当然在1911年,玻尔还只是一个有着远大志向和梦想,却是默默无闻的青年。他走在剑桥的校园里,想象当年牛顿和麦克斯韦在这里走过的样子,欢欣鼓舞地像一个孩子。在草草地安定下来之后,玻尔做的第一件事情就是去拜访大名鼎鼎的J.J.汤姆逊(Joseph John Thomson),后者是当时富有盛名的物理学家,卡文迪许实验室的头头,电子的发现者,诺贝尔奖得主。J.J.十分热情地接待了玻尔,虽然玻尔的英语烂得可以,两人还是谈了好长一阵子。J.J.收下了玻尔的论文,并把它放在自己的办公桌上。
这个名单可以继续开下去,一直到长得令人无法忍受为止:英国人索迪(Frederick Soddy),1921年诺贝尔化学奖。瑞典人赫维西(Georg von Hevesy),1943年诺贝尔化学奖。德国人哈恩(Otto Habn),1944年诺贝尔化学奖。英国人鲍威尔(Cecil Frank Powell),1950年诺贝尔物理奖。美国人贝特(Hans Bethe),1967年诺贝尔物理奖。苏联人卡皮查(P.L.Kapitsa),1978年诺贝尔化学奖。
不仅如此,玻尔的模型更预测了一些新的谱线的存在,这些预言都很快为实验物理学家们所证实。而在所谓“皮克林线系”(Pickering line series)的争论中,玻尔更是以强有力的证据取得了决定性的胜利。他的原子体系异常精确地说明了一些氦离子的光谱,准确性相比旧的方程,达到了令人惊叹的地步。而亨利•莫斯里(我们前面提到过的年轻天才,可惜死在战场上的那位)关于X射线的工作,则进一步证实了原子有核模型的正确。人们现在已经知道,原子的化学性质,取决于它的核电荷数,而不是传统认为的原子量。基于玻尔理论的电子壳层模型,也一步一步发展起来。只有几个小困难需要解决,比如人们发现,氢原子的光谱并非一根线,而是可以分裂成许多谱线。这些效应在电磁场的参予下又变得更为古怪和明显(关于这些现象,人们用所谓的“斯塔克效应”和“塞曼效应”来描述)。但是玻尔体系很快就予以了强有力的回击,在争取到爱因斯坦相对论的同盟军以及假设电子具有更多的自由度(量子数)的条件下,玻尔和别的一些科学家如索末菲(A.Sommerfeld)证明,所有的这些现象,都可以顺利地包容在玻尔的量子体系之内。虽然残酷的世界大战已经爆发,但是这丝毫也没有阻挡科学在那个时期前进的伟大步伐。
To see a world in a grain of sand. *从一粒沙看见世界
And a heaven in a wild flower *从一朵花知道天宸
Hold infinity in the palm of your hand *用一只手把握无限
And eternity in an hour *用一刹那留住永恒
当玻尔的原子还在泥潭中深陷苦于无法自拔的时候,新的革命已经在酝酿之中。这一次,革命者并非来自穷苦的无产阶级大众,而是出自一个显赫的贵族家庭。路易斯•维克托•皮雷•雷蒙•德•布罗意王子(Prince Louis Victor Pierre Raymond de Broglie)将为他那荣耀的家族历史增添一份新的光辉。
“王子”(Prince,也有翻译为“公子”的)这个爵位并非我们通常所理解的,是国王的儿子。事实上在爵位表里,它的排名并不算高,而且似乎不见于英语世界。大致说来,它的地位要比“子爵”(Viscount)略低,而比“男爵”(Baron)略高。不过这只是因为路易斯在家中并非老大而已,德布罗意家族的历史悠久,他的祖先中出了许许多多的将军、元帅、部长,曾经忠诚地在路易十四、路易十五、路易十六的麾下效劳。