物理雙雄

吳限

摘 ? 要 ? 威廉·維恩和馬克斯·維恩對19世紀末至20世紀初的物理學(xué)科和德國物理學(xué)會做出了重要貢獻，他們的名字被用于若干物理術(shù)語中。二人擁有同一姓氏，都是德國物理學(xué)家，還都擔任過德國物理學(xué)會會長。

關(guān)鍵詞 ? ?威廉·維恩 ?馬克斯·維恩 ?物理 ?德國

中圖分類號 ?N09： O4

文獻標識碼 ?A

維恩這個名字在物理界并不陌生，有不少以之命名的定理和術(shù)語，如維恩位移定律、維恩輻射公式、維恩效應(yīng)、維恩電橋等，然而，上述例子中前兩個“維恩”和后兩個“維恩”不是同一個人，前者全名是威廉·卡爾·維納·奧托·弗里茨·弗朗茨·維恩（Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien），一般稱作威廉·維恩（Wilhelm Wien）或威利·維恩（Willy Wien）;后者全名是馬克斯·卡爾·維納·維恩（Max Carl Werner Wien），一般稱作馬克斯·維恩（Max Wien）。他們是生于同一時代的德國人，對物理學(xué)科的發(fā)展均產(chǎn)生了重大影響，且都擔任過德國物理學(xué)會會長。本文在此將敘述兩位科學(xué)大家的生平和各自的研究領(lǐng)域，以及他們所扮演的德國物理學(xué)會會長角色。

一 ? 威廉·維恩和馬克斯·維恩的生平

威廉·維恩（1864—1928，圖1），1864年1月13日出生于東普魯士的噶夫肯（今位于俄羅斯境內(nèi)的波羅奈斯克），父親是當?shù)氐霓r(nóng)場主。東普魯士當時是德國（更準確地說是普魯士）領(lǐng)地。“Wien”這個詞在德語里是奧地利首都維也納的意思。威廉·維恩曾在回憶錄中提到，他們家族和維也納并無關(guān)系[1]。威廉·維恩兩歲時跟隨家人來到拉斯滕堡（也就是今天波蘭的肯琴，當時亦屬東普魯士），并在那里接受基礎(chǔ)教育。但他并不是個愛學(xué)習(xí)的好學(xué)生，15歲時因成績不好而退學(xué)，后在家教的幫助下成績有所好轉(zhuǎn)，遂前往離出生地不遠的柯尼斯堡（當時屬東普魯士，現(xiàn)名加里寧格勒，屬俄羅斯）繼續(xù)上中學(xué)。柯尼斯堡在歷史上是學(xué)術(shù)名城，圖論領(lǐng)域中著名的柯尼斯堡七橋問題即源于此，曾有許多著名學(xué)者在這座城市留下足跡。那里的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)與優(yōu)良學(xué)風或許影響了他的學(xué)習(xí)態(tài)度。

1882年中學(xué)畢業(yè)后，威廉·維恩前往哥廷根大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)，可是他老毛病又犯了，開始對大學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭倦情緒，僅一個學(xué)期后便棄學(xué)旅行，最后回到家鄉(xiāng)，打算接手父親的農(nóng)場。但他內(nèi)心矛盾，不甘心就此一生，于1883年再次求學(xué)，前往柏林大學(xué)，在著名物理學(xué)家海爾曼·亥姆霍茲（Hermann Helmholtz）門下學(xué)習(xí)，其間還在海德堡大學(xué)交流了一個學(xué)期，最終在1886年取得柏林大學(xué)博士學(xué)位，其論文主題是關(guān)于光的衍射。他在回憶錄中稱，他的博士畢業(yè)成績并不優(yōu)秀，教授們也不看好他，認為他不適合從事專業(yè)學(xué)術(shù)研究，于是威廉·維恩再次回到家鄉(xiāng)的農(nóng)場。后來因農(nóng)場遭遇自然災(zāi)害，無法維持，威廉·維恩返回柏林，給任職于帝國物理技術(shù)所的導(dǎo)師亥姆霍茲當助手。1896年他在柏林大學(xué)取得任教資格①，同年被亞琛工業(yè)大學(xué)聘為編外教授，接替菲利普·勒納德（Philipp Lenard）的職位①。1898年，威廉·維恩與露斯（Luise Mehler）結(jié)婚，二人后來共育有四個子女。威廉·維恩在亞琛待到1899年，后前往吉森大學(xué)任教，但他在吉森的時間極為短暫，次年便被維爾茨堡大學(xué)聘去，接替威廉·康拉德·倫琴（Wilhelm Conrad R?ntgen）的教授職位②。1913—1914年威廉·維恩擔任維爾茨堡大學(xué)校長。1920年，轉(zhuǎn)至慕尼黑大學(xué)，再次接替?zhèn)惽俚慕淌诼毼弧?925—1926年又擔任慕尼黑大學(xué)校長。1928年8月30日在慕尼黑逝世。

