人們總會(huì)想起那張“物理學(xué)史上最偉大的合影”:愛因斯坦、玻爾、薛定諤……幾乎整個(gè)現(xiàn)代物理的奠基者都在場。而這場被稱為“最牛物理學(xué)會(huì)議”的聚會(huì),源于一位對(duì)科學(xué)懷有忠實(shí)信念的比利時(shí)實(shí)業(yè)家——?dú)W內(nèi)斯特·索爾維。他憑借自己的發(fā)明積累財(cái)富,又以滿腔熱忱推動(dòng)科學(xué)事業(yè)發(fā)展,為科學(xué)家搭建思想碰撞的舞臺(tái)。一個(gè)世紀(jì)后,“索爾維會(huì)議”的精神仍在延續(xù)。
撰文 | 范明
2025年是量子力學(xué)百年華誕,被聯(lián)合國大會(huì)定為“國際量子科學(xué)技術(shù)年”。一個(gè)世紀(jì)以來,量子力學(xué)從根本上改變了人類對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其相互作用的認(rèn)知,與相對(duì)論一起被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱。在量子世界中,光具有波粒二象性,粒子的位置和動(dòng)量無法同時(shí)精確測量,而相距遙遠(yuǎn)的粒子間可以存在量子糾纏。
量子力學(xué)起源于20世紀(jì)初馬克斯·普朗克(Max Planck)關(guān)于黑體輻射、阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)關(guān)于光電效應(yīng)等 “舊量子論” 的研究。1920年代中期,尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)、維爾納·海森堡(Werner Heisenberg)、埃爾溫·薛定諤(Erwin Schr?dinger)、保羅·狄拉克(Paul Dirac)等人正式建立了現(xiàn)代量子力學(xué)的完整數(shù)學(xué)框架,馬克斯·玻恩(Max Born)是在科學(xué)文獻(xiàn)中最先給出術(shù)語 “量子力學(xué)” 的物理學(xué)者[參見Born, M. über Quantenmechanik. Z. Physik 26, 379–395 (1924)]。
關(guān)于量子力學(xué)的發(fā)展,不能不提到極負(fù)盛名的“索爾維會(huì)議”以及它的贊助人——?dú)W內(nèi)斯特·加斯頓·約瑟夫·索爾維(Ernest Gaston Joseph Solvay,1838-1922)。特別是在1927年的第五屆索爾維會(huì)議上,幾乎所有奠定了量子力學(xué)的基礎(chǔ)、對(duì)量子理論近代發(fā)展做出貢獻(xiàn)的著名科學(xué)家都出席了這次會(huì)議,因此被譽(yù)為 “最牛物理學(xué)盛會(huì)” 。
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圖1 第五屆索爾維會(huì)議合影
今年五月的一天,筆者在比利時(shí)首都布魯塞爾 City Walk,路過歐洲區(qū)的利奧波德(Leopold)公園,偶遇公園池塘邊一座折衷主義風(fēng)格的兩層樓房。樓前的牌子上說明這里以前是索爾維生理學(xué)研究所,現(xiàn)為埃米爾·雅克曼(émile Jacqmain)中學(xué)主樓。第五屆索爾維會(huì)議就在這棟樓房里舉行,牌子上還貼出了當(dāng)年在樓前拍攝的那張“物理學(xué)歷史上最偉大的合照”(圖1),將世界頂尖物理學(xué)家齊聚一堂的場景展現(xiàn)得淋漓盡致。
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圖2 第五屆索爾維會(huì)議會(huì)址(筆者攝)
索爾維的發(fā)明和創(chuàng)業(yè)
