曾加入納粹黨、一直和諾貝爾獎擦身而過的物理學家:恩斯特.帕斯誇爾.喬丹

曾加入納粹黨、一直和諾貝爾獎擦身而過的物理學家:恩斯特.帕斯誇爾.喬丹
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我們想讓你知道的是

喬丹只在1951年、1963年被提名兩次,但是始終與得獎無緣。這與他的政治活動恐怕脫不了關係,就讓我來細數一翻喬丹的一筆政治糊塗帳。

文:高崇文(中原大學物理系)

之前阿文一口氣介紹了七位與諾貝爾獎擦身而過的實驗物理學家,就讓我們換換口味,來聽一下這位理論物理學家心中的悲歌吧。他就是對建立量子力學、量子場論都有不朽功績的恩斯特.帕斯誇爾.喬丹(Ernst Pascual Jordan)。

喬丹的祖先叫Pasqual Jorda,是西班牙出身的貴族和騎兵軍官,在拿破崙戰爭期間和之後曾在英國服役。後來在漢諾威定居,因為當時統治英國的正是漢諾威選侯。後來Jorda入鄉隨俗,把姓改成Jordan。他們家每一代的長子都被命名為Pascual。

喬丹的父親是漢諾威技術大學(Hanover Technical University)的藝術系教授,也是一名以風景畫與畫像聞名的畫家。喬丹在1921年從文理中學畢業後,他的父親希望他學習建築,但喬丹違背了父親的意願。當年夏天他進入漢諾威技術大學,選擇攻讀數學和物理學。但是那裡的物理教學讓喬丹頗感失望,所以他於1922年夏天離開漢諾威前去哥廷根大學就讀。

過去學生常常游走於德國各個大學,在當時是頗為常見的事情,受制於聯考志願的台灣學子們可能無法想像吧。

在哥廷根,喬丹的數學和物理領域在數學家希爾伯特(David Hilbert)、物理學家波恩(Max Born)的帶領下蒸蒸日上,是一段令後人懷念的黃金時代。雖然喬丹的父親仍然不死心,敦促他回到漢諾威並且改學建築,但喬丹的母親還是最後說服丈夫,接受了兒子學習物理的決定。

但是當喬丹開始在哥廷根念書時,他卻發現物理講座都是在上午9點之前。而他早就養成了晚睡晚起的生活習慣,因此喬丹把學習重心改放到數學課上。幸運的是他參加了數學家Richard Courant的微分方程課程,Courant很快就意識到喬丹的才華。

喬丹幫助Courant撰寫了那本名著,就是名義上Courant和希爾伯特合撰的《物理學方法論》(Methoden der mathematischen Physik, 1924)。喬丹與Courant每天碰面討論問題,所以Courant在這本書的序言中還對喬丹致謝。但是這段致謝詞在英文版就沒看到了。(阿文我親自把書架上的那本拿下來翻開確認過)

在哥廷根,喬丹參加了埃德蒙.蘭道(Edmund Landau)關於數論的講座。他還參加了由波恩、希爾伯特和詹姆斯.法蘭克(James Franck),所主持與物質結構相關的研討會。在數學與物理兩者,喬丹最後還是選擇了物理,成為波恩的學生,並協助波恩撰寫了有關晶體動力學的文章〈Atomtheorie des festen zustandes〉(Dynamik der kristallgitter),刊登在《Encyklopädie der mathematischen wissenschaften》第5卷,第3-4期。

後來波恩開始對分子理論產生了濃厚的興趣,並試圖讓喬丹拿這個當作他的博士論文題目。但是,喬丹對此興趣缺缺,因為他想研究更基本的物理問題。

喬丹在讀了愛因斯坦和埃倫菲斯特(Paul Ehrenfest)於1923年發表的關於光量子的論文〈輻射平衡的量子理論〉(Quantentheorie des Strahlungsgleichgewichts,刊登在《Zeitschrift für Physik》,19, 301–306)之後,在研討會上針對該論文給了一場演講。他後來(1963年)回憶道:

