剑桥 1947~

当我和我的父母在瑞典度过一个很短的暑假时,我收到了劳伦斯·布拉格爵士写给我的一封信:他想推荐我争取一个三一学院的研究基金并向我要一份履历书。我兴奋的回信中,引用我的成果之一“设计了哥本哈根的回旋加速器的一些部分,这些部分后来花了很多钱才换掉”和我的习惯之一“躺在太阳下面无所事事”。很久以后我听说我的回信的复印件被布拉格斯拿到众人之间传看,并帮助我当选了。

大学生活十分适合我:有表达清晰和消息灵通的人士陪伴,一间宽敞的宿舍,可以看见图书馆旁边的草坪,我所要的一切都有了。我现在仍是生活的学生但不再住在学院里了;结了婚的人不再住学院里是规定。但我还是有许多天在那里吃饭,并且仍然感到我是这个智能氛围的一部分。

在伦敦,通过是摄影家的姨妈洛蒂·梅特纳一格拉芙我认识了乌娜·布劳,她是一个摄影艺术家,和我一样出生在维也纳;在 1951 年的春天我们结婚了。她使我发现了一个我不曾注意到的真正的艺术世界。我们接连有了一个女儿和一个儿子,现在他们都在别处工作,但仍和我们经常联系。令我高兴的是我的儿子也{ewc MVIMAGE,MVIMAGE, !08200110_0182-1.bmp}在学习物理;这样我们能有趣他讲一些行话了。我的女儿获得了一个社会学的学位, 致力于改善别人的境遇;我们可以像她那样与更多的人相处。

我有理由为什么不对我在卡文迪什实验室的 25 年的生活讲得太多。但我写到它们时会简短地提到它们精彩的部分。其他人也许会在别的地方见到这些,如果我对谁的工作的描述不大公正的话,我感到很抱歉。但我首先想谈一谈我的父母。在 1938 年 3 月当希特勒吞并奥地利时,我的父亲仍在维也纳。他躲过了在纳粹监督下擦洗街道的耻辱;他没有鹰钩鼻子因此没有马上被认出来是犹太人。但是在 12 月德国驻巴黎的大使被一个绝望的年轻德国犹太人杀害后(马查德。提佩特基于这个事{ewc

MVIMAGE,MVIMAGE, !08200110_0183-1.bmp}件写了清唱剧《我们时代的孩子》),一个可怕的夜晚来临了。那个夜晚被称为“水晶夜”,因为犹太人店铺的窗户都被打碎,街上撒满了晶莹闪光的碎玻璃;很多的犹太人被抓起来投入了集中营。我第一次知道此事是我的母亲从维也纳给我打电话,她绝望地叫道,你的父亲被 S.S.(代表“Schutzstaffe1”,希特勒的黑衫党党员)带走了。接下来的两个月在我的记忆中是混乱的恶梦。尼尔斯·玻尔让他的一个科学家到德国去和一位高级官员交涉,那个官员是玻尔一个朋友的父亲;但我相信那没有什么用。但是我父亲的老板,伯曼博士,在那个恐怖

之夜来临之前已经逃到了瑞典,又开始了他的业务;他说如果我的父亲能去, 他会给我父亲同样的工作。一位瑞典的高级官员尤斯提泽德·亚历山德逊给了另一个鼓励,他答应在我父亲去了之后就能得到劳动许可证。我不知道玻尔在其中施加了多少影响。

在集中营里的非政治犯经常获释,如果他们能移民到其他地方的话,当然他们的财产都被剥夺了。我的父母相对幸运一些;他们带出了许多家具和书籍,还有那个不错的施德梅尔钢琴,那个钢琴比我还老几年,我现在还在演奏它。

