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史上最神秘的物理学家:32岁人间蒸发,却比肩牛顿

2024-03-22科学

在人人都抢着发布一手研究成果获得崇高荣誉,生怕落于人后的理论物理界,有一个人却偏偏甘当第二,成为被遗忘的研究者。他,就是马约拉纳,一个物理界出了名的怪咖。

科学家分为好几种,二流或三流的科学家尽他们最大努力仍行而不远,而一流科学家则做出推动科学进步的重要发现。他们都是天才,比如伽利略和牛顿,当然还有马约拉纳。

——费米

1938年诺贝尔物理学奖得主,被誉为「原子能之父」的恩利克·费米曾言及此。这位在理论和实验领域均卓有建树的物理学巨匠,所赞誉的那位神秘人物究竟是何方神圣?竟能与牛顿、伽利略等科学巨擘相提并论,却鲜少有人耳闻其名。这究竟是怎样一位传奇人物,能引发费米如此崇高的赞誉?

把研究成果扔进垃圾桶的怪人

在理论物理界,众多学者都竞相追逐一手研究成果的荣光,生怕落后于时代的步伐。然而,在这璀璨星辰中,却有一位特立独行的研究者,他宁愿选择成为第二,甘于在角落默默奉献,他就是马约拉纳,物理界那位被遗忘的巨星。

马约拉纳,1906年出生于意大利的西西里岛,仿佛命运的安排,他从小就展现出非凡的数学天赋。尽管他的商人父亲和家庭主妇母亲对物理毫无兴趣,但他的舅舅季里诺·马约拉纳却是个物理学家。这位舅舅以实名挑战爱因斯坦的相对论而闻名,尽管他的实验总是证明爱因斯坦是正确的,但他依然沉浸在自己的研究中,追寻着物理的真理。

马约拉纳似乎继承了舅舅的这份执着和勇气。17岁时,他凭借优异的成绩顺利进入罗马大学攻读工程学。而在22岁那年,他又被引入了罗马大学物理研究所,加入了由费米领导的、汇集了意大利最优秀物理学家的团队。

在这个群星璀璨的舞台上,马约拉纳并没有急于追求荣誉和地位,而是默默地探索着物理的奥秘。他的研究或许不是最引人注目的,但每一篇论文都凝聚着他的心血和智慧。他用自己的方式,为物理学的进步贡献着力量。

在物理界,那些闪耀的巨星和一流的研究团队,仿佛是天生注定要创造历史的。而马约拉纳,这位拥有卓越分析计算能力和物理直觉的天才,正是在导师费米的引领下,开启了他的物理之旅。他凭借自己的才华,发表了第一篇物理生涯的论文——【费米提出的原子结构统计模型的早期应用】,并在原子光谱领域进行了深入的研究。四年后,他的又一篇论文在物理界引起了轩然大波,这篇关于随时间变化的磁场下原子光谱的研究,直接吸引了伊西多·拉比等物理学家的目光,为原子物理领域开辟了一个崭新的分支——无线电磁波频谱。

如果我们将他的经历比作一部武侠小说,那么他无疑就是那位少年奇侠,独步武林,开创了属于自己的门派。然而,这位少侠却有些「古怪」。在费米的团队中,为了攻克重大物理难题,通常会将研究人员分成几个小组进行协作。但马约拉纳却偏偏喜欢单打独斗,享受那种独自面对挑战的快感。更令人惊讶的是,他对发表论文这件事似乎并不热衷。他常常将自己的研究成果随手写在烟盒背面或餐巾纸上,一旦弄清楚某个问题,就会毫不在意地将写有成果的纸揉成一团,扔进垃圾桶。

