在遵义我是四年级了,他开的热力学和量子力学的讲演也很独特,着重讲了两种永动机失败的许多实例,并从中得出结论:热力学过程中的规律是只有在可逆变化中。世界上总的熵是不变而且熵可以积分成为状态的函数,其他过程的熵只能单调增加。把熵描述成可以捉摸的物理量,不像一般地叙述为数学公式。他十分强调热的概念:只是在能量流入或流出物体时才称为热,其余的不是“热能”,是内能。这样既生动实际又严格地描述热力学第二定律,给学生一个正确和具体的观点。实际上这是在排除接受常有的热力学中许多错误的认识。
他讲的量子力学,十分强调测不准原理的事实根据,从实际测量中或数学推导中引出:将原理化成与实际等同。但这与实证论(Positivism)不同。规律性只要有实践证明,并非要求每一过程的规律都要重复地证明。他讲量子力学着重坚持实践的结果,而不必过分去猜测超实践的问题。这就排除了爱因斯坦等人去寻找隐函数的问题。量子力学本身是一个完全的系统,并不需要和可能有更多的内在规律,只要严格推导它就可以了。比如按量子力学,同一核子为什么先后在不同时间衰变发出粒子,我们回答这是量子力学讲几率。再问为什么有几率不同,那就问到家了,他指出:“你说相同的核子,其实核子本来不都相同的!”这真有些像禅宗惠能回答的“本来无一物,何处染尘埃”。从这里可以看到束先生对原理真是深思熟虑,已经深入到哲学境界了。他引用玻尔在原子光谱和自然描述(Atomic Spectra and Description of Nature)一书中最后的结语,描述量子力学:在这个宇宙的戏剧之中,我们同是观众也是演员。
20世纪40年代的浙江大学物理系和数学系的学生,对束星北的教育才能是有口皆碑的,特别是曾经受教于他的学生认为,对物理学研究得这样精深且又阐述得如此清楚的人国内难有出其右者。连他的好友王淦昌在谈到束星北的教授方法时,也很是钦佩有加:“束星北讲课既不用课文本,也不写讲义,常常是结合日常生活中所遇到事物深入浅出讲解新概念、原理等,讲得非常透彻,学生们都爱听他讲的课,这一点我是无论如何也学不来的。”
束星北的才华与其在物理学上的水准,从他同王淦昌的关系上也能够反映出来。出生于江苏省常熟县支塘镇枫塘湾的王淦昌,是1925年清华大学首届本科生,一年后分科进了物理系,从师于叶企孙教授(1898-1977年)和吴有训教授(1897-1977年)。两人都是中国着名的实验物理学大师和中国近代物理学先驱。两个大师都特别强调学生从事实验物理学研究的本领,充分掌握物理实验的技巧,努力提高实验的精确性,把对物理理论的理解建立在牢固的实验事实与基础之上,使王淦昌一涉足物理学就获得了严格训练,并为日后驰骋物理天下打下了坚实的基础。
王淦昌1930年考取了江苏省官费留学研究生,来到柏林大学威廉皇帝化学研究所放射物理研究室,从师于被爱因斯坦誉称为“我们的居里夫人”的杰出物理学家迈特内。研究所地处柏林郊外的一个叫达列姆的小镇。他在这个名不见经传的小镇子的实验室里常常工作到深夜。实验室的大门晚上10时关闭,王淦昌只好翻墙越户回到自己的宿舍。只有两种情况使他奔走于柏林城内的校部与小镇达列姆之间。一种情况是去听大师的讲演(他曾听过物理大师薛定谔的几堂波动力学课)。另一种情况是参加每周一次的Seminar,Seminar是德国物理学界群英荟萃的讨论会,王淦昌从中吸取了多少新思想新方法,自己也难以记清了。但是正是这样的柏林城内与达列姆之间的奔波,成为他日后成为物理大师的必要的准备。
1930年到1934年,王淦昌留学德国的四年里,正是现代物理学史上的黄金时代。量子力学取得了巨大的成就,原子核物理和粒子物理也得到了飞速的发展。
狄拉克提出空穴理论,预言了正电子的存在;泡利提出了中微子假说,以解释β衰变的连续能谱;查德威克发现了中子;安德逊在宇宙线中找到了正电子;费米提出了β衰变理论;约里奥和居里夫妇二人发现了人工放射性。滚滚海潮般的前沿理论和科学发现,冲击着迈特内和尤重实验物理学的王淦昌。他和老师敏锐地捕捉辨识着现代物理学的发展方向。也就是这一年,王淦昌两次在柏林大学本部参加了意义深远的物理讨论会。从讨论会上他知道了玻特和他的学生贝克以前做过一个实验,用放射性钋放出的α粒子轰击铍核,发现了很强的贯穿辐射。他们将这种辐射解释为γ辐射。而γ辐射与元素衰变的关系,他的导师迈特内早在1922年就做过实验研究,对γ辐射的性质也作了一些探索。王淦昌的脑子里突然闪出了火花。他对γ辐射能否具有那么强的贯穿能力所需要的高能量表示怀疑。玻特在实验中用的探测器是计数器。王淦昌想到的是,如果改用云雾室作为探测器来重复玻特的实验,也许就会弄清那种贯穿辐射的本性了。当他将自己这个伟大的设想告诉给迈特内,建议用一个云雾室着手研究玻特发现的这种贯穿射线时,迈特内没有同意。两年后(1932年2月17日)身居世界科学中心的人们,突然在世界最权威的科学杂志《自然》上看到了一颗光耀新时代的太阳——查德威克——照亮了柏林上空。那一天,也许只有迈特内心绪复杂地想到,这个“太阳”正是采用了王淦昌两年前向他建议采用的实验手段——用高压电离室、计数器和云雾室——来重复玻特的实验,才证实了那种贯穿辐射的名为中子的中性粒子流,并计算出这种粒子的质量。几天后,居里夫人公布了他们用云雾室再次进行的这项实验的结果,成为查德威克成功实验的佐证。这样上帝将本应该戴在王淦昌头上的1935年的诺贝尔物理学奖桂冠戴到了查德威克头上。
王淦昌来到浙江大学后,最重要的科研成果是“关于探测中微子的建议”。王淦昌《关于探测中微子的建议》的关键之点,就在于把普通β衰变末态的三体变为k俘获中的二体。这就使得中微子的探测有了实际可能。美国科学家阿伦教授据此进行了实验取得了肯定的结果。以后,又经罗德拜克、阿伦等科学家的多次实验,王淦昌于1941年提出的建议,最终在10年之后(1952年)取得了成功。这项成果也成为当年国际物理学最重要的成就之一。 |