十四、天边有信来鸿雁

括好几份报纸和杂志，上面有对卢瑟福的采访，也有学者对孙元起论文发表的评论或后续研究等等。随便打开一本，是德国《物理杂志》，里面有一页被卢瑟福加了书签儿。翻到那个位置，文章是德文，看不懂。好在卢瑟福非常细心，似乎知道孙元起没学过德语，已经把其中的要点用英文写在了书签上：

    ……我们注意到，中国的物理学者yorkjohnson在过去的一年中，对原子结构的探讨做出了有益的贡献。他的实验设计巧妙而实用，实验结果则严谨而细致，对铀辐『射』『射』线和a粒子散『射』的实验研究，展示了原子的内部结构，这是一项重要的工作。这里顺便提一句，yorkjohnson是当之无愧的中国乃至远东研究物理的第一人，他改变了我们对远东学术界一向贫瘠和毫无建树的看法。当然，我们还要注意到另外一点，johnson这几篇论文，前半部分都是如此的elegant（优雅的，雅致的；优美的，高尚的；讲究的），让人无法挑剔；但后半部分，则是如此的fantastic（空想的，异想天开的；奇异的，古怪的），通篇是没有理论基础和实验证明的主观主义猜想。我们在此严肃指出：物理学是一门严谨的学问，不需要空想和幻梦，那是小说家和诗人的专利。……

    孙元起读完这段评论，有些没心没肺地笑了：这群严谨的德国人还真是可爱！可谁能想到，在另一个世界，普朗克首先提出能量子的假设，普朗克是德国人；随后，爱因斯坦又提出光量子的假说，爱因斯坦也是德国人。

    又拿出另一本杂志，是《科学人》，里面有记者采访卢瑟福，卢瑟福在介绍最近物理学发展时，首先提到了iprt的yorkjohnson，认为他是一位年轻有为且富有创意的物理学家，做出了很多开创『性』的工作。

    大致翻了一下其他的报纸，并没有什么新鲜，便把信件、报纸、期刊、书本都收拾起来。准备给卢瑟福写回信。不知是因为对《物理杂志》批评的不满，还是对眼下经典物理学发展的反思，又或者是对“剽窃”卢瑟福成果的愧疚。孙元起在信中对经典物理学进行了一定的批评，指出它所面临的困境，以期激发卢瑟福对原子物理学的研究兴趣。

    尊敬的卢瑟福先生：

    非常高兴收到你的来信。

    能将那篇不太成熟的论文付印，那是我的荣幸。在此，感谢你在此中付出的辛勤劳动。

    你的来信中附送的杂志和报纸，我大致阅读了一遍。对于学者们对我的批评，我虚心接受。但是这些批评，并不会改变我在以往论文中对事物的看法，因为那是我在物理学面临的困境中所作出的一种尝试和努力。

    是的，现在物理学正面临着重大的困境，经典物理学理论在一系列实验中所受到的冲击必须给予足够的重视。相信有远见的科学家们都已经意识到，在物理学晴朗的天空中，出现了大片的阴霾。这不是危言耸听。在这里，仅就热和光动力理论而言，就有两朵硕大的乌云。

    第一朵乌云是随着光的波动论而出现的，菲涅耳和托马斯·杨研究过这个理论。它包括这样一个问题：地球如何通过本质上是光以太这样的弹『性』固体而运动呢？迈克尔孙—莫雷的实验，无论在实验的设想方面还是在实验的实施方面，都无法看出任何缺陷，该实验的结果也可以保证是可靠的。那么，究竟应该如何解释“以太漂移”呢？……

    第二朵乌云是麦克斯韦—玻尔兹曼关于能量均分的学说。能量均分原理，不仅会导致我在《辐『射』强度与光波长之间的函数关系》论文中所指出的“紫外灾难”，而且在气体比热问题上也会遇到困难。根据能量均分原理，可以推算出物体的比热是一个与分子运动自由度有关的量。在常温下，对于固体和单原子气体，实验值和理论值符合得较好；对于双原子和多原子气体，实测值显著大于理论值。……

    动力学理论断言热和光都是运动的方式，可是这种理论的优美『性』和明晰『性』被两朵乌云遮蔽得黯然失『色』。关于这两朵乌云，对第二朵，我已经发表了一篇论文，提出了一种解决方法；对第一朵，用同样的方法，也大致得出了一个可信的结论，我想在今年底、明年初的时候，你应该就能够读到他。

    但事实上，物理学的天空远不止有“两朵乌云”，物理学已经陷入严重的危机之中，物理学变革的急风暴雨即将来临。物理学所面临的困境必须被解决，也必然被解决。这项伟大而艰巨的任务，必然由年轻一辈的物理学家所承担。尝试、实验、猜想，都是前进的工具，我们要敢于假设和空想，不能被外界的批评所吓倒。中世纪的但丁就曾说过：“走自己的路，让别人说去吧！”这应该是新生代物理学家的人生格言。

    希望你的学术取得更好的成绩！

    你的，

    york

    1899.6.28

    孙元起的这封信，来源于1900年4月27日英国科学界泰斗开尔文勋爵的长篇演说，后被整理成文，刊登在1901年7月出版的《哲学杂志》和《科学杂志》的合刊上，题为《悬浮在热和光动力理论上空的19世纪的乌云》。一向以保守著称的开尔文，在感到困『惑』的同时，也乐观地预言道：“在19世纪最后四分之一时期内遮蔽了热和光分子论亮光的乌云，人们在二十世纪初就可以使其消失。”[]重生之大科学家14

    是的，在进入二十世纪后不久，光的“波粒二象『性』“学说被提出来，从而解决了那片恼人的乌云。可经典物理学也遭受了最严峻的挑战。在二十世纪最初的三四十年间，物理学取得了全面的突破，先后出现相对论、量子力学、粒子物理学等分支，使得人类的生活发生了翻天覆地的变化。

    孙元起并没有太在意这封信，因为这封信只是日常的私人通讯，旨在策励远在加拿大的卢瑟福勇攀物理学巅峰。在8月初，卢瑟福收到这封信之后，认为指导意义非凡，进行适当的补充和注释后，寄给了《哲学杂志》，并发表在9月份的杂志上。

    于是，大家都在翘首以待yorkjohnson的另一篇论文，想看看他是如何解决困扰学者已久的“以太漂移”问题。

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