在聽完我關於光量子的研討會的演講後,波恩說,如果我喜歡它,我可以將它當作博士論文的主題。當時大家普遍對光量子持懷疑態度,並認為需要採用不同的方法來解決這一問題。波恩倒是沒有特定立場,他說,既然我提出了這個問題,我就可以繼續進行下去。


1932年,喬丹試圖建立量子理論的矩陣解釋中所滿足的基本規則。他將這些想法發表在〈關於量子力學量的乘積〉(Über die Multiplikation quantummechanischer Grössen,1934)中,他還說服了約翰.馮.紐曼(John von Neumann)和尤金.維格納(Eugene Wigner)這些想法很重要。

後來他們三人在有關量子力學形式的代數化的三作者論文〈On the algebraic generalization of the quantum mechanical formalism〉(1934)中發表了他們的共同觀點。

喬丹設計了一種代數,現在以他的名字命名為「喬丹代數」,試圖為量子力學和量子場論創建可觀測的代數。現在喬丹代數已應用於射影幾何、數論、複雜分析,最優化以及純數學和應用數學的許多其他領域,並且繼續用於研究量子理論的數學和概念基礎。

1932年海森堡得到了諾貝爾物理獎,隔年薛丁格與狄拉克兩人也得到諾貝爾物理獎,海森堡只比喬丹大一歲,而狄拉克只比喬丹大兩個月,看到他倆得獎,喬丹想必很不是滋味吧?不過對建立矩陣力學也有功勞的波恩和包立,當時也沒有得獎,差堪告慰。

不過包立被提名了29次之後,終於在1945年得獎;而波恩在被提名了34次後,與Walther Bothe一起贏得1954年物理學獎。與他合作量子力學的數學基礎的維格納,也在被提名24次後,在1963年與研究原子核結構的Maria Goeppert Mayer以及J. Hans D. Jensen一起得獎。

然而喬丹卻只在1951年、1963年被提名兩次,但是始終與得獎無緣。這與他的政治活動恐怕脫不了關係,就讓我來細數一翻喬丹的一筆政治糊塗帳。

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恩斯特.帕斯誇爾.喬丹,攝於1920年代。

早在哥廷根的大學時代,喬丹的大多數同學都感到日子過得非常艱難,因為第一次世界大戰後凡爾賽和約,為德國帶來了沉重的經濟負擔,所以政治傾向上走向極端的人並不罕見。

但是喬丹比一般學者走得更遠。他是狂熱的德國民族主義者,非常反共,他強烈地認為蘇聯的崛起對世界構成重大威脅。這些觀點使他逐漸被納粹宣傳所吸引。喬丹在1933年希特勒上台的那年,與諾貝爾獎得主菲利普.列納德(Philipp Lenard)和約翰內斯.斯塔克(Johannes Stark)一樣加入了納粹黨。

但與列納德與斯塔克不同的是,喬丹仍然努力為愛因斯坦和其他猶太科學家的理論辯護。喬丹似乎希望他能影響新政權。納粹要求所有德國科學家,在其學科發展過程中都不要提及猶太科學家,但喬丹堅決主張政治和科學應分開放置。他寫了20世紀物理學史的著作,例如《 20世紀的物理學報》(Die Physik des 20sten Jahrhunderts),這本書對所有猶太科學家都給予了充分的肯定。

說到底他周遭的學者幾乎都是猶太人,從Richard Courant、波恩、包立,馮紐曼、維格納通通都是呀。他甚至試圖說服納粹,量子力學的哥本哈根銓釋,可以拿來當作是「布爾什維克的唯物主義」的解毒劑。

儘管納粹接受他的支持,但因其對於猶太科學家及其理論的持續支持,使得他在掌權者眼中顯得並不可靠,所以在新政權也沒讓他擔任要職,可以說是他一頭熱吧。

二戰爆發後,喬丹於1939年加入德國空軍,並在Peenemünde火箭中心擔任天氣分析員一段時間。在戰爭期間,他試圖使納粹黨對各種先進武器計劃感興趣。他的建議總是被忽略了,因為他被認為是「政治上不可靠的」。彼得.P.韋格納(Peter P Wegener)回憶道:

喬丹整天坐在他的打字機前,撰寫一本有關代數的教科書,而沒有查閱筆記。通常在一天結束時,他會突然想起在Peenemünde任職的初衷。他從未從事流體力學方面的工作,但他沒有像我那樣讀書,而是著手推導超音速流動的運動方程。他很高興發現諸如衝擊波的現象。

1944年,戰爭結束前,喬丹被任命為柏林大學理論物理的講座教授,以填補馬克.馮.勞埃(Max von Laue)退休留下來的缺。但是在德國戰敗之後,喬丹作為納粹的堅決支持者。雖然沒有像列納德與斯塔克一樣,被盟軍拘捕跟判刑,還是馬上被解職了。

他的幾個朋友像是海森堡和包立,倒是不忘雪終送炭,留下一些佳話。包立曾在某個場合調侃喬丹,在他面前引用喬丹的一些戰時寫的「納粹宣傳」,並問:「喬丹先生,你怎麼能寫這樣的東西?」

喬丹回答說:「包立先生,你怎麼會去讀這樣的東西?」

在1945-47年的兩年中,喬丹被免除了在大學的職務,但在海森堡的幫助下,他於1947年被恢復為客座教授,海森堡是這麼說:「我從未想到喬丹可能會成為真正的國家社會主義者。」

喬丹當然是個不折不扣的納粹,海森堡的這一表態只是個善意的姿態。喬丹還請尼爾斯.波爾支持他恢復他在大學的職務,但波爾只是冷冷地向喬丹,發送了一份被納粹謀殺的自己親友的名單。

1947年,喬丹在弗萊堡和漢堡獲得了臨時教授職位,他選擇了後者,從此他就待在漢堡度過餘生。他在1953年恢復了終身教授的全部職務,也可以再指導博士生。喬丹雖說不善演講,但對於某些學生而言,他還是一個相當稱職的師長。著名的物理學家沃爾夫岡.昆特(Wolfgang Kundt)寫道:

我的科學生涯的前20年(1951-71年)受到喬丹的強烈影響,他是漢堡大學理論物理課的主要講師,我的文憑,博士學位和適應能力的指導者,後來成為每週一次的“Relativitätstheorieseminar”的負責人,以及作為科學上的父執輩,他同樣關心他的學生們的身心建全。


喬丹雖然曾經吃了大虧,但是還是無法忘情於政治,他在1957年至1961年,擔任聯邦議會中基督教民主黨代表。包立曾勸他別在淌這水,可惜他聽不進去。在西德聯邦議會時,他經常呼籲恢復「真正的前鋒精神」。他繼續相信軍事化,主張允許德國發展核彈,仍然是堅定的反共主義者。

1957年,喬丹支持當時西德政府用戰術核武器,來武裝德國聯邦國防軍,而哥廷根的18位學者(包括波恩和海森堡)則發表了「哥廷根宣言」以示抗議。這些都加劇了他與以前的朋友和同事的裂痕,也讓他益形孤立。

喬丹於1971年從漢堡大學退休,1980年在漢堡病逝。波恩早在10年前在哥廷根病逝,而海森堡也在4年前在慕尼黑過世。包立更早在1958年就因胰臟癌而早逝了。與矩陣力學的發展有關的人物之中,喬丹是最後離世的一位。

與其他幾位與諾貝爾獎擦身而過的物理學家相比,喬丹的遺憾想來更加巨大而複雜吧。也許當政治的迷霧在歷史長河中逐漸消散時,這個有口吃毛病的獨行俠的真正功績,能贏得後世由衷的敬佩吧!

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參考資料

  • 中文 英文 德文維基相關條目
  • Giuseppe Paolo Stanislao Occhialini: A cosmopolitan scientist by Pasquale Tucci, Leonardo Gariboldi
  • MacTutor History of Mathematics archive
  • The 1925 Born and Jordan paper “On quantum mechanics” by William A. Fedaka and Jeffrey J. Prentisb
  • (Never) Mind your p’s and q’s: Von Neumann versus Jordan on the Foundations of Quantum Theory, by Anthony Duncan , Michel Janssen
  • (六)Pascual Jordan, his contributions to quantum mechanics and his legacy in contemporary local quantum physics by

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責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航


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