馬克斯·維恩（1866—1938，圖2）1866年12月25日出生于柯尼斯堡（比威廉·維恩差不多小三歲），父親是個商人。實際上，馬克斯·維恩和威廉·維恩是堂兄弟關(guān)系，因此他們擁有同一姓氏。馬克斯·維恩青少年時期的學(xué)習(xí)經(jīng)歷沒有威廉·維恩那么波折坎坷，他從小就在家鄉(xiāng)柯尼斯堡接受基礎(chǔ)教育，是個成績優(yōu)異的好學(xué)生。

馬克斯·維恩的求學(xué)之路比威廉·維恩要順暢得多，因為他沒有他堂兄那么糾結(jié)。1884年中學(xué)畢業(yè)后，馬克斯·維恩就近在家鄉(xiāng)的柯尼斯堡大學(xué)學(xué)習(xí)物理，后前往弗萊堡大學(xué)和柏林大學(xué)繼續(xù)學(xué)業(yè)。在柏林，馬克斯·維恩跟隨亥姆霍茲和奧古斯特·孔特（August Kundt）攻讀博士，于1888年7月取得博士學(xué)位，論文涉及聲學(xué)領(lǐng)域。服役一年后，繼續(xù)跟隨亥姆霍茲做研究。1892年，他成為在維爾茨堡大學(xué)工作的倫琴的助手，并于次年以對電磁感應(yīng)秤的研究而取得任教資格（比其堂兄早三年）。1897年前往亞琛工業(yè)大學(xué)給阿道夫·烏爾納（Adolf Wüllner）擔任助手，1898年取得編外教授頭銜。在亞琛，他負責教授實驗物理、熱力學(xué)、初級物理實驗和理論力學(xué)課程。1903年，他與哈娜（Hanna Voller）結(jié)婚，次年，成為新建立的但澤工業(yè)大學(xué)③的物理教授。1911年，在但澤工作了7年之后，馬克斯·維恩獲得耶拿大學(xué)（1558年建校）聘書，接替阿道夫·溫克曼（Adolf Winkelmann）的教授職位。耶拿是德國中部圖林根地區(qū)著名的大學(xué)城，有著深厚的自然科學(xué)傳統(tǒng)，馬克斯·維恩將耶拿作為自己余生的事業(yè)基地，直至1935年退休。1938年2月24日他在耶拿逝世。

二 ? 威廉·維恩的科學(xué)研究

威廉·維恩的物理研究領(lǐng)域主要有衍射光學(xué)、黑體輻射、射線物理和流體力學(xué)。在柏林大學(xué)受名師亥姆霍茲指導(dǎo)，威廉·維恩于1886年完成了題為《光衍射之吸收現(xiàn)象的研究》的博士論文，同時發(fā)表在德國期刊《物理年鑒》上[2]。當時經(jīng)典物理中的光衍射現(xiàn)象已經(jīng)被物理學(xué)家所熟知，但之前的研究都僅限于小角度衍射，針對大角度的衍射現(xiàn)象幾乎無人問津。威廉·維恩便以此作為自己的博士研究課題。他將強光源發(fā)出的光線通過透鏡會聚到磨光的金屬體上，產(chǎn)生衍射效應(yīng)，并通過相應(yīng)的儀器對衍射光的偏振行為和顏色性質(zhì)進行測量。他發(fā)現(xiàn)，測量結(jié)果取決于所使用金屬體的種類。實驗中所用的金屬有鋼、鎳、鈷、金、銀、銅、鉑、錫等。他認為，所觀察到的衍射光的不同顏色是由于光吸收所產(chǎn)生的，并試圖從分子振動的角度去加以解釋。雖然在對實驗現(xiàn)象進行理論闡釋時部分使用了當時物理界盛行的以太假設(shè)，而以太假設(shè)后來被證明是錯誤的，但他在論文中所做的那些精巧的實驗和對所觀察到的現(xiàn)象的描述，卻是對當時衍射光學(xué)的重要貢獻與補充。

