作，到了年底，泡利對(duì)這個(gè)理論也充滿了熱情。1958年1月，他從瑞士來(lái)美國(guó)訪問(wèn)半年。在吳健雄的安排下，泡利在哥倫比亞大學(xué)做了一個(gè)演講，聽(tīng)眾中的年輕一代包括李政道、派斯（Abraham Pais）、楊振寧等，他們覺(jué)得這個(gè)理論是荒謬的，泡利自己說(shuō)這可能是個(gè)瘋狂的理論，在場(chǎng)的玻爾說(shuō)可能還不夠瘋狂。4月份的時(shí)候，他在伯克利向海森堡表示退出合作，并給同行們寫(xiě)信說(shuō)明。6月份在日內(nèi)瓦的一個(gè)國(guó)際會(huì)議上，海森堡作報(bào)告時(shí)，泡利提出了尖銳的批評(píng)。后來(lái)泡利還畫(huà)了個(gè)空白的長(zhǎng)方形寄給海森堡，并寫(xiě)道：“這是向全世界展示，我能畫(huà)得像……那么好，只是缺少細(xì)節(jié)?！?/p>
歷史地看，泡利對(duì)新理論的批評(píng)是有道理的，反映了他的誠(chéng)實(shí)、保守和強(qiáng)大的功力。但是有些他反對(duì)的新理論后來(lái)找到辦法繞過(guò)他當(dāng)時(shí)的反對(duì)理由。另一方面，雖然這些理論生存下來(lái)或者后來(lái)復(fù)活，但也不能改變泡利當(dāng)初批評(píng)的合理性。
日本超級(jí)神岡中微子探測(cè)器，盛有5萬(wàn)噸100%超純水，用來(lái)探測(cè)宇宙中的中微子和質(zhì)子衰變。它建于地下1000米，以避免宇宙射線干擾
泡利批評(píng)別人是不留情面的，他對(duì)非常錯(cuò)誤的東西的說(shuō)法是“錯(cuò)都算不上(not even wrong)”，這是非常尖刻的。泡利的前妻1974年作過(guò)一個(gè)生動(dòng)有趣的描述：
“泡利和我在蘇黎世結(jié)婚時(shí)，他總是告訴我他在世界物理學(xué)界真是非常重要。他經(jīng)常像一頭籠中的獅子在屋里走動(dòng)，將他給別人的回答用最諷刺而機(jī)智的方式表達(dá)出來(lái)。這給了他極大的滿足?！?/p>
但泡利的批評(píng)是真誠(chéng)的，如果發(fā)現(xiàn)自己批評(píng)錯(cuò)了，就率直地承認(rèn)。比如，1929年，外爾用量子論將他10年前的規(guī)范理論修改為正確的規(guī)范理論，先發(fā)表了一個(gè)概要，又發(fā)表了一篇詳細(xì)的論文。泡利見(jiàn)到概要后，寫(xiě)了篇諷刺的信給外爾，但是看到后者后，寫(xiě)信給外爾致歉。而且泡利成了規(guī)范理論的主要倡導(dǎo)者，后來(lái)又曾嘗試將其推廣為非阿貝爾規(guī)范理論。
泡利擁有一絲不茍的求真態(tài)度、強(qiáng)大的能力、對(duì)物理學(xué)的全盤(pán)掌握和深邃的眼光，這減少了記在他名下的成就。他自己的有些研究工作，因?yàn)樗吹煤苓h(yuǎn)、看到缺點(diǎn)，在完成或發(fā)表之前就放棄了，然后被其他人再發(fā)現(xiàn)。
1946年，泡利曾經(jīng)跟派斯談起自己找研究題目的困難，然后說(shuō)：“也許因?yàn)槲抑赖锰嗔??！?958年，他又對(duì)物理學(xué)史家梅拉（J. Mehra）說(shuō)：“我年輕時(shí)覺(jué)得自己是最好的形式主義者，是個(gè)革命者，當(dāng)大問(wèn)題來(lái)時(shí)，我會(huì)解決它們發(fā)表出來(lái)。然后大問(wèn)題來(lái)了，過(guò)去了，被其他人解決了發(fā)表了。我是個(gè)保守者，不是革命者。”
這樣的自我評(píng)價(jià)或許過(guò)于悲觀了，“保守者”的說(shuō)法恰恰佐證了他的這種批評(píng)眼光。公正地說(shuō)，泡利對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)超出明確記在他名下的成果，還體現(xiàn)在他的批評(píng)中。
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最初勇氣的來(lái)源