甚至在战时的集中营里,我的父亲仍显示出了他良好的品质。他给了和他关在一起的人许多劝告和鼓励。一天晚上,其中有一个人说,他受够了, 晚上要走过防线;这是自杀的一个同意语,因为靠近防线的人会被哨兵打死。父亲沉思地看着他,假装想起了什么似地对他说:“你知道吗?昨晚我做了一个梦,梦到你已经被释放了!”这个人犹豫了,没有“走过防线”,第二天他被释放了。我的父亲从来不相信梦,他只是编造了一个故事延缓这个绝望的人一两天,给他一个微弱的获得自由的机会。他的预言幸运地变为现实之后,他获得了一定的声望,使他能鼓起其他人的勇气。他和我母亲一起到达瑞典时没有什么大的变化,只是有点瘦。他花了两周左右的时间在打字机旁写他的经历。我见到了一些他写的内容,有些是非常可怕的。写完后他告诉我,那些经历都在信封里(他把它封上了),他再也不会谈论集中营了。他的确再也没有谈过。

在我母亲到斯德哥尔摩后不久,她被一个鲁莽的小男孩骑自行车撞倒 了;她的髋骨摔伤了,后来虽然好了一些,但无法痊愈。她在剩下的岁月里都感到疼痛。1948 年我的父亲在接近 70 岁时退休了,我的父母来到剑桥和我住在了一起。我父亲的下巴上长了一个瘤,在斯德哥尔摩经过放射治疗后消了下去。现在知道那是肺癌的继发性肿瘤。“老人的朋友”肺炎可能会减短他的痛苦,但它被抗生素赶走了。不久以后,我父亲被送到了安登布鲁克斯医院。我将永远感谢约瑟夫·米彻尔,他是由物理学家转成的医生,他在我父亲的最后几周里悉心照顾他,鼓励他并减轻了他许多痛苦。

父亲直到去世的那天还保持着清醒的头脑和幽默感。他不相信死后还会有生命是他力量的源泉;他感到宴会结束了,他该走了。在他死前的几天他在日记的最后一页写道:“我欠理发匠一先令。”后面写着“日记不再继续了”。我试着找到了理发匠,但他是新来的,不知道先前的那个是谁。

母亲在一个老人护理院里又住了两年。我给她做了一个轮椅,但她从不想学如何操纵它,大部分时间里她只是坐着。她有一间相当大的房子,可以放下那个大钢琴。在她不能弹奏之后,她很高兴地听我为她演奏。但她却又弹了一次:我劝她到学院里我住的地方去看一下,在那里四个大学生把她、轮椅和所有的东西沿着陡峭的楼梯抬上了两层楼上我布置得像宫殿一样的房间里。一杯酒使她鼓起勇气坐在了我的竖式钢琴旁,尽管她的手指很虚弱, 不太稳定,但她仍极力找回了以前的魅力和才华的影子。

有一天我告诉她我要结婚了。她很忧伤,她要失去她唯一的儿子了。我向她保证,相反的,她会再拥有一个女儿,她看上去有些怀疑。她喜欢上了我的妻子,感情在她们之间增长。但她越来越虚弱,几个月后她在睡梦中去世了。

9 年之后,莱丝·梅特纳从她在瑞典的研究中退休了,我们帮她在剑桥

买了一所房子。她 81 岁时仍充满了活力,到处讲学,在她喜欢的奥地利的山上行走;87 岁时她从一次心脏病中复原过来,一年以后她摔了一跤,摔坏了髋骨。她因为揭示了铀的裂变而与哈恩和斯特劳斯曼分享了费米奖,她一直对此十分自豪。渐渐地她的力量开始消退,她在 90 岁生日前几天悄悄地离去了。她是她的兄弟姐妹中最长寿的一个。她被埋在南英格兰的一处教堂墓地中,紧靠着她的小弟弟的墓。

现在回到卡文迪什实验室。卢瑟福勋爵在 1937 年突然去世之后,由劳伦斯·布拉格(爵士)接替了他的位置,他是一个著名的父亲的著名的儿子。

在 1912 年马克斯·范雷夫发现了 X 射线的衍射之后,他对通过 X 射线的衍射来研究晶体结构非常感兴趣。当他到剑桥的时候,约翰·D·伯纳已经开始了一些这样的工作,约翰还大胆地研究一些复杂的生命分子,例如蛋白质。第一个神奇的成就是约翰·肯德鲁和马克斯·佩鲁兹揭示了两种氧载体蛋白, 肌浆蛋白和血红蛋白的结构,就是它们使肌肉产生红颜色。第一个肌浆蛋白粗略的模型对我来说简直就像是一堆可怕的管子!但几年中,这个复杂分子中的原子已经详细地研究清楚了。