黑體輻射問題在物理學(xué)史上占有重要地位，由它而引發(fā)的經(jīng)典物理危機最終促成了量子理論的創(chuàng)立，后者與相對論一起，掀起了一場現(xiàn)代物理革命。威廉·維恩在解決黑體輻射問題上邁出了關(guān)鍵一步。1893年，他提出著名的維恩位移定律[3]，即黑體輻射密度最大值隨著溫度的增加向短波方向移動，用公式表示為λmax·T=C，其中λmax為最大輻射密度的波長，T為溫度，C為常數(shù)。1896年，他又進一步得到如下公式[4]：

該公式被稱為維恩輻射公式，其中為輻射強度，λ為波長，T為溫度，C和c分別為第一和第二輻射常數(shù)。這是威廉·維恩在其原始論文中得出的輻射公式，此時普朗克常數(shù)尚未出現(xiàn)。讀者們應(yīng)該聽說過，與維恩輻射公式齊名的還有另一個公式，即瑞利-金斯公式。瑞利-金斯公式的原型首先由英國物理學(xué)家瑞利男爵（Load Rayleigh）于1900年得出[5]，后于1905年由另一位英國物理學(xué)家詹姆斯·金斯（James Jeans）加以改良。實驗證明，維恩公式在短波區(qū)域的預(yù)測與實際數(shù)據(jù)符合得很好，但在長波區(qū)域存在無法解釋的誤差;而瑞利-金斯公式的情況卻正好相反，在長波區(qū)域該公式表現(xiàn)良好，但在短波區(qū)域，卻得出輻射能量無窮大這一與現(xiàn)實矛盾的結(jié)論，奧地利-荷蘭物理學(xué)家鮑爾·埃倫費斯特（Paul Ehrenfest）于1911年稱此為紫外災(zāi)難。而事實上，早在瑞利-金斯公式正式成形（即1905年）之前，馬克斯·普朗克（Max Planck）就已經(jīng)解決了紫外災(zāi)難問題。1900年，普朗克發(fā)表題為《對維恩光譜方程的改進》的論文[6]，在維恩之前所做工作的基礎(chǔ)上，將能量非連續(xù)即量子概念應(yīng)用于黑體輻射問題，從而得到了與實驗符合很好的普朗克輻射公式。由此可見，維恩對黑體輻射的研究乃是普朗克找到正確的黑體輻射公式的墊腳石，并間接促成了量子物理的誕生。威廉·維恩因黑體輻射研究于1911年獲得諾貝爾物理獎，當時他正擔任維爾茨堡大學(xué)教授。圖3是威廉·維恩與維爾茨堡大學(xué)同事的合影。

倫琴于1895年在維爾茨堡發(fā)現(xiàn)了X射線①，從而拉開了當時物理界甚至化學(xué)界探索新型射線的序幕。1896年，法國科學(xué)家昂利·安東·貝克勒爾（Henri Antoine Becquerel）發(fā)現(xiàn)天然放射性，居里夫婦對此也進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)了新的放射性元素。1901年，倫琴獲第一屆諾貝爾物理獎，1903年，貝克勒爾和居里夫婦共獲諾貝爾物理獎。1905年，勒納德獲諾貝爾物理獎，以表彰其對陰極射線的研究。陰極射線的歷史其實比X射線還要早，最初是由德國人尤利烏斯·普呂克（Julius Plücker）在1858年觀察到的，另一位德國人歐根·格德斯坦（Eugen Goldstein）稱其為陰極射線。自從陰極射線被發(fā)現(xiàn)之后，物理學(xué)家們就一直圍繞著它展開研究和爭論，想知道它的本質(zhì)到底是什么。直到1897年，英國物理學(xué)家約瑟夫·約翰·湯姆遜（Joseph John Thomson）才得以證明，陰極射線是由極小的帶負電的粒子構(gòu)成的，而這種粒子就是電子。陰極射線由陰極射向陽極，與之相對的則是極隧射線（圖4），即從陽極射向陰極，它的歷史亦早于X射線，是格德斯坦于1886年發(fā)現(xiàn)的，主要是由帶正電的離子構(gòu)成。