歐內(nèi)斯特·索爾維是比利時(shí)重要的發(fā)明家、工業(yè)化學(xué)家和實(shí)業(yè)家,索爾維公司(Solvay & Cie)的創(chuàng)始人。他于1838年在比利時(shí)勒貝克(Rebecq)出生,1922年逝世于布魯塞爾首都大區(qū)的伊克塞勒(Ixelles)市鎮(zhèn)。19世紀(jì)下半葉正值第二次工業(yè)革命的黎明,人們篤信通過科學(xué)和工業(yè)實(shí)現(xiàn)社會(huì)進(jìn)步。托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)、阿爾弗雷德·諾貝爾(Alfred Nobel)、亞歷山大·貝爾(Alexander Bell)以及索爾維等人都是這一時(shí)期的標(biāo)志性發(fā)明家和企業(yè)家。
索爾維雖然是當(dāng)年的比利時(shí)首富,卻始終認(rèn)為財(cái)富并不是最終目的,致力于成為一個(gè)科學(xué)的傳播和推動(dòng)者才是他畢生的追求,并將科學(xué)視為自己的“第五個(gè)孩子”。他捐出萬貫家財(cái),創(chuàng)辦了多個(gè)教育機(jī)構(gòu),支持了許多福利設(shè)施,成為當(dāng)時(shí)科學(xué)研究的偉大贊助人和社會(huì)進(jìn)步的推動(dòng)者,享有國際盛譽(yù)。
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圖3 歐內(nèi)斯特·索爾維的肖像(左)和塑像
索爾維的父親亞歷山大·索爾維(Alexandre Solvay)是一位商人、采石場主和鹽廠經(jīng)營者。索爾維自幼受父親影響,對(duì)物理、化學(xué)和自然歷史著迷,但他在16歲時(shí)因病退學(xué),無法進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)。盡管如此,索爾維還是得到了中學(xué)的科學(xué)教授、畢業(yè)于蒙斯礦業(yè)學(xué)院(l’école des Mines de Mons)的馬卡杜斯(Macardus)修士的指導(dǎo)。他自學(xué)化學(xué)和工業(yè)流程,經(jīng)常參加化學(xué)和物理方面的公開講座、參觀工業(yè)博物館和理工學(xué)院。
索爾維21歲時(shí)進(jìn)入叔叔的煤氣廠工作,他在實(shí)驗(yàn)中把煤氣廢液加熱,釋放出氨和二氧化碳,將氨溶解到鹽溶液中析出碳酸氫鈉,再通過煅燒碳酸氫鈉產(chǎn)生出碳酸鈉(Na2CO3),即俗稱的蘇打或純堿。索爾維曾回憶道:“我打算制造當(dāng)時(shí)很昂貴的碳酸銨,但是沒有成功。我想起小時(shí)候的鹽,就將它們?cè)谠嚬芾锶茉谒袚u晃,結(jié)果得到了蘇打。”
蘇打的故事如同煉金術(shù)一樣,可以追溯到古埃及,人們從干涸的湖床中提取泡堿,用于制作木乃伊和玻璃。然而到了18世紀(jì)末,這些天然資源已無法滿足肥皂、紡織和玻璃等行業(yè)對(duì)碳酸鈉的需求。1791年,法國醫(yī)生尼古拉斯·勒布朗(Nicolas Leblanc)開發(fā)了一種生產(chǎn)碳酸鈉的工藝,人們?cè)诠I(yè)上使用硫酸、鹽水等原料來生產(chǎn)純堿。然而這種方法成本高昂,產(chǎn)品純度較低,而且對(duì)環(huán)境有害,探索制堿新方法的需求一直存在。
索爾維將簡單的實(shí)驗(yàn)室工藝轉(zhuǎn)化為可擴(kuò)展的工業(yè)生產(chǎn)的突破性方法,于1863年成功申請(qǐng)了專利,用于生產(chǎn)天然狀態(tài)下極為稀少的碳酸鈉,這一方法稱為“氨堿法”或“索爾維法”。碳酸鈉是許多工業(yè)應(yīng)用中必不可少的化合物,索爾維法不僅降低了生產(chǎn)成本,還最大限度地減少了對(duì)環(huán)境的影響,至今仍是制造碳酸鈉最重要的化學(xué)工藝。
索爾維在比利時(shí)庫耶(Couillet)建立了第一家工廠,后來又在法國南錫建造了一座更大的工廠,他與兄弟阿爾弗雷德·索爾維(Alfred Solvay)以及融資合伙人一起奠定了日后化工王國的基礎(chǔ),索爾維工藝成為改變化學(xué)格局、刺激經(jīng)濟(jì)增長的基石,代表了現(xiàn)代精密化學(xué)工程的開端。在經(jīng)歷了初創(chuàng)時(shí)期的艱難歲月后,索爾維公司從1870年起開始向英、德、俄、美等工業(yè)化國家擴(kuò)展業(yè)務(wù),迅速發(fā)展成為當(dāng)時(shí)最大的跨國公司之一。