大约在同时,弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃特逊(从美国来的{ewc MVIMAGE,MVIMAGE, !08200110_0187-1.bmp}一位访问学者)开始理解了基因的双螺旋结构,那些缠绕着的基因能用三组中的四个符号将一只老鼠或一个人全部的特性复制到每个细胞中。这是在达尔文的自然选择之后最伟大的生物学成就;它就发生在我的鼻子下面,而我根本不知道发生了什么。

对这些复杂分子的研究需要非常复杂的计算,没有一台电子计算机是不可能的。我经常穿过草坪到数学实验室,在那里曼里克·威尔克斯在指挥建造一个最初的电子计算机。堆满了一屋子的无线电电子管被安放在竖立的面板上,伸展向各个方向的导线把它们连起来,就像一堆忙碌的蜘蛛。我试图了解它怎么工作,但我很害怕去学习那些新鲜的方法,比如用一组同样的电子管去存储一个数字或一个指令。有一天我偶然地在伦敦的火车上遇到了约翰·冯·纽曼并开始向他讲关于 EDSAC(电子数字连续计算器)的事和它特别的优点。他简短地打断我说:“听着,奥托,那些方法都是已知的,EDSAC 唯一的好处是它能工作!”我有些沮丧,但从这位专家的口里听到我们干得还不错还是很高兴的。{ewc MVIMAGE,MVIMAGE, !08200110_0188-1.bmp}{ewc MVIMAGE,MVIMAGE, !08200110_0188-2.bmp}

今天一个有同样功能的机器可以小到放进口袋里。尽管我们听到并谈到许多关于计算机的话题,我认为我们绝大部分人没有认识到它的全部重要性。历史学家会说,过去的 200 年中计算机改变了我们的世界就像蒸汽机在

前一个 200 年中做的那样,甚至还要多。

另一个依靠计算机而发生的事情是,我有幸看到了一个全新的学科,射电天文学的诞生和发展。正如我在飞机时代提到的,它是雷达的产物。观测者发现当雷达指向太阳时会有噪声,宇宙中有些用光学望远镜看不到的点会发射出有规律的电波。一个普通雷达的“盘子”(一个直径约 10 英尺的反射器)既不够灵敏也不能显示精致的细节;有两种方法使它得到了改善。在靠近曼彻斯特的约德尔班克,在伯纳德·洛维尔(爵士)的指导下建起一个巨大的雷达盘(直径 250 英尺);它是一个用途广泛和有效的工具,它能指向天空中的任何一点。在剑桥,马丁·瑞尔靠他的进取心和天才创造了一个更便宜更聪明的方法。战后不久,他开始把小的雷达联起来以取得大雷达相同的效果。用这种射电望远镜,天空中的一片可以被描绘下来;地球的自转被用来扫描天空。新式的计算机经过很多天的计算将测量结果结合在一起。后来这个系统改善后能跟踪天空中的一点,并且能非常细致地描绘出它的射电强度。这种改善后的技术现在已在全世界被采用。成功地环视天空,揭示了天空中大量新奇的东西,例如出现了百万光年这种长度,快速旋转的恒星有着太阳一样的质量但只有几英里大小,这是一个光学望远镜看不到的完全崭新的世界。但最让人吃惊的还是这个装置惊人的灵敏度。当 1958 年玛洛德射电天文台在这里创办的时候,每个出席午宴的客人的盘子里都有一张小小的

白卡片,它的背面写着“你翻过这张卡片时用掉的能量比射电望远镜自开始以来从外层空间接收到的所有能量还要多!”