在亞琛，威廉·維恩接替的是勒納德的職位，后者此時因?qū)﹃帢O射線的研究而在物理界享有一定的聲譽。勒納德離開亞琛時，留下了用于射線研究的高真空儀器，威廉·維恩接手后也對陰極射線產(chǎn)生了興趣，次年便發(fā)表了他的第一篇關(guān)于陰極射線的文章，討論了它的靜電性質(zhì)[8]。很快，他又把研究對象擴展至極隧射線，于1898年發(fā)表了關(guān)于此射線的電磁偏轉(zhuǎn)的文章[9]。后來在維爾茨堡和慕尼黑，射線研究都一直是威廉·維恩的重點研究對象。1907年他首次利用光電效應(yīng)的量子原理（也就是由阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）于1905年提出的“關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個啟發(fā)性觀點”）對X射線的波長進行了測量，得到了好的結(jié)果[10]。他通過實驗測定了極隧射線的電性、速度和荷質(zhì)比，并研究了它所導(dǎo)致的發(fā)光機理，其間所發(fā)展的高真空再加速技術(shù)，對后來的核物理和核化學(xué)實驗產(chǎn)生了深刻影響。

威廉·維恩發(fā)表的論文中，共有10篇是關(guān)于流體力學(xué)的，所涉及的主題有海洋波、小幅波、理想液體的渦旋運動、氣旋的轉(zhuǎn)動、氣體的湍流等。這些研究都是使用經(jīng)典流體力學(xué)方法來處理和實際相關(guān)的問題，需要很好的數(shù)學(xué)功底，可以說是對其老師亥姆霍茲關(guān)于流體力學(xué)研究的傳承和延伸。另外，他還著有《流體動力學(xué)教程》一書，于1900年在萊比錫出版[11]。他在書的前言部分指出，德國近些年來不怎么重視流體動力學(xué)，其原因主要在于數(shù)學(xué)和物理的漸行漸遠。一方面，數(shù)學(xué)方法過于嚴格而不適合實際的物理應(yīng)用，而另一方面，物理研究則越發(fā)偏向于純實驗方面或需要用實驗來驗證的理論領(lǐng)域。他還認為，目前流體動力學(xué)發(fā)展得很不完備，實際過程和理論預(yù)測往往大相徑庭，而在同流體力學(xué)關(guān)系緊密的技術(shù)領(lǐng)域，則自身發(fā)展出了一套解決問題的特定方法，即水力學(xué)，由此得到的大部分結(jié)果都是純經(jīng)驗公式，應(yīng)用范圍狹窄。他希望該書能夠再次激起德國的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家對流體動力學(xué)的興趣，而這也是他作此書的目的所在。該書共分八章，分別為基礎(chǔ)部分、非粘滯性液體的一般運動、無轉(zhuǎn)動流、固體在液體中的運動、波理論、退潮和漲潮、液體的摩擦以及轉(zhuǎn)動液體的平衡。書中作者一方面大量使用了數(shù)學(xué)分析方法，保證了該書具有充足的數(shù)學(xué)內(nèi)容，可以滿足數(shù)學(xué)家的要求，并引發(fā)他們對流體動力學(xué)問題的興趣。另一方面對當時流體動力學(xué)的各知識點作了一個較全面的總結(jié)，與此同時還論及了相關(guān)方面的最新研究成果，可以說充分體現(xiàn)了德國大學(xué)19世紀以來所強調(diào)的教學(xué)和研究并重的教育宗旨。