泡利作出中微子假說(shuō)這種革命性舉措，可以說(shuō)與他通常的風(fēng)格很不一致，那么什么因素促使他終究還是作出了中微子假說(shuō)？“人生危機(jī)（1930-1931）的傻孩子”指的是什么？
做出中微子假說(shuō)的3年前，泡利的母親于1927年11月15日自殺，這導(dǎo)致他停止去教堂。而在給放射學(xué)會(huì)議的信發(fā)出前幾天，1930年11月26日，泡利剛剛結(jié)束短暫而不幸的婚姻。它僅持續(xù)了11個(gè)月，泡利在婚后寫(xiě)給克萊因的信中稱它是“松散”的 。這給了他很大的打擊，導(dǎo)致他酗酒、抽煙。 泡利在給放射學(xué)會(huì)議的信中說(shuō)他不能參加會(huì)議，因?yàn)橐獏⒓右粋€(gè)舞會(huì)。這是當(dāng)時(shí)蘇黎世的一個(gè)大型舞會(huì)，正好反映了他要主動(dòng)走出幾天前離婚的痛苦。
1954年瑞典隆德物理研究所的落成典禮上，泡利（左）和玻爾在玩陀螺圖/American Institute of Physics
泡利在父親的建議下，開(kāi)始見(jiàn)精神分析師榮格（Gustav Jung），閱讀他的著作。1932年1月開(kāi)始，在榮格的安排下，泡利經(jīng)常寫(xiě)信描述自己的夢(mèng)境，也傾訴很多個(gè)人信息，先是給榮格的一個(gè)學(xué)生，幾個(gè)月后給榮格本人，一直持續(xù)到1934年10月，當(dāng)時(shí)泡利已再婚半年。榮格認(rèn)為分析是成功的，曾經(jīng)在幾個(gè)演講和作品中匿名討論泡利的情況，包括泡利的夢(mèng)境。在某個(gè)演講中，榮格說(shuō)：
“我有個(gè)案例，關(guān)于一個(gè)大學(xué)教授，一個(gè)單面性的知識(shí)分子。他的下意識(shí)出了麻煩，被激發(fā)了；所以它指向了貌似他的敵人的人，他覺(jué)得非常孤獨(dú)……然后他開(kāi)始酗酒……但是他非常易怒……有一次被趕出餐館還被揍……他找我尋求建議……在那次會(huì)面中，我得到非常清晰的印象：我看到他充滿了古舊的東西，我對(duì)我自己說(shuō)：‘我要做一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，不用我的影響就將他的東西變得絕對(duì)純凈……’所以我將他介紹給一位女醫(yī)生，她是個(gè)新手，對(duì)原始材料了解并不多……他告訴她觀測(cè)自己的夢(mèng)，他將它們仔細(xì)記錄下來(lái)……我現(xiàn)在有他113個(gè)夢(mèng)的記錄……他還畫(huà)下夢(mèng)中所見(jiàn)……他與那位醫(yī)生交流了五個(gè)月，然后三個(gè)月自己做這些事，繼續(xù)仔細(xì)觀察自己的下意識(shí)……后來(lái)兩年中，見(jiàn)了我?guī)状巍詈笏闪送耆：秃侠淼娜??！?/p>
榮格對(duì)泡利的精神分析結(jié)束時(shí)，泡利說(shuō)這結(jié)束了他的前半生。他在給榮格的信中說(shuō)：“在我的前半生中，我對(duì)別人來(lái)說(shuō)，是個(gè)諷刺者、冷酷的魔鬼以及狂熱的無(wú)神論者和知識(shí)導(dǎo)師?！?/p>
在后半生中，泡利早餐時(shí)給妻子講述他的夢(mèng)，然后寫(xiě)下來(lái)。但是他妻子覺(jué)得這些夢(mèng)被潤(rùn)色了，銷毀了這些記述，除了寄給榮格的。
看來(lái)人生的危機(jī)有時(shí)也能刺激出創(chuàng)造力的迸發(fā)，特別是對(duì)于泡利這種為物理創(chuàng)造而生的人。愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論、引力波預(yù)言、量子電磁輻射理論等成就也誕生于人生危機(jī)中。
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（本文作者為復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系教授；參考文獻(xiàn)： Pais A《Inward Bound》；Yang C N《Fermi’s β decay theory》；Enz C《No Time to be Brief》）