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由于马丁·瑞尔的天才和他对这项事业的贡献,他于 1966 年封爵,并在

1974 年与他的一个小组成员安东尼·赫维士分享了诺贝尔奖。安东尼·赫维

士在 1967 年辨认出一个射电源神秘的规则脉冲。他们把这个观测结果保了几周的密,因为他们害怕新闻界知道后会出现可怕的头条新闻“剑桥的科学家发现高智慧生命!!”现在那些“脉冲星”(后来又发现了十几个)被认为是塌缩的恒星,大部分由中子构成,或者,如果你高兴的话,它们是一个有几英里大的巨大原子核。它们靠万有引力结合在一起,飞快地旋转着,一秒钟发出几次射电波。这个宇宙灯塔的许多方面已经得到了详细的研究。

它是物理学的整体性的一个辉煌的证明。对一些稀有的星体的研究可以让我们更了解像原子核这样致密的东西。巨大的加速器是使我们能窥视原子核的显微镜,而仰视天空的射电望远镜则是它的补充。

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让我们回到核物理,这是我来到剑桥时我指导下的物理系研究的课题。工作进展得很顺利,由于我的本性,我保持低调。那时我值得一提的功劳是向一名学生建议用分子柬去测量一些放射性核的自旋和磁场运动。但这个学生其实根本不需要我的建议。他就是肯·史密斯,他的扩音器曾在哈维尔使音乐从壁炉里传出来而把我吓坏了。在 1952 年他和亨利·贝尔拉米成功地测出了铋 210(那时称为镭 E)的自旋。当我们带着我们的结果到达在格拉斯哥的物理讨论会时,它被愉快地接受了。并且吴健雄(她的很多朋友给她的外号是“三 U 女士”)很高兴,她发现这个结果对她的镭 E 的β蜕变理论大有帮助。贝尔拉米和史密斯此后不久就成了教授,对分子束的研究在卡文迪什实验室也就没有继续了。

但在那次的讨论会上我听说了一个关于新的研究工具的报告,它将最终代替威尔逊云室。当时的威尔逊云室有非常非常厚的壁,里面充满了压力非常高的气体,以增加高能粒子撞上云室中的一个原子核而产生次级粒子的机会。那些有一英寸厚壁的巨大云室使我想起了侏罗纪的一种非常大的蜥蜴, 它最终被更适应的生物如哺乳动物和鸟类代替。

这种新的生物,气泡室,是唐·格拉瑟发明的。他认为可以通过观察过热液体的气泡的方式代替观察过冷气体中的液滴(正如 40 年前 C.T.R.威尔逊做的那样)来研究粒子的轨迹。他在格拉斯哥展示了他的第一张照片,非常粗糙,只是在顶针环大小的气泡室中的一行约十几个气泡。它看上去很像一杯啤酒里的一排气泡(他说,这不是他灵感的来源),但它的原理听起来有些道理。

三年后我在安阿伯大学又遇到了唐·格拉瑟。我们一起演奏音乐(他演奏中音小提琴)并谈起了气泡室,它已经达到了几英寸大,更大的还在制造中。云室在一次膨胀后需要几分钟才能恢复,而气泡室能一秒钟拍一张照片或更多。这与现在已突破了 1000Mev 大关的加速器非常相配,加速器每几秒钟短暂地发射出快速的粒子。而且每张照片可以显示出一次碰撞和次级粒子的测量数据,传统的方法需要约一个小时。在那时格拉瑟碰到了一个严重的障碍,除非有快速的半自动的测量方法很快地开发出来才能解决。

一个完全符合我心意的挑战来了。我回到剑桥,接到了一个电话允许我

们使用一笔资金开发一个轨迹测量装置而不是建一个回旋加速器。一个年轻的工程研究生阿兰·奥克斯里设计和制造了装置的电子学部分。在一年内我们有了原型,已经够好地能用于有用的研究了。在瑞士、加利福尼亚和其他地方类似的装置也建起来了。轨迹的相片被投影在一个有十字的屏幕上;控制器移动这些相片,这样,轨迹上的一些连续的点会与十字相交;每相交一次就会触动一个开关,将这时的轨迹形态记录到磁带上。不同方向拍到的气泡室的相片,制成磁带后输入电脑就可以显示出三维的信息;程序能在空间中再次构造轨迹的样子,算出它的角度,曲度,甚至能尝试各种对每次碰撞的不同解释。