三 ? 馬克斯·維恩的科學(xué)研究

馬克斯·維恩的研究領(lǐng)域主要有聲強測量、電磁測量、無線電理論與技術(shù)和電解質(zhì)溶液[12]。馬克斯·維恩攻讀博士期間的課題是關(guān)于聲學(xué)方面，其博士論文題為《關(guān)于聲音強度的測量》，在亥姆霍茲和孔特指導(dǎo)下完成，于1888年遞交給柏林大學(xué)哲學(xué)系，1889年以同一標題發(fā)表在德國的《物理年鑒》上[13]。為達到精確測量聲強的目的，馬克斯·維恩精心制作了一種裝置，這種裝置以亥姆霍茲共振器為主體，在共振器的開口處蒙上一層彈性金屬片，金屬片與一只釘子和一面小鏡子相連。觀察者在遠處通過望遠鏡可以在鏡子中看到一條亮縫，當有聲音發(fā)出時，金屬片受到振動，并牽動釘子和鏡子，導(dǎo)致亮縫變寬。仔細測量亮縫的寬度，就可以精確計算出共振器所發(fā)出聲音的強度。簡言之，就是將聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿搜劭梢杂^測到的光信號，并對其進行測量。這項工作需要研究者具備嫻熟精準的實驗技能，馬克斯·維恩通過實驗發(fā)現(xiàn)，按照他所設(shè)定的實驗條件，亮縫寬度在望遠鏡中每變化一個刻度，對應(yīng)于共振器發(fā)出的聲音使釘子移動159微米，他由實驗推算出人耳所能感覺到的最低聲強相當于將5.1×10-15克的水加熱1℃所需要的能量。

馬克斯·維恩在柏林的研究工作的另一個重點是電磁測量領(lǐng)域。為測量電容，他設(shè)計了一種特殊的交流電路，人稱維恩電橋。圖5是維恩電橋的基本構(gòu)造。電路采用交流電壓，配置串聯(lián)阻容（R1，C1）和并聯(lián)阻容（R2，C2），電阻R3和R4用于提高靈敏度。在電橋?qū)嶒炛校S恩使用了他發(fā)明的所謂光學(xué)電話（T）作為零位指示器，其作用原理與一般的電話聽筒相似，是為振動檢流計的原型，用它可以檢測到弱至0.1微安的交流電。通過關(guān)系式C2=C1 R3/R4可以計算出未知電容的大小。維恩電橋能測量出100皮法到1微法的電容值，其準確度約為1%。

馬克斯·維恩在維爾茨堡給倫琴當助手期間，繼續(xù)從事電磁測量方面的研究。他1892年遞交的評定任教資格的論文題為《一種新型電磁感應(yīng)秤》，同時刊登在《物理年鑒》上[14]，發(fā)展了一種可以測量和比較同形狀金屬體電阻值的理論和實驗方法。該方法的原理也是基于交流電橋，通過引入金屬體，導(dǎo)致電橋失衡，然后調(diào)節(jié)電參數(shù)使平衡得以恢復(fù)，借助各參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，就可確定金屬體的電阻，在保持金屬體形狀不變的前提下改變金屬體本身，就可以比較它們之間的電阻值。若改變金屬體溫度，還可方便地測定相應(yīng)的電阻溫度系數(shù)。因此這里的“秤”在此不是用來稱重量，而是用來“稱”電學(xué)參量的。

尚在維爾茨堡工作的馬克斯·維恩于1896年11月完成了一篇題為《關(guān)于一個共振系統(tǒng)的反饋作用》的論文，于次年正式刊出[15]。在這篇文章中，作者主要以理論方法考察了非衰減耦合系統(tǒng)的自由振動、衰減耦合系統(tǒng)的自由振動和耦合系統(tǒng)的強制振動這三種模式，對于每種模式，又進一步詳細考察了各種可能的亞模式，整篇文章思維縝密，邏輯嚴謹，為后來無線電技術(shù)中的發(fā)射和接收電路奠定了理論基礎(chǔ)，被公認為是相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)典論文。到了亞琛后，他繼續(xù)鉆研此領(lǐng)域，發(fā)表了《關(guān)于共振在無線電報中的應(yīng)用》的論文，討論了發(fā)射電路和接收電路之間如何耦合的問題[16]。

