編譯者按

"Een Vergeten Genie" 一文是著名理論物理學(xué)家 Hendrik B. G. Casimir 所寫的關(guān)于荷蘭天才物理學(xué)家特羅德（Hugo Martin Tetrode）的簡單生平及其物理貢獻(xiàn)的介紹。為了便于讀者閱讀，文后附加了原文沒有的一些關(guān)鍵參考文獻(xiàn)和適當(dāng)?shù)淖⑨專üP者借此對(duì)本文編輯的建議與幫助表示感謝）。說特羅德是 " 被遺忘的天才 " 只是在作者當(dāng)時(shí)的語境之下，時(shí)過境遷，今天看來可能并不十分 " 確鑿 "，畢竟在物理系的熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理課上，還要講到他與另一位德國物理化學(xué)家奧托 · 薩庫爾（Otto Sackur，1880-1914）各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的 Sackur-Tetrode 方程（今年恰好也是該方程誕生 110 周年）。但是無論如何，特羅德及其物理成就對(duì)公眾，甚至物理工作者，都稍顯陌生。編譯此文，希望能夠?qū)⑵錃v史角色拉回公眾的視野。

撰文 | H. B. G. Casimir

編譯 | 1/137

前段時(shí)間我收到了西班牙科學(xué)史家 J. M. Sanchez-Ron 的來信，信里說：

" 我正在為牛津大學(xué)出版社寫一本書，專門講述 20 世紀(jì)物理學(xué)中超距作用概念的歷史。我要談的一點(diǎn)是荷蘭物理學(xué)家特羅德（Hugo Martin Tetrode）的貢獻(xiàn)。他在 1922 年（關(guān)于超距作用）的論文，首先給愛因斯坦以及多年后的惠勒和費(fèi)曼，留下了深刻的印象。問題是到目前為止我完全找不到任何關(guān)于他的生平，甚至連他的名字都沒有（除了他發(fā)表的一些論文提到他住在阿姆斯特丹）。我得承認(rèn)，就此事我已經(jīng)聯(lián)系了很多國家的大學(xué)。盡管如此，我認(rèn)為在書中包含一些關(guān)于這位真正被低估的荷蘭物理學(xué)家的生活細(xì)節(jié)是很重要的，他對(duì)量子和經(jīng)典物理的研究是我們這一領(lǐng)域的持久貢獻(xiàn)。因?yàn)槲抑滥阋彩呛商m人，所以我把你當(dāng)作救命稻草。如果你能向我提供一些關(guān)于特羅德的生活、職業(yè)和工作的細(xì)節(jié)，或文件，我將非常感激。"

從一個(gè)著名的公式開始

這樣的信必須回復(fù)，但首先我對(duì)特羅德知之甚少。我知道一個(gè)著名的熱力學(xué)公式以他的名字命名。我記得在 1928 年或之后不久，我震驚于他在德國 Zeitschrift für Physik 上發(fā)表的一篇非常專業(yè)的文章。令人驚訝的是，他不屬于通常的、非常小的荷蘭理論家圈子。我的老師泡利（Wolfgang Pauli）—— 1932-1933 學(xué)年我在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院給他擔(dān)任助理——就曾經(jīng)長嘆說：" 在你們荷蘭有些怪才（Merkwürdige Kauze）。比如特羅德，他的工作十分出色。但沒人認(rèn)識(shí)他，他似乎也不想認(rèn)識(shí)任何人。"

此外，我相當(dāng)確定他從未在大學(xué)或工業(yè)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任物理學(xué)家。因?yàn)闆]有其他更多信息了，所以我不得不著手調(diào)查一番。我先去查閱了電話簿，很快發(fā)現(xiàn) "Tetrode" 這個(gè)名字非常罕見（倒是 "Tetterode" 更常見）。因此，打電話去特羅德家并非無望，我試了兩次就成功了。我不記得到底為什么要去希爾弗瑟姆（Hilversum），但事實(shí)證明，住在那里的特羅德女士仍記得自己帥氣但孤獨(dú)的堂兄。她在那時(shí)以及后來應(yīng)我請(qǐng)求查閱了家族文檔，我非常感激她。她說特羅德的父親曾是銀行董事，這一點(diǎn)對(duì)我非常有幫助。

德維斯（Joh. de Vries）教授向我提供了有關(guān)特羅德家族的大量信息，他那時(shí)正在研究荷蘭銀行史。與此同時(shí)，我還通過其他方式知道到了更多東西。考克斯（A. Kox）博士正在負(fù)責(zé)出版洛倫茲（H. A. Lorentz，1853-1928）的通信集，他偶然發(fā)現(xiàn)了特羅德給洛倫茲的一封值得注意的信。此外，他注意到在阿姆斯特丹的塞曼（Pieter Zeeman，1865-1943）實(shí)驗(yàn)室里有一些書籍，其中的藏書票是特羅德釘上去的。我自己也在萊頓大學(xué)教授保羅 · 埃倫費(fèi)斯特（Paul Ehrenfest，1880-1933）井井有條的通信中發(fā)現(xiàn)了特羅德的一些筆記。