后来我们用各种方法改善速度和精确度;如果专家就是一个犯了一切错误的人的话,我就是这个领域的大专家。我们非常有干劲地完成了一个装置, 当天就把它毁掉了;因为我们发现要为它编复杂的程序需要极长的时间。但是,当我们在建造它的时候,我想到了另一个更好的、更自动化、更快的装置。这个装置能建成靠了很多幸运的事。

第一个幸运是政府拒绝了我们申请的一项基金,那个基金会使我们放下手中的工作而去买一个接近完成的设备。当我们被拒绝时我真的很高兴吗? 最近在实验课上用的一种小激光装置当时解决了我的两个难题。我甚至还记得它经常不启动,直到我用一把带电的梳子不断地接触它,我用那把梳子梳我的头发以使它带上电。今天,你可以把这种激光器像台灯一样打开关上, 而且它们更便宜,更小,功率更大。

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还有一个幸运是,约翰·罗斯布鲁克,我小组中的年长者,相信我的想法是对的并劝说我的老板莫特教授(1962 年封爵, 1977 年因固体研究获诺贝尔奖),投入了一笔特殊基金买了一台小电脑作为我们装置的“大脑”。“小”只是指它只有一只衣箱大小,它花了我们 10000 英镑。我们找到了一个年轻的数学家戴维斯,他修改并扩展了我在德汶度假时写的程序,最后他完成了必须的程序。

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最大的一个幸运是另一个搞科研的学生斯特里特的到来。他很快就显示出了非同寻常的创造性。如果没有他惊人的技巧和洞察力,他不知疲倦的辛勤工作和他永不消退的激情,我复杂的计划也许永远也不会有结果。

最后一个幸运是我的老朋友科瓦尔斯基的干预。在他的指导下,一个很不相同的轨迹测量装置已在日内瓦的 CERN 建成了,但他很喜欢我的这一个。他还安排了下一届关于核测量技术的讨论会于 1970 年在剑桥召开。来自全世界的高能物理学家就要来参观我的 SWEEPNIK 了(我的装置能像苏联卫星SPUNIK 号一样处理大批信息)。我们在讨论会前的那个晚上才使它工作起来!赫尔辛基和檀香山准备各自买一台;罗斯布鲁克帮我们联系到了一些资金建成了一个工厂;作为年龄最老的一个,我成了主席,现在还是。

总的来说,我的健康还不错。在康奈尔大学(纽约州北部地区)期间我的耳朵感染而部分失聪;但它还毁坏了我的平衡组织,于是我再也不会晕船了。为我双眼白内障做的手术很成功,隐形眼镜使我看得很清楚。也许是在研制原子弹的时候,中子辐射损坏了我的眼睛,有的人认为我应该受到更大的惩罚。

我曾主管过的学生很多都到了各个学术岗位,我旅行中的一些乐趣是去

见见他们,看他们在瑞士、以色列、美国都在于些什么。我 70 岁生日的时候, 他们中的许多人都赶来祝贺。我的母亲,非常聪明地预见到了剑桥的规定, 我出生在 10 月 1 号,这给了我额外的一年才退休。在学年的最后一天,也是

新学年的第一天,我刚好 67 岁。在闰年退休又给了我额外的一天。

我的一生对设计各种科学仪器很感兴趣,甚至超过了对我和其他人利用它们得到的结果的兴趣。我们建立的制造 SwEEP-NIK 的商行仍在发展,这给了我一个机会,使我能做我喜欢做的事情。我可以在家里做大部分的工作, 只要我喜欢,随时都可以中断工作去弹奏我的钢琴。我是一个幸运的人。