20世紀(jì)初,全球95%的純堿均使用索爾維法生產(chǎn) 。20世紀(jì)上半葉,公司安然度過兩次世界大戰(zhàn)。索爾維的創(chuàng)新理念不僅徹底改變了純堿生產(chǎn),更奠定了公司在瞬息萬變的世界中不斷革新、銳意進(jìn)取的基礎(chǔ)。經(jīng)過160多年的發(fā)展,當(dāng)今的索爾維集團(tuán)已成為全球化工行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。2023年,索爾維分拆為兩家獨(dú)立公司,其特種化學(xué)品部門由Syensqo接管。
偉大的科學(xué)贊助人和推動(dòng)者
1967年之前索爾維公司一直保持合伙制經(jīng)營模式,管理層幾乎全部由索爾維家族成員組成。索爾維率先在自己的工廠中建立了社會(huì)保障體系:1878年起為工人及家屬提供免費(fèi)醫(yī)療服務(wù)、病假工資和工傷賠償,1899年為工人提供養(yǎng)老保障,1908年開始八小時(shí)工作制,1913年引入帶薪假期并開展職業(yè)再培訓(xùn),由此勾勒出一種基于勞動(dòng)力市場組織及國家參與的社會(huì)結(jié)構(gòu)。
索爾維晚年成為一位政治家和慈善家,1889年當(dāng)選為比利時(shí)國會(huì)參議員。他主張人人完全平等,極力倡導(dǎo)教育、科學(xué)和社會(huì)福利改革。索爾維還創(chuàng)建了許多社會(huì)項(xiàng)目,1914年他與比利時(shí)其他工業(yè)家和銀行家一起創(chuàng)辦了國家救濟(jì)和糧食委員會(huì)并擔(dān)任主席,在第一次世界大戰(zhàn)期間為比利時(shí)的物資供應(yīng)發(fā)揮了重要作用。1918年11月,比利時(shí)國王阿爾貝一世(Albert I)任命索爾維為國務(wù)大臣。
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圖4 1913年索爾維(前排中)、他的長子阿曼德(Armand Solvay,后排中)
和侄子路易(Louis Solvay,后排左),以及公司管理層其他人員
1897-1899年間,索爾維贊助了比利時(shí)的第一次南極探險(xiǎn),探險(xiǎn)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的一條山脈以他剛出生的孫子歐內(nèi)斯特-約翰·索爾維(Ernest-John Solvay)的名字命名。索爾維是一名登山愛好者、比利時(shí)阿爾卑斯俱樂部成員,他于1904年捐資在阿爾卑斯山脈馬特洪峰(Matterhorn)上建造了“索爾維避難所”(Solvay Refuge)。這是瑞士阿爾卑斯俱樂部擁有的最高山間小屋,海拔4003米。
索爾維的慈善事業(yè)始終專注于科學(xué)和教育,在其全球工業(yè)基地為兒童安排并資助了日托、小學(xué)和夏令營。1913年,為慶祝索爾維集團(tuán)成立50周年,集團(tuán)向歐洲、美國和剛果的大學(xué)捐贈(zèng)了巨額善款,并在布魯塞爾建立了一所工人教育學(xué)院,為最有天賦的員工提供獎(jiǎng)學(xué)金。杰出的洞察力與好奇心還促使索爾維資助了一系列研究項(xiàng)目,包括瑪麗·斯克沃多夫斯卡-居里(Marie Sk?odowska-Curie,圖1前排左三)的放射性實(shí)驗(yàn) 。
索爾維年輕時(shí)不得不克制住對(duì)“純粹科學(xué)”的濃厚興趣,專注于工業(yè)中使用的技術(shù),索爾維公司是他涉足科學(xué)技術(shù)的第一個(gè)地方。在初創(chuàng)時(shí)期由于缺乏化學(xué)專業(yè)知識(shí),他經(jīng)常求助于布魯塞爾的化學(xué)教授,并保持了長期合作關(guān)系。物理學(xué)是索爾維最熱愛的科學(xué),他曾研究自創(chuàng)的“引力-物質(zhì)”理論,嘗試開發(fā)將蒸汽冷凝產(chǎn)生電力的電機(jī)等,但均由于缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性及違背科學(xué)原理而失敗。盡管普遍不被認(rèn)可,索爾維從未失去自信。他花費(fèi)巨資進(jìn)行個(gè)人研究,終其一生樂此不疲。
