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博雅書屋-萬象考
受爭議的科學史

作　　者：盧昌海
出版社別：五南
書　　系：博雅文庫
出版日期：2015/02/01(1版1刷)
ＩＳＢＮ：978-957-11-7950-6
書　　號：RE31
頁　　數：280
開　　數：25K
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定　　價：320元
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水是由氫離子和氧離子所組成，那科學家們又是由什麼組成的呢？
假設、實驗、發現、方程式、定理，
這些早就寫在教科書裡，還有其它的嗎？

牛脾氣、毒舌派、嘮嘮叨叨、爭論不休、聯手解謎，
各式各樣科學家私底下的一面，不是只有冷冰冰的定理而已。

在理性知識世界裡的科學人，他們生活中是什麼樣子？
在科學定理問世之前，他們的研究路上又有什麼風景？

盧昌海
出生於杭州，就讀於復旦大學物理系，畢業後赴美留學，於2000年獲美國哥倫比亞大學物理學博士學位，目前旅居紐約。著有《那顆星星不在星圖上：尋找太陽系的疆界》、《太陽的故事》、《黎曼猜想漫談》和《從奇點到蟲洞：廣義相對論專題選講》，並曾在《中國青年報》、《數學文化》、《科幻世界》、《現代物理知識》、《中學生天地》、《科學畫報》等報紙、雜誌上發表幾十篇科普及專業科普作品。

