第九章 初期的研究

1. 两大课题

在从京都大学毕业之前，秀树的心又有了一段时间的动摇。

今后研究物理学，还成得了气候吗？成不了气候，研究工作又有什么作用？心情由此而悲观，认为倒不如去当和尚。从中学时代就扎下根， 现在仍然潜伏着的厌世思想，又开始抬头。

即使到了成名之后，厌世的思想仍然活动在他的心灵深处。与其说是厌世，不如说是遁世更恰当一些。与别人打交道，减少到现在的 1/10 最好，这样能静悄悄地生活下去。如果是谁也不理，那将是寂寞的了， 但忍受这冷清也是不错的。这样的空想一直没有实现，也许应当聊以自慰。

从这一点来看，大学毕业在即的秀树，即使是有了遁世思想，也不是什么奇怪的事情。

在大阪的东区，有个叫长光寺的寺院。父亲琢治的堂妹住在寺院里。她没有孩子，早就想收个养子。秀树弟兄从小时候起，就引起了她的注意。因此，秀树常常回避长光寺。

“到那里去，会将你收去当和尚的。”弟兄们都这样认为。

毕业前夕变得厌世的秀树想起了长光寺。如果到那里去，她一定会高兴地收留秀树，让他当和尚。

有四五天的时间，秀树脑子里装的就是这件事，就像患了麻疹。毕业之后，这些事就忘得干干净净。

玉城研究室没有留研究生的习惯。毕业以后的秀树等三人以义务劳动的副手的资格，和学生时代一样，继续过着学生的生活。当时的社会经济不景气，大学生的“销路”不好。在这种情况下，秀树同年级的学生，有很多都留在了大学里。以春秋笔法来说，是不景气产生了学者。同年级的学生相继把光头蓄起了长发，还有的从学生时代起就梳起

了漂亮的分头。秀树没有追赶时髦，仍然是光头。母亲给他置办了一套西装，秀树也不轻易穿，就穿着一身立领学生制服，每天到研究室上班。

刚好在这时候，物理学教室的一半要搬迁，搬到东大路大街。当时东山大街的电车只开到丸太町。电车从那里往北，就可以实现延伸到今出川的计划。这一来，电车就紧挨着物理学教室跑了。物理老师们认为， 电车影响电流计，进行不了精密的实验，因此主张必须把教室搬开，搬到离有电车的大街 100 米以外的地方。

以此为理由，才实现了把物理学教室搬迁到北部院内的计划。但是， 如果以不能做实验为理由，只搬走实验器具就行了。实际上也有预算的关系，新建的时髦的建筑物，容纳不下物理学所有的研究室。玉城研究室也决定搬一半到新址去。

在新的大楼里，分给研究量子论的人一人一间工作室。秀树觉得这是好运气。从古色古香的旧址，搬到新建的大楼，令人精神爽朗。秀树每天都以愉快的心情投入研究工作。

大学毕业后的三年间，从秀树的学者生涯来看，是非常宝贵的准备

期。就像游泳选手在做准备活动时，要先钻入水中潜泳一样。

在秀树的面前，有着两大研究课题。与其叫做课题，不如说是一块没有开垦的处女地。一个课题是把相对论式的量子力学再向前发展；另一个是把量子力学运用到有关原子核的各种问题上去。无论哪一项，对于秀树这位刚毕业的大学生来说，都是过于庞大的课题。也因为秀树刚刚才满 20 岁。

不过，从年龄来说，也不是太小。当时对量子力学的创建做出贡献的理论物理学者的大多数，都只有二十几岁，大秀树五六岁的居多。海森堡、狄拉克、泡利、菲尔密这四位有代表性的学者，都是在一九○几年至一九一几年前后出生的，于二十三四岁前后就已经完成了大业。

这年秋天，海森堡和狄拉克携手访问了日本。听了这两位天才的演讲，秀树得到极大的收获，也受到了极大的刺激。

秀树以两大问题为研究对象，但应从何处下手，一时间无所措手足了。在当时，原子核的研究，还不是物理学界的主流。有个名叫扎福德的大先觉者高出时代潮流，接二连三地完成了与原子核有关的化时代的研究。但大多数学者对涉足到原子核中，还颇费踌躇。他们满足于研究在原子核外部围着转的电子的动作。