索爾維不是一個(gè)置身事外的贊助者,而是以盡職盡責(zé)的組織者的身份,致力于推動(dòng)純粹科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展。他深受美好年代(Belle époque)科學(xué)主義和實(shí)證主義的影響,其看似雜亂無章的各種科學(xué)探索,實(shí)際上源于統(tǒng)一的哲學(xué)理念。索爾維的偉大夢想是通過整合物理化學(xué)、生物生理學(xué)和社會(huì)學(xué)這三個(gè)學(xué)科,建立一個(gè)普遍的科學(xué)秩序。他逐漸意識(shí)到依靠專業(yè)人士的重要性,成為布魯塞爾自由大學(xué)的主要贊助人,在該校創(chuàng)立了社會(huì)學(xué)研究所(1894)、生理學(xué)研究所(1895)和索爾維商學(xué)院(1903)。
索爾維在社會(huì)科學(xué)方面的投入對(duì)于19世紀(jì)末哲學(xué)和法學(xué)領(lǐng)域布魯塞爾學(xué)派的誕生發(fā)揮了重要作用。由于索爾維以及多位銀行家和科學(xué)家的支持和資助,布魯塞爾科學(xué)城在布魯塞爾自由大學(xué)老校區(qū)——美麗的奧波德公園正式落成,由著名建筑師設(shè)計(jì)的各個(gè)研究所的建筑散布公園各處。
20世紀(jì)初,索爾維和比利時(shí)國王共同創(chuàng)立了用于科學(xué)研究的比利時(shí)國家基金會(huì),他的熱情特別體現(xiàn)在布魯塞爾國際物理和化學(xué)研究所(1912-1913)的創(chuàng)建過程中。物理和化學(xué)是索爾維事業(yè)的起源,這兩門學(xué)科也成為最后受益于其資助的領(lǐng)域,為此他建立了一個(gè)本地團(tuán)隊(duì)和國際專家網(wǎng)絡(luò)。在德國物理學(xué)家和化學(xué)家瓦爾特·能斯特(Walther Nernst)的建議下,索爾維出資創(chuàng)立了以自己的名字命名的國際學(xué)術(shù)會(huì)議。其法語正式名稱是Conseils Solvay,即“索爾維理事會(huì)”。與早期物理學(xué)會(huì)議不同,索爾維會(huì)議是一個(gè)僅限于為數(shù)不多的受邀者參加的研討會(huì),就基礎(chǔ)科學(xué)的特定主題進(jìn)行討論,旨在為解決異常困難的學(xué)術(shù)問題做出貢獻(xiàn)。
索爾維國際物理和化學(xué)研究所就是在此基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生,以1911年第一屆索爾維會(huì)議模式為基礎(chǔ),研究所負(fù)責(zé)定期組織索爾維會(huì)議。索爾維在世時(shí)一共舉辦了1911年、1913年和1921年的前三屆索爾維物理學(xué)會(huì)議。在他去世前一個(gè)月的1922年4月,舉辦了第一屆索爾維化學(xué)會(huì)議,討論了同位素與放射性、分子結(jié)構(gòu)與X射線、分子結(jié)構(gòu)與旋光性、價(jià)鍵以及化學(xué)遷移率。索爾維公司的許多辦公室墻壁上都掛著圖1那幅真人大小的第五屆索爾維物理會(huì)議合影,以此紀(jì)念公司的歷史傳承及其對(duì)科學(xué)事業(yè)的奉獻(xiàn)。
劃時(shí)代的索爾維會(huì)議
1900年,德國物理學(xué)家普朗克(圖1前排左二)在研究黑體輻射時(shí)首次提出能量量子化假說,光作為能量波的經(jīng)典理論受到挑戰(zhàn),愛因斯坦(圖1前排左五)1905年發(fā)表的光電效應(yīng)研究也支持這一假設(shè)。1911年10月30日至11月3日間召開的首屆索爾維會(huì)議以 “輻射與量子理論” 為主題,邀請(qǐng)了23位當(dāng)時(shí)歐洲最杰出的物理學(xué)家,其中有3位諾貝爾獎(jiǎng)得主、7位后來獲得諾獎(jiǎng)(瑪麗·居里計(jì)算兩次)。索爾維在開幕式上提交了自己不斷完善的“引力-物質(zhì)”理論文章,希望能夠進(jìn)行討論,然而這一提議并未被采納[參見Eur. Phys. J. Special Topics 224, 2075–2089 (2015)]。