有了這些線索，完成一個(gè)稍完整的傳記似乎并不太難，但這種期望只部分地實(shí)現(xiàn)了。然而我的發(fā)現(xiàn)是如此驚人，我認(rèn)為值得講述出來。他的父親，Pieter Johan Conrad Tetrode 博士（1863-1955）是金融界的知名人物，曾在多家銀行工作，1919 年至 1934 年擔(dān)任荷蘭銀行董事。此后他還擔(dān)任過多個(gè)監(jiān)事。1894 年，他與 Charlotte Louisa Gildemeester（1864-1942）結(jié)婚，育有三個(gè)子女：本故事主角雨果（Hugo Martin，1895.3.7-1931.1.18），妹妹海倫娜（Helena Maria，1897-1982）和弟弟彼得（Pieter，1902-1973）。特羅德終生未婚。他的弟弟和妹妹都是晚婚，沒有子嗣，他們的配偶也過世了。他出生在范德斯特拉特（Vondelstraat）的一所房子里。1902 年，他家搬到了 Keizersgracht 573 號(hào)，1909 年又搬到了 Herengracht 526 號(hào)。他們一直在這住到 1934 年，也就是特羅德去世后，這里一直都是他們家的地址，盡管后來他們主要住在索斯特堡的惠澤埃格蒙德（Huize Eggher-monde）。

他畢業(yè)了嗎？

我無法確定特羅德是否完成了他的畢業(yè)考試，更不要說在何時(shí)何地考的了。阿姆斯特丹的市政檔案館只記載了他沒有念市屬高中，也沒有去過第一 HBS 銀行。盡管勤勉地查閱了參考文獻(xiàn)和檔案，除了一個(gè)例外，我從后來的調(diào)查中一無所獲。但是這個(gè)例外很有意思。

在 1913 年版 " 荷蘭貴族 " 第 4 卷中提到他被萊比錫（Leipzig）大學(xué)錄取。我給萊比錫一位知名同事的信意外立功。萊比錫大學(xué)學(xué)生注冊(cè)登記系統(tǒng)在兩次世界大戰(zhàn)中得以幸存。事實(shí)證明，特羅德于 10 月 16 日注冊(cè)兩年，其間念了數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)。他住在教授馮 · 厄廷根（von Oettingen）教授的家中。他是否參加了畢業(yè)考試？是的話，他必須跳過一門或幾門課程，或參加國家考試。1912 年 8 月 8 日，他收到了一封他參加的講座和實(shí)踐的證明。他顯然回到了阿姆斯特丹。

奇怪的是，名單上沒有關(guān)于理論物理和數(shù)學(xué)的講座。沒有證據(jù)表明他在次年再次來到萊比錫。我懷疑情況并非如此，但無論如何他沒有參加定期講座：這已在登記系統(tǒng)中已查明了。

奇跡

現(xiàn)在，偉大的奇跡到來了。1912 年 3 月 18 日，著名的物理雜志 Annalen der Physik 的編輯收到了他的一份手稿。它很快于 5 月 23 日發(fā)表（7 月 17 日雜志編輯收到了他的一份簡短補(bǔ)充，對(duì)前文中的一些小錯(cuò)誤進(jìn)行了糾正） [ 注釋 1 ] 。

著名的 Sackur-Tetrode 方程

對(duì)于一個(gè)還不到十七歲的年輕人來說，這是一件令人驚嘆的工作。這表明他已經(jīng)研究和理解了現(xiàn)代理論物理學(xué)的大部分內(nèi)容，特別是玻爾茲曼和吉布斯的統(tǒng)計(jì)力學(xué)，他并不懼怕相當(dāng)高等的數(shù)學(xué)。這已經(jīng)非常難得，但更為引人注目的是，他引入了兩個(gè)大膽的假設(shè)，幾乎是不言而喻的，而這些他無法證明但合理的假設(shè)，則給出了那個(gè)著名的方程（德國物理化學(xué)家 O. Sackur 幾乎同時(shí)得到了同樣的方程 [ 注釋 2 ] ）。這個(gè)理論引起了不小的轟動(dòng)，洛倫茲和埃倫費(fèi)斯特都研究過它。但兩人都反對(duì)特羅德的方法，雖然他們承認(rèn)它導(dǎo)致了有用的結(jié)果。隨著量子力學(xué)后來的發(fā)展，人們才完全搞清楚特羅德為什么是正確的。

Otto Sackur ( 1880-1914 ) and Hugo Tetrode ( 1895-1931 ) ，（本圖為譯者所加，來自網(wǎng)絡(luò)）

他從萊比錫回家后做了什么？我懷疑他一直在家里獨(dú)立工作。1915 年，他寫信給埃倫費(fèi)斯特，顯然后者邀請(qǐng)他參加討論班，他很遺憾當(dāng)天無法參加，但他希望很快能去萊頓拜訪埃倫費(fèi)斯特。在不久之后的第二封信中，他感謝埃倫費(fèi)斯特寄來的（論文）副本，并說可以從中學(xué)到很多東西。1915 年，他在荷蘭皇家科學(xué)院院報(bào)（Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen）發(fā)表了一篇長論文，進(jìn)一步闡述了他對(duì) " 化學(xué)常數(shù) " 的看法。這是由洛倫茲和塞曼提交的。如文檔所示，他與洛倫茲交換了意見。到目前為止，我沒有找到關(guān)于與塞曼有關(guān)系的詳細(xì)信息，但特羅德和塞曼并不是不可能相互認(rèn)識(shí)。無論如何，特羅德隨后與其他荷蘭物理學(xué)家進(jìn)行了一些接觸。