为什么大多数学者不把原子核当作一个问题呢？原因有多种多样。其中之一是原子核的结构完全不可理解。有许多学者想，物质只能让它们归结为两三种“基本粒子”。而在当时，被承认的基本粒子，还只有电子和阳子。另外，还有一个叫光子。

可是，只有电子和阳子来构成一切物质的话，原子核就只能留下来， 成为一个极大的谜。要想理解各种各样的原子核所显示的种种特征，几乎是不可能。想来想去怎么也不行，所以有许多学者没有沾原子核的边。有许多学者，只有漠然地想像，在原子核的内部，电子多半是进行着相当不同的活动吧。

于是，秀树想，在以原子核的内部电子怎么活动为问题之前，把在原子核外边转动的电子与原子核之间的相互作用仔细弄清楚，也许会得到某些线索吧。为此，他把原子光谱的超细微结构的理论，从新量子力学的观点进行再探讨。特别是狄拉克的电子论，已经在原子核的外边取得了异常的成功。秀树决定，把这个理论应用于氢原子的光谱的超细微结构试试看。

秀树的研究工作，就从这里开始了。

阳子和电子集拢起来，构成氢原子。使二者结合起来的，不用说， 那就是电的引力。此外，虽然微弱，磁气的力也在活动。因为阳子本身也是微小的磁石。在磁气的力的影响下，在氢原子的光谱上，表现出超细微结构来。以狄拉克的电子论为基础，从理论上决定超细微结构的工作，谁也没有做过。秀树想试一试。

这个工作还不算十分吃力，简单地做一下，得出的结论就有两三个。秀树把它整理出来，提交给玉城老师。老师说，这个问题很复杂，等我慢慢地看吧。说着把论文锁进了保险柜。

此后不久，在专业杂志上，登载了菲尔密的论文，秀树一看到它就气馁了。他选的和秀树的是同一课题，而且比秀树先行了一步。

想踏进原子核结构的问题，刚一开始就碰了钉子。秀树的第一篇论

文，原封不动地躺在保险柜里，落了个不见天日的命运。在这种情况下， 秀树的兴趣中心暂时转移到另一个问题上。这还因为，在这段时间里， 海森堡和泡利发表了有关量子力学的大论文。这些大论文在某种意义上，就好像是对普兰克所创始的量子论的结算报告。

量子论的出现，把有关光的本性的极大的谜投向学术界。光就是波， 特别是电波的一种这件事，到 19 世纪末为止，被确认为是没有怀疑余地的事实。但是，根据量子论的学说，光需要具有粒子的性质才行。光是“光子”的集合的这一想法的真实性，也不能否认了。

自那以后，经过二十多年，光的二重性，即粒子与波动的二重性， 是学术界极大的谜。自从杜·布罗依的物质波的理论出现以来，这个二重性的问题，也扩大到电子那样的物质粒子。

物质粒子的二重性之谜，被量子力学大体上解决了。为了最后解决光的二重性问题，需要把电磁场应用于量子力学。海森堡和泡利的量子电子学，在满足这一要求的完整的理论体系这一意义上，可以说是一个结算报告。

但这个结算报告有一个很大的漏洞。因为在收支决算中，它写进了无限大的这一数字。虽然称之为收支决算，其实它是关系到能量问题。在能量不灭的原理成立的物理学的世界里，货币就是能量。单位不是美元，而是尔格。如果决算报告真的合乎情理的话，那么关于能量，就不应该出现无限大的这个数字。

怎么才能把海森堡和泡利的报告上出现的无限大，从账面上的数字中消除呢？这个新的重大问题，出现在秀树的面前。

为了解决这个问题，秀树反反复复地阅读他们的论文，每天都在推敲着。他想，无论如何也得想方设法把这个无限大的恶魔制服。然而， 这个恶魔不是那么好收拾，它比秀树要强大得多。