由于語言和文化的障礙以及強(qiáng)烈的民族自尊心,在當(dāng)年的歐洲物理學(xué)界,學(xué)術(shù)討論限制在德、法、英的不同科學(xué)圈內(nèi),相互之間缺乏理解和交流。第一屆索爾維會(huì)議打破了這些壁壘,在1902年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、通曉多種語言的會(huì)議主席亨德里克·洛倫茲(Hendrik Lorentz,圖1前排左四)幫助下,與會(huì)者對(duì)經(jīng)典物理學(xué)和量子理論之間的關(guān)聯(lián)和沖突進(jìn)行了深入探討和激烈辯論,這次會(huì)議被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
時(shí)年32歲的愛因斯坦是參加首屆索爾維會(huì)議第二年輕的物理學(xué)家,他向科學(xué)界的廣泛群體展示了自己的才華。這次會(huì)議正值瑪麗·居里個(gè)人經(jīng)歷巨變之際,幾年前她經(jīng)歷了喪夫之痛,并且即將獲得第二次諾貝爾獎(jiǎng)。然而她與另一位與會(huì)者保羅·朗之萬(Paul Langevin,圖1前排左六)的秘密戀情被法國媒體曝光,使她陷入一場威脅其科學(xué)遺產(chǎn)的風(fēng)暴中。愛因斯坦在瑪麗·居里的艱難時(shí)期給予支持,兩人之間的相互欽佩和尊重以及終生友誼正是源于這屆索爾維會(huì)議上的相遇。
2021年,索爾維公司前化學(xué)工程師和業(yè)務(wù)主管杰弗里·奧倫斯(Jeffrey Orens)出版了《天才的靈魂:瑪麗·居里、阿爾伯特·愛因斯坦和改變科學(xué)進(jìn)程的會(huì)議》(The Soul of Genius: Marie Curie, Albert Einstein, and the Meeting that Changed the Course of Science)一書,探討了1911年首屆索爾維會(huì)議、愛因斯坦與瑪麗·居里的初次會(huì)面,以及這兩位科學(xué)巨人對(duì)當(dāng)時(shí)動(dòng)蕩不安的物理學(xué)界的影響。
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圖5 第一屆索爾維會(huì)議合影,坐者左三是索爾維、右二是瑪麗·居里,站立者右二是愛因斯坦
1927年10 月 24-29日舉行的第五屆索爾維會(huì)議或許是史上最著名的物理學(xué)會(huì)議,會(huì)議以“電子與光子”為主題,新近形成的量子理論成為討論焦點(diǎn),洛倫茲連續(xù)擔(dān)任五屆索爾維主席。愛因斯坦已經(jīng)因 “發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)原理” 獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)(1922年頒發(fā)),一戰(zhàn)后阻礙德國科學(xué)家參加索爾維會(huì)議的偏見也已基本消除,這場學(xué)術(shù)盛會(huì)使得科學(xué)家們突破了地域和學(xué)派的限制。
在29位與會(huì)者中,有17位已經(jīng)或即將成為諾貝爾獎(jiǎng)得主。其中玻爾(圖1二排左九)提出量子躍遷和互補(bǔ)原理,玻恩(圖1二排左八)引入量子力學(xué)的概率詮釋 ,路易·德布羅意(Louis de Broglie,圖1二排左七)提出物質(zhì)波理論,沃爾夫?qū)づ堇╓olfgang Pauli,圖1三排左八)提出不相容原理,海森堡(圖1三排左九)提出了不確定性原理,狄拉克(圖1二排左五)和薛定諤(圖1三排左六)奠定了量子力學(xué)的基本方程。
在這次會(huì)議上,科學(xué)家們圍繞波粒二象性、時(shí)空因果律、不確定性原理問題進(jìn)行了深入探討。以玻爾為代表的哥本哈根學(xué)派和以愛因斯坦為代表的質(zhì)疑者對(duì)于量子力學(xué)的完備性和隨機(jī)性展開了空前激烈的“玻爾-愛因斯坦之爭”。愛因斯坦提出了雙縫衍射等思想實(shí)驗(yàn),力圖證明不確定性原理與量子力學(xué)形式體系之間的內(nèi)在矛盾。他認(rèn)為“上帝不會(huì)擲骰子”,而玻爾的回敬則是:“愛因斯坦,不要再告訴上帝應(yīng)該怎么做”。