1916 年，埃倫費(fèi)斯特再次邀請(qǐng)他。他答稱由于健康狀況不佳無法參與討論，他也沒有在家接待訪客。這可能是結(jié)核病的第一次發(fā)作嗎？然而他對(duì)物理學(xué)的興趣并未消失：同一封信中還包含了對(duì)普朗克文章的批評(píng)。

直到 1922 年，他才再次 " 發(fā)聲 "：Sanchez-Ron 寫信給我提及的論文發(fā)表于 Zeitschrift für Physik [ 注釋 3 ] 。它包含一種新的力學(xué)方法，非常新穎，非常大膽，但數(shù)學(xué)上有精確地表述。這種方法也導(dǎo)致了特殊的思辨性的反思，用他自己的話說：" 在最后四頁中，我們寧可放棄對(duì)數(shù)學(xué)證明的思考。" 我想引用幾句話，盡可能原汁原味地將特羅德（在我看來非常漂亮）的德語翻譯出來：

" 因果關(guān)系，部分取決于偶然性。然而，這種觀念最初并不存在于人類頭腦中，并且在過去并未得到遵守：眾所周知，在世界事件中（人們）假設(shè)完全不同的相互聯(lián)系，盡管是以一種相當(dāng)幼稚的方式。"

在上面提到的那位表親在家族文件找到的材料中，有一張?zhí)亓_德的照片，照片背面寫著 "1922 年夏天第一次會(huì)議，工人在演講者房子的窗口 "。我還沒有確定它是哪個(gè)會(huì)議，但至少看來他已經(jīng)康復(fù)并參加了一定的社交活動(dòng)。1924 年，特羅德給洛倫茲寫了一封長信，解釋說他過去完全陷入了對(duì) 1922 年論文中的想法的進(jìn)一步闡述之中。他現(xiàn)在正朝著完全不同的方向?qū)ふ?" 量子之謎 " 的解決方案，并希望與洛倫茲討論這個(gè)問題。

我不知道他們是否真的進(jìn)行了這樣的討論，但無論如何，這種方法目前也沒有被證明是富有成效的。發(fā)生在 1924 年至 1928 年之間的新量子力學(xué)的發(fā)展是沿著完全不同的路線。特羅德肯定密切關(guān)注這一發(fā)展。事實(shí)上，1928 年他再次在 Zeitschrift für Physik 發(fā)表了兩篇文章 [ 注釋 4 ] ，其中包含對(duì) Dirac 理論的寶貴數(shù)學(xué)補(bǔ)充，并顯示出他已完全掌握最新的量子力學(xué)理論。與埃倫費(fèi)斯特的最后一次通信也在那一年。后者要求他寄來論文副本，并邀請(qǐng)他有機(jī)會(huì)來萊頓：也許他會(huì)很高興認(rèn)識(shí)狄拉克或泡利。特羅德寄送了一些（論文）副本并附上禮節(jié)性的回函，稱舊論文的副本在阿姆斯特丹，他本人在蘇斯特貝赫（Soesterberg）。他一回到阿姆斯特丹就會(huì)立即寄送給埃倫費(fèi)斯特，但沒有回應(yīng)后者的邀請(qǐng)。

將愛因斯坦拒之門外

特羅德于 1931 年 1 月 18 日去世。其后不久，他的妹妹來到塞曼實(shí)驗(yàn)室捐獻(xiàn)了他的科學(xué)藏書，塞曼的一名前雇員仍然清晰的記得這一幕。她說她哥哥死于肺結(jié)核，生前變得越來越怕見人，最后她幾乎成了唯一一個(gè)與他接觸的人。

有一則關(guān)于特羅德的軼事。愛因斯坦和埃倫費(fèi)斯特有一次想去拜訪他，卻被他的仆人在前門謝客：" 先生不待客。" 這個(gè)我已聽過多次的故事聽起來可能難以置信，但它與我目前所發(fā)現(xiàn)的是一致的。浮現(xiàn)在我們面前的是一個(gè)真正有天賦的人，但健康不佳。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)上的獨(dú)立，他可以抱病繼續(xù)他的研究，但也許正是這種經(jīng)濟(jì)上的獨(dú)立導(dǎo)致了一種逐漸形成的孤獨(dú)。

無論如何，他顯然并不熱衷于參加會(huì)議和討論。也許他認(rèn)為，如果他能偶爾通過發(fā)表論文和他的同行溝通，那就足夠了。我自己對(duì)此并不完全滿意。我想多了解一下這位杰出人物的生活方式、思維方式和工作方法。這也是我寫這篇短文的原因之一。