「包利效應趣談」

    包利（Wolfgang Pauli）是二十世紀一位很早熟的理論物理學家（當然，他的早熟是學術上的早熟，跟「八年級生」的早熟不是同一個概念）。記得有人說過，理論物理與實驗物理的鮮明區分是始於二十世紀的，這種說法是否恰當有待考證，不過這種區分在出生於一九○○年的包利身上倒是體現得很鮮明，且很有戲劇性。包利的理論天賦無疑是很高，但他的實驗才能則不僅不高，而且有可能是負的。這種「負才能」的集中顯現，就是所謂的「包利效應」—即包利的出現對實驗設備的破壞效應。
    是誰最早採用了「包利效應」此一名稱？我不太清楚，不過此一效應在當時的實驗物理圈中是頗有名氣的，而且那名氣並非只是搞笑意義上的名氣。包利的朋友斯特恩（Otto Stern —一九四三年的諾貝爾物理學獎得主Stern-Gerlach實驗中的那位斯特恩），就曾因為擔心包利效應而對包利下達了封殺令，禁止其進入自己位於德國漢堡的實驗室。科學史作品中有不少科學家逸聞是以訛傳訛的故事（比如伽利略的斜塔實驗、牛頓（Isaac Newton）的蘋果、瓦特的茶壺、愛因斯坦的板凳等），但這件是真的，斯特恩在一九六一年接受訪談時還親自回憶過此事。
    不過斯特恩的措施恐怕還小看了包利效應的威力。據說有一次實驗物理學家弗蘭克（James Franck）—一九二五年的諾貝爾物理學獎得主（Franck Hertz實驗中的那位弗蘭克）位於哥廷根大學（University of Gttingen）的實驗室裡，出現了一次事故。據查，包利有充分不在場證明。於是弗蘭克寫信給包利，很欣慰地告訴他說，你總算無辜了一回。真的無辜嗎？包利對這種無罪推定似乎並不領情，他很誠實地回信「自首」說，自己雖不在第一現場，但事發當時自己乘坐從蘇黎世到哥本哈根的火車，卻恰好在哥廷根的月臺上停留了一會兒！—言下之意，包利效應是可以有「超距作用」的。
    包利效應最初只是實驗圈裡的傳說，但後來名聲漸長，波及的物件也變得五花八門，不再限於實驗設備。據說有一次包利去聽一個講座，他看見兩位衣著體面的女士中間恰好有一個空位，便走過去坐了下來。誰知他剛一坐下，那兩位可憐女士所坐的椅子就雙雙垮掉。這故事是德裔美國藝術史學家潘諾夫斯基（Erwin Panofsky）講述的，是真有其事還是藝術的虛構就不得而知了。
    戈革先生也轉述過一個類似的故事，說包利在某次學術會議上聽到了一個令他不滿意的理論，便走上台去嚴厲批評。包利的不留情面在物理學界是出了名的，他說到重要之處時，忽然拿粉筆朝那已坐回台下的演講人隔空指去，嚇得那人向後一仰，結果那人所坐的椅子竟突然垮掉了。坐在那人背後的俄國物理學家伽莫夫（George Gamow）當下跳起來喊道：「包利效應！」（後來有人根據伽莫夫「此地無銀三百兩」的那聲吼叫，懷疑是他在報告者的椅子上做了手腳）
    有關包利效應的傳聞，還有一個有趣的特點，那就是包利效應絕不會損害到包利本人，不僅不會損害，甚至還能在關鍵時候「拯救」包利。包利的助手派爾斯（Rudolf
Peierls）和韋斯科夫（Victor Weisskopf）都曾在自己的自傳中講述過一個故事（細節略有出入，但本質上是同一個故事），其情節大致是這樣的：有一次包利要參加一個學術會議，與會的年輕物理學家們決定跟他開個玩笑，他們在會議廳的門上做了一個觸發式的機關，只要包利一推門就會發出類似爆炸的響聲。結果呢？在包利推門而入的一剎那，那些被年輕物理學家們反覆調試過的機關居然「卡住」了！包利效應通過破壞「實驗裝置」而成功地「拯救」了包利。
    包利本人對包利效應這種「損人利己」的效果也很有信心，並將之作為判斷一個效應是否為包利效應的重要憑據。包利後期的助手及傳記作者恩茲（Charles Enz）曾經講過一個故事。那是在一九五六年，包利去世前的兩年，恩茲夫婦與包利夫婦在義大利的科摩湖畔共乘計程車時，車子在一個小山坡的山頂上拋錨。恩茲打趣說那是包利效應在作祟。但包利不同意，因為那個故障給包利自己也造成了不便，不符合包利效應損人利己的特點。
    在所有與「包利效應」這個金字招牌相聯繫的逸聞中，似乎只有一件是與包利自己所受的傷害聯繫在一起的，不過那是一個偽效應（或者確切地說，是偽效應中的偽效應—如果考慮到包利效應本身也是偽效應的話）。那件逸聞是這樣的：包利是個夜貓子，並且有一個不良嗜好，那就是喝酒（有時甚至是酗酒）。一九三二年夏季的某一天，他在美國安娜堡（Ann Arbor）參加暑期學校時喝醉了，從樓梯上摔下來，摔傷了肩膀。在接下來的一段時間裡，他的講座改由烏倫貝克（George Uhlenbeck，電子自旋概念的提出者之一）代寫黑板。據說那幾次演講由於不必親自寫黑板，反而講得特別精彩。不過包利受傷的真正原因（醉酒）是不能讓普通聽眾知道的。（誰想聽酒鬼的講座？）為了隱瞞真相，知情的物理學家們各顯神通，有人戲稱包利是在游泳時受的傷（只是那水不是「硬」水就是「重」水），而包利的老師索末菲（Arnold Sommerfeld）則編製了一個新術語：逆向包利效應（inverse Pauli effect）。至於該效應的真正原因是什麼，就任由別人去猜了（只要別往醉酒上猜就行）。
    包利效應很有趣，但它只是訛傳、巧合及附會混合而成的逸聞，它是物理學家們的幽默而非真實的物理效應，這應該是相當顯而易見的。但世界之大，卻也不乏一本正經看待這種效應的人，比較著名的，我數了數共有兩個半人，這其中包括前文提到的斯特恩算半個—雖相信包利效應，但只知防範不求甚解，故只能算半個。剩下那兩個「完整的人」一個是包利本人，另一個則是瑞士精神科醫生兼心理學家榮格（Carl Jung）。聽起來有些令人難以置信，但像包利那樣出色的科學家在學術巔峰期之後，有時也不免像聶棋聖那樣出昏招，而且那樣的科學家還並不鮮見（因為大眾太過器重，老科學家的暮年言論不見得是明智的）。包利自三十歲之後開始遇到一些心理方面的麻煩，在他父親的提議下，他向榮格進行了諮詢（他們的通信後來被整理出版）。自那個階段起，部分地受到榮格的影響，包利開始相信一些後來被人們視為偽科學的東西。他不僅對包利效應的真實性深信不疑，認為它可能與所謂的「超心理學」（parapsychology）有關，而且還寫過文章，試圖發掘物理學與精神分析學之間的「互補性」（complementarity）。包利與榮格的交往，對榮格也有一定影響，其信件被後者視為案例。榮格並且提出了諸如「非因果聯繫原理」（acausal connecting principle）、「非因果平行性」（acausal parallelism）之類的概念，試圖解釋包括包利效應在內的一些「現象」。
    儘管相信包利效應的這兩個半人都有赫赫名，不過若是讓我評論一下這幾人在此事上的觀點或做法，我願意斗膽給出以下評語：
    •斯特恩的做法：humourously wrong（錯得幽默）；
    •包利的觀點：wrong（錯）；
    •榮格的觀點：not even wrong（連錯誤都不如）。
   當然，榮格的粉絲也別生氣，就當都是玩笑好了。

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