他们参加过波兰王位继承战争(1733-1735)、奥地利王位继承战争(1740-1748)、七年战争(1756-1763)、美国独立战争(1775-1782)、法国大革命(1789)、二月革命(1848),接受过弗兰西斯二世(Francis II,神圣罗马帝国皇帝,后来退位成为奥地利皇帝弗兰西斯一世)以及路易•腓力(Louis Philippe,法国国王,史称奥尔良公爵)的册封,家族继承着最高世袭身份的头衔:公爵(法文Duc,相当于英语的Duke)。路易斯•德布罗意的哥哥,莫里斯•德布罗意(Maurice de Broglie)便是第六代德布罗意公爵。1960年,当莫里斯去世以后,路易斯终于从他哥哥那里继承了这个光荣称号,成为第七位duc de Broglie。
当然,在那之前,路易斯还是顶着王子的爵号。小路易斯对历史学表现出浓厚的兴趣,他的祖父,Jacques Victor Albert, duc de Broglie,不但是一位政治家,曾于1873-1874年间当过法国总理,同时也是一位出色的历史学家,尤其精于晚罗马史,写出过著作《罗马教廷史》(Histoire de l'église et de l'empire romain)。小路易斯在祖父的熏陶下,决定进入巴黎大学攻读历史。18岁那年(1910),他从大学毕业,然而却没有在历史学领域进行更多的研究,因为他的兴趣已经强烈地转向物理方面。他的哥哥,莫里斯•德布罗意(第六代德布罗意公爵)是一位著名的射线物理学家,路易斯跟随哥哥参加了1911年的布鲁塞尔物理会议,他对科学的热情被完全地激发出来,并立志把一生奉献给这一令人激动的事业。
1925年4月,在美国纽约的贝尔电话实验室,戴维逊(C.J.Davisson)和革末(L. H. Germer)在做一个有关电子的实验。这个实验的目的是什么我们不得而知,但它牵涉到用一束电子流轰击一块金属镍(nickel)。实验要求金属的表面绝对纯净,所以戴维逊和革末把金属放在一个真空的容器中,以确保没有杂志混入其中。
居里夫人和她的丈夫皮埃尔•居里于1903年分享诺贝尔奖(居里夫人在1911年又得了一个化学奖)。他们的女儿约里奥•居里(Irene Joliot-Curie)也在1935年和她丈夫一起分享了诺贝尔化学奖。居里夫人的另一个女婿,美国外交家Henry R. Labouisse,在1965年代表联合国儿童基金会(UNICEF)获得了诺贝尔和平奖。
1915年,William Henry Bragg和William Lawrence Bragg父子因为利用X射线对晶体结构做出了突出贡献,分享了诺贝尔物理奖金。
1919年,海森堡参予了镇压巴伐利亚苏维埃共和国的军事行动,当然那时候他还只是个大男孩,把这当成一件好玩的事情而已。对他来说,更严肃的是在大学里选择一条怎样的道路。当他进入慕尼黑大学后,这种选择便很现实地摆在他面前:是跟着林德曼(Ferdinand von Lindemann),一位著名的数学家学习数论呢,还是跟着索末非学习物理?海森堡终于选择了后者,从而迈出了一个科学巨人的第一步。
牛顿最为人熟知的一句名言是这样说的:“如果我看得更远的话,那是因为我站在巨人的肩膀上”(If I have seen further it is by standing on ye shoulders of Giants)。这句话通常被用来赞叹牛顿的谦逊,但是从历史上来看,这句话本身似乎没有任何可以理解为谦逊的理由。
首先这句话不是原创。早在12世纪,伯纳德(Bernard of Chartres,他是中世纪的哲学家,著名的法国沙特尔学校的校长)就说过:“Nos esse quasi nanos gigantium humeris insidientes”。这句拉丁文的意思就是说,我们都像坐在巨人肩膀上的矮子。这句话,如今还能在沙特尔市那著名的哥特式大教堂的窗户上找到。从伯纳德以来,至少有二三十个人在牛顿之前说过类似的话。