正是这样的研究习惯,让他在发现「小居里夫妇」所提的疑似伽马射线新粒子时,认为这种粒子应该保持电中性、质量和质子类似(即中子),并因此忽略了费米让他发表论文的建议。然而,后来的詹姆斯·查德威克通过实验证实了这一发现,并因此获得了1935年诺贝尔物理学奖。这一事件并没有让马约拉纳改变他的研究习惯,反而更加坚定了他的信念:只研究,不发表。他的这种坚持和执着,让人既敬佩又惋惜,因为他所放弃的,或许正是那闪耀的诺贝尔奖荣誉。

为了找工作,翻出费米子研究

在搜索引擎的魔力之下,马约拉纳费米子与「苦寻80年」、「终于露面」等关键词紧密相连,彰显着它研究之路的崎岖与漫长。然而,它的发现却源于一位物理学家的随意之举,仿佛命运之神在不经意间撒下的种子。

1933年,费米实在无法忍受马约拉纳的埋头研究而不愿发表的作风,便强烈推荐他到德国莱比锡大学跟随海森堡进行研究。正如费米所预料的那样,马约拉纳与海森堡一见如故,彼此欣赏。在海森堡的影响下,他又前往哥本哈根,与物理学大师玻尔共事,深入研究了海森堡的理论和玻尔的原子模型。


然而,生命的道路总是充满了曲折。马约拉纳的身体在追求科学的道路上逐渐疲惫不堪,最终他带着一身病痛回到了罗马。他用四年的时间闭关休养,同时继续着他的研究工作。这段时间里,他涉猎了地球物理、电工学、数学分析和相对论等多个领域,而其中最为引人注目的成果便是他发现了马约拉纳费米子。

这个发现的发表过程也充满了戏剧性。1937年,休养了四年的马约拉纳发现自己的积蓄已经难以维持生计。正当他一筹莫展之际,得知意大利某所大学有一个教授职位正在招聘。为了应聘这个职位,他不得不提交一篇原创论文。于是,他从抽屉里随意抽出了一篇关于微子的研究论文投递了上去。

这篇论文的发表让人们惊讶地发现,马约拉纳早已构建了一个完善的中微子理论。他精密地演算了英国物理学家狄拉克提出的电子运动的相对论性量子力学方程,得到了马约拉纳方程式。这个方程式能够描述中性自旋½粒子,并得出满足这一方程的粒子为自身的反粒子。这一发现被称为马约拉纳费米子,成为他的代表性研究成果。

这位物理学家的天才之处在于,他的研究成果不仅具有极高的学术价值,还为他带来了意想不到的收获。因为这篇重大研究发现的论文,他被直接聘为那不勒斯大学的全职教授,而且完全无需经过面试。这仿佛是对他天赋的认可,也证明了天才总是能够在不经意间创造出惊人的成就。

人间蒸发,是自杀还是绑架?


在偶像剧中,我们经常听到「你脑袋里到底装着什么东西啊?」和「显然是和你不一样的东西啊!」这样的台词,用以刻画天才与普通人之间难以逾越的鸿沟。普通人往往对天才的内心世界感到困惑,就像马约拉纳的消失一样,成为了一个难以解开的谜团。

马约拉纳,一个生活并不宽裕的学者,却意外地成为了那不勒斯大学的教授。这本应是他人生中的一大喜事,然而,他却在就职日期的前一天,留下了一封充满厌世气息的信件,让人不禁为他的命运感到惋惜。


信中,他向招聘他的老师表达了歉意和感激之情,同时也向院里那些他认识且钦佩的人致以歉意。他请求大家原谅他的不辞而别,并希望他们能够在心中记住他,宽恕他。这封信透露出马约拉纳内心的矛盾和挣扎,让人不禁对他的命运感到担忧。

警方在调查过程中,发现了马约拉纳留在卧室抽屉里的一封信,这封信是他准备寄给家人却最终没有寄出的。信中,他表达了自己不希望家人为他感到悲伤,希望他们能够尽快从失去他的痛苦中走出来。这封信进一步揭示了马约拉纳内心的坚强和善良,也让人对他的失踪感到更加困惑。