馬克斯·維恩對無線電的興趣不減。在但澤任教授期間，他發(fā)展了一種可以熄滅雜波而只留下本征頻率的重要方法[17]，大大促進了無線電通訊技術(shù)，并與著名的德律風根（Telefunken）公司合作，開發(fā)出了以他命名的維恩熄波發(fā)射器（圖6）。這種發(fā)射器很快被廣泛用于船只急救信號的發(fā)射，那個著名的、后來被拍成電影主題的泰坦尼克號船上，就配備這種裝置。德國曾在其非洲殖民地多哥建起一座安有維恩熄波發(fā)射器的站點，以實現(xiàn)兩地之間的無線電通訊，而馬克斯·維恩在但澤的第一個博士生阿布拉漢·艾紹（Abraham Esau）曾參與建設(shè)。在一戰(zhàn)中，英法聯(lián)軍欲占領(lǐng)該站點，艾紹為了防止它落入聯(lián)軍手中，將其炸毀，但他自己被聯(lián)軍俘虜，經(jīng)過幾番周折，最后回到德國，并于1926年成為耶拿大學(xué)技術(shù)物理系教授。作為無線電技術(shù)專家的馬克斯·維恩曾在一戰(zhàn)中大力協(xié)助德國軍方解決無線電設(shè)備方面的問題，給協(xié)約國制造了不小的麻煩。

一戰(zhàn)結(jié)束后，馬克斯·維恩在耶拿開展的一項重要工作是對電解質(zhì)的導(dǎo)電性能的研究。這是一個物理和化學(xué)的交叉領(lǐng)域。他發(fā)現(xiàn)，在強電場作用下，強電解質(zhì)將不再遵守歐姆定律，其電導(dǎo)隨場強的增大趨近于一個極限值，而此極限值相當于電解質(zhì)無限稀釋時的電導(dǎo)值。這一現(xiàn)象就是著名的維恩效應(yīng)。對高場強作用下電解質(zhì)溶液的電阻進行測量是頗有難度的，需要高超的電學(xué)電路實驗技能，而這正是馬克斯·維恩的專長，在此他使用了振蕩電路的非周期放電以及高壓脈沖，其結(jié)果發(fā)表在1927年的《物理年鑒》上[18]。1928年，又在同一期刊上發(fā)表了對低場強下電解質(zhì)導(dǎo)電能力的研究[19]。維恩效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)間接驗證了德拜-休克爾電離理論中的離子氛概念，對物理化學(xué)的發(fā)展有著重要意義。

四 ? 二人與德國物理學(xué)會

德國物理學(xué)會最初于1845年成立于柏林，當時稱柏林物理學(xué)會，從1899年起，正式更名為德國物理學(xué)會，此后該學(xué)會先后經(jīng)歷了德國物理黃金時期（1899—1933），納粹當政后的衰落期（1933—1945），戰(zhàn)后恢復(fù)期（1945—1949），德國分裂時期（1949—1990），以及兩德合并（1990）后直至今日，它是當今世界上會員人數(shù)最多的物理學(xué)術(shù)社團。如前所述，威廉·維恩和馬克斯·維恩均擔任過德國物理學(xué)會的會長。

從19世紀末至20世紀30年代初，德國物理學(xué)界可謂大師云集，人才濟濟。那時，德國是世界物理研究的中心，現(xiàn)代物理的兩大革命性領(lǐng)域 – 量子物理和相對論，均在此時的德國誕生，德國大學(xué)以教育和研究齊頭并進作為辦學(xué)宗旨，培養(yǎng)出了一大批世界頂尖的物理學(xué)家，他們當中許多人都加入了德國物理學(xué)會。可以說，德國物理學(xué)會是當時世界物理界最高水平的學(xué)術(shù)組織。普朗克和愛因斯坦都曾經(jīng)擔任過會長之職。