相關(guān)爭論一直持續(xù)到由朗之萬主持的1930年的第六屆索爾維會(huì)議以及之后更長時(shí)間。愛因斯坦在1930年會(huì)議上提出了著名的光子盒實(shí)驗(yàn),被玻爾用廣義相對(duì)論中的引力紅移公式加以反駁。1935年愛因斯坦及合作者又以ERP佯謬發(fā)起反攻,指出定域?qū)嵲谡撆c量子力學(xué)完備性之間的矛盾。這場世紀(jì)之爭對(duì)于量子力學(xué)的現(xiàn)代理解以及量子技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,玻爾創(chuàng)建的“哥本哈根詮釋”成為物理學(xué)界的主流觀點(diǎn)。
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圖6 愛因斯坦分別與瑪麗·居里(1929年)、玻爾(1930年索爾維會(huì)議)
寶貴的歷史遺產(chǎn)
2023年,聯(lián)合國教科文組織決定將索爾維國際物理和化學(xué)會(huì)議檔案(1910-1962)列入 “世界記憶遺產(chǎn)名錄”,這些檔案展現(xiàn)了20世紀(jì)初以來科學(xué)國際主義及國際合作傳統(tǒng)的延續(xù)。索爾維會(huì)議是最早的國際物理科學(xué)會(huì)議之一,特別是在1911-1927年間的前五屆索爾維物理學(xué)會(huì)議上,確立了對(duì)量子力學(xué)理論的詮釋,見證了相對(duì)論的誕生,以及基于對(duì)原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的探索而興起的新化學(xué)。
1933年的第七屆索爾維會(huì)議以“原子核的結(jié)構(gòu)及特性”為主題,標(biāo)志著一個(gè)新紀(jì)元——核物理時(shí)代的開啟,兩位年輕的與會(huì)者恩里科·費(fèi)米(Enrico Fermi)和歐內(nèi)斯特·勞倫斯(Ernest Lawrence)后來成為曼哈頓計(jì)劃的關(guān)鍵科學(xué)家。這是二戰(zhàn)爆發(fā)前,也是瑪麗·居里生前參加的最后一次會(huì)議,她參加了前七屆全部索爾維會(huì)議。
1950年代 “大科學(xué)”的興起,徹底改變了物理學(xué)家們參與科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方式。他們作為大型研究團(tuán)隊(duì)的成員,在大型實(shí)驗(yàn)室中協(xié)同工作。他們?cè)诳茖W(xué)期刊、數(shù)據(jù)庫和電子資源上投入大量時(shí)間,幾乎實(shí)時(shí)了解全球范圍內(nèi)各自領(lǐng)域的科學(xué)進(jìn)展,同行評(píng)審等新的辯論和批判性分析形式也應(yīng)運(yùn)而生。早期索爾維會(huì)議在很多方面預(yù)示了今天所經(jīng)歷的一切:它是一個(gè)科學(xué)精英們可以就頗具爭議的學(xué)術(shù)問題會(huì)面、交流和辯論的獨(dú)特論壇和實(shí)體空間。
索爾維模式誕生于科學(xué)界探索物質(zhì)屬性和物理定律等基本認(rèn)識(shí)論的時(shí)代,其精神在新時(shí)代延續(xù)。除了因兩次世界大戰(zhàn)中斷外,索爾維物理學(xué)會(huì)議和化學(xué)會(huì)議原則上每三年各舉辦一次,至今已舉辦了29屆物理學(xué)會(huì)議和27屆化學(xué)會(huì)議,涵蓋了百余年來物理學(xué)和化學(xué)的重大議題。
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圖7 2013年索爾維175歲誕辰時(shí)的紀(jì)念章