作家列昂纳多·夏夏对马约拉纳的失踪提出了不同的看法。他认为,马约拉纳的遗言与常见的自杀遗言有所不同,这让他对马约拉纳的失踪产生了疑问。而马约拉纳的第三封信更是让整个事件变得更加扑朔迷离。信中提到,他被大海拒绝,准备返回之前的酒店,但他明确表示不会再教书了。这封信进一步引发了人们对马约拉纳失踪原因的猜测和探讨。

警方根据第三封信的线索,查了船舶公司的售票记录,发现马约拉纳确实购买了返回那不勒斯的船票。然而,他却在抵达那不勒斯后消失得无影无踪。与他同船舱的伙伴之一坚称,马约拉纳在他下船时还在床上睡觉。这一情况让人们对马约拉纳的失踪感到更加困惑和不解。

从那以后,马约拉纳就像人间蒸发一般消失了。无论是活着的踪迹还是尸体,都没有被发现。他的故事引发了各类文学作品的猜想和创作灵感。有人猜测他被外星人劫持了,有人在他的科幻小说里为他颁发了一个诺贝尔物理学奖……这些猜想和创作都展现了人们对马约拉纳失踪事件的无限遐想。

隐形冠军,幸与不幸?


马约拉纳,这位在32岁便人间蒸发的物理研究生,尽管他的学术生涯短暂,仅有十几年,但他留下的研究成果却足以震惊世界。他,就像一位隐形的冠军,默默地在科学的舞台上展现着他的才华。他的失踪,成为了一个未解的谜团,而警察在他家中的抽屉里发现的那些尚未发表的论文,更是增添了这个谜团的神秘色彩。

其中,一篇关于宇称可能不守恒的超前意识论文,更是引起了人们的广泛关注。众所周知,1957年杨振宁和李政道因提出宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖,然而,很少有人知道,第一个想到宇称可能不守恒的,或许正是马约拉纳。在那个时代,人们还在猜测自然界中是否存在中微子,而马约拉纳,这位计算能力超强的物理天才,却已经建立了自己的中微子理论,并开始意识到宇称可能不守恒。

然而,马约拉纳并没有继续研究中微子,他的目标是建立一个能统一所有物理学重要理论的新理论:大一统理论。中微子方面的研究只是这个构想理论的其中一环。但遗憾的是,因为他的突然失踪,这个理论研究没有继续推进下去。他的研究成果也被他锁进了抽屉里,静静地等待、慢慢地腐朽。

正如费米所说,每个天才都有让普通人难以理解的情怀。马约拉纳的扑所迷离的去向,也给中微子蒙上了更为神秘的面纱。他与其舅舅一样,有着偏执的隐形冠军情怀。然而,这种情怀却给物理界造成了极大的损失。他宁愿孤芳自赏自己的研究成果,也不愿选择公开发布。这不仅是对自己研究成果的无视,也严重拖慢了整个物理领域的研究进程,甚至长达半个世纪都可能无法取得进展。

试想一下,如果马约拉纳的研究成果没有被随意丢弃在垃圾桶里,那么费米研究团队就能加快研究进程,攻克更多的物理难题;如果他没有把他的研究成果锁在柜子里,而是即时发表,那么当时的物理学家就能用他们更多的精力去钻研新的领域,宇称不守恒定律或许就能早20几年被发现,马约拉纳费米子也不用等了80年才被人们找到,应用到科技领域进而改变人们的生活。

然而,一切没有如果,所有的可能都随着马约拉纳的失踪而幻灭。他的才华和研究成果就这样被埋没在历史的长河中,成为了一个永远的遗憾。马约拉纳的失踪和他那些未发表的论文,成为了物理学界永远的谜团和遗憾。他的故事告诉我们,科学的发展需要交流和合作,只有让更多的人了解和参与到研究中来,才能推动科学的进步。而马约拉纳的遗憾也提醒我们,珍惜每一个科学研究的成果,让它们在人类的智慧中得到更好的发挥和应用。