然而，威廉·維恩早先對德國物理學(xué)會的印象并不好[20]。在他看來，這個以“德國”冠名的學(xué)會有點太“柏林”了，也就是說，學(xué)會的大多數(shù)事務(wù)基本上是以柏林為中心，嚴重缺乏對柏林之外地區(qū)的重視。如上所述，德國物理學(xué)會的前身是柏林物理學(xué)會，19世紀末時才“升級”為國家層次的學(xué)會。學(xué)會的主要決策制定者均住在柏林，重要的會議均在柏林召開，重要的決定也都在柏林作出。不過，如果將柏林看作是學(xué)會總部的話，上述幾條其實也并不過分。根據(jù)學(xué)會章程，會員被明確區(qū)分為柏林會員和外來會員，而柏林會員的數(shù)量又明顯多于外來會員，這樣一來，非柏林會員就會有一種被當作二等公民對待的感覺。威廉·維恩曾就這些問題對學(xué)會提出過尖銳的批評。1914年爆發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)，把人們的注意力引向了和戰(zhàn)爭相關(guān)的話題，學(xué)會內(nèi)部的地區(qū)間矛盾也被壓到了最低點，隨著戰(zhàn)爭的結(jié)束，這一老問題又重新浮現(xiàn)出來。為緩解矛盾，德國物理學(xué)會從1920年初開始逐漸成立地區(qū)分會，而正是從這一年起，威廉·維恩開始擔任學(xué)會會長。在他任會長期間，地區(qū)分會繼續(xù)陸續(xù)建立，包括1921年10月成立的柏林分會。而學(xué)會會員也首次達到了千人的規(guī)模。此外，他還成功組織了第一屆物理學(xué)家會議，舉辦地點在耶拿，不過沒有任何外國人參加，因為當時不少歐洲國家的學(xué)術(shù)界聯(lián)合抵制德國舉辦的任何學(xué)術(shù)活動，以表示對德國挑起一戰(zhàn)的不滿，盡管那時戰(zhàn)爭已經(jīng)結(jié)束。此后，德國物理學(xué)會先是每兩年，很快便改為每年都舉辦物理學(xué)家會議（1941—1949年除外），此乃今天德國物理學(xué)會年會的前身。

1922年接替威廉·維恩會長職位的是弗朗茨·希姆施泰特（Franz Himstedt），后者任職至1924年，之后由馬克斯·維恩擔任會長。如同其堂兄一樣，馬克斯·維恩當時也已經(jīng)在德國乃至世界物理界鼎鼎大名，這兩個亥姆霍茲的學(xué)生為德國物理的繁榮立下了汗馬功勞。實際上，早在1918年德國物理學(xué)會換屆之際，時任會長的愛因斯坦便提名馬克斯·維恩接任他的會長之職，后經(jīng)大會表決通過，但馬克斯·維恩由于要事纏身而謝絕了這一職位，于是會長重任落到了其好友阿諾德·索末菲（Arnold Sommerfeld）的身上。1924年，馬克斯·維恩終于出任會長。此時的學(xué)會會員人數(shù)仍在持續(xù)增長。到了1925年，學(xué)會發(fā)生了一件在今天看來不可思議的事情。是年春天，在學(xué)會主辦的《物理學(xué)報》上刊登了一篇用英語寫的文章，立即引起了以勒納德為首的激進派的不滿，他們堅持認為，德國出版的學(xué)報必須只刊登德語文章，而不能出現(xiàn)其他語種。無獨有偶，不久該學(xué)報在夏天又刊出了一篇英語文章，這時，勒納德等人再也坐不住了，向會長馬克斯·維恩提出強烈抗議，并對其施加壓力，要求他改變該學(xué)報的基本章程，以杜絕類似“外語入侵”現(xiàn)象的再度發(fā)生。而以瓦爾特·能斯特（Walther Nernst）為代表的開明派則反對勒納德等人的觀點，要求馬克斯·維恩不對學(xué)報章程作相應(yīng)改動。由于兩派的聲音都很響亮，且互不相讓，作為會長的馬克斯·維恩感到萬分為難，于是決定辭去會長職務(wù)。自此事件之后，勒納德帶領(lǐng)一