阿爾弗雷德·諾貝爾和歐內(nèi)斯特·索爾維是兩位載入科學(xué)史冊(cè)的偉人,在某些方面有著驚人的相似之處。兩人是同時(shí)代的發(fā)明家、實(shí)業(yè)家和慈善家,都沒有接受過正規(guī)的高等教育,差不多同時(shí)申請(qǐng)專利和建廠,均通過科學(xué)技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新積累了巨額財(cái)富。諾貝爾發(fā)明了硝酸甘油炸藥,索爾維開發(fā)了純堿生產(chǎn)工藝。兩人堅(jiān)信人類的一切進(jìn)步——無論是物質(zhì)的、智力的還是道德的——都是通過科學(xué)實(shí)現(xiàn)的。
諾貝爾和索爾維以科學(xué)普世主義的理念為基礎(chǔ),不分科學(xué)家的國籍、種族或宗教信仰,通過支持全球科學(xué)事業(yè)展現(xiàn)了國際主義的愿景。諾貝爾用巨額遺產(chǎn)設(shè)立了諾貝爾獎(jiǎng),表彰和獎(jiǎng)勵(lì)那些取得重大突破的科學(xué)家以及為全人類利益做出貢獻(xiàn)的人,今年恰逢諾貝爾簽署遺囑130周年。索爾維則慷慨資助國際科學(xué)會(huì)議和研究機(jī)構(gòu),促進(jìn)了世界頂尖物理學(xué)家之間的批判性討論與合作,影響了數(shù)十年來科學(xué)研究的方向。
在量子力學(xué)的百年歷程上,諾貝爾獎(jiǎng)與索爾維會(huì)議緊密聯(lián)系、互相成就、延續(xù)至今。2005年的第23屆 “量子結(jié)構(gòu)中的空間與時(shí)間”索爾維會(huì)議、2011年的 第25屆 “量子世界理論” 索爾維會(huì)議,以及2022年的第28屆 “量子信息物理學(xué)”索爾維會(huì)議,均由2004年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主之一戴維·格羅斯(David Gross)擔(dān)任主席或聯(lián)合主席。
而今年10月7日頒布的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予在美國工作的三位量子物理學(xué)家, 表彰他們“發(fā)現(xiàn)了電路中的宏觀量子力學(xué)隧穿和能量量子化”,這項(xiàng)成就打開了在更大尺度上研究量子世界的一扇門。
2013年,索爾維公司設(shè)立了“歐內(nèi)斯特·索爾維獎(jiǎng)”,旨在表彰對(duì)化學(xué)做出基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)并可能對(duì)工業(yè)產(chǎn)生影響的科學(xué)家。迄今已有四位該獎(jiǎng)得主獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),其中一位就是今年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)新科得主之一、日本科學(xué)家北川進(jìn)(Susumu Kitagawa)。
在學(xué)術(shù)遺產(chǎn)外,索爾維家族還在布魯塞爾留下諸多印記,其中最著名的建筑“索爾維公館”是索爾維的長子阿曼德托建的私人住宅,由新藝術(shù)運(yùn)動(dòng)早期發(fā)起者之一的比利時(shí)建筑師維克多·奧爾塔(Victor Horta)設(shè)計(jì)。索爾維公館與另外三座住宅一起,同為19世紀(jì)末歐洲建筑中最引人注目的先鋒作品。這些房屋以其開放的設(shè)計(jì)、光線的散播、裝飾刻線與建筑結(jié)構(gòu)極其出色的結(jié)合為特征,代表了建筑風(fēng)格上的革命,2000年列入聯(lián)合國教科文組織世界文化遺產(chǎn)名錄。然而,索爾維家族在同一條大街上的另兩處宅邸卻已不復(fù)存在。
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圖8 索爾維公館內(nèi)部
致謝 感謝中國科學(xué)院物理研究所曹則賢研究員對(duì)于量子力學(xué)的考證,并提供文獻(xiàn)。
注:文中圖片除特別指明外均來自互聯(lián)網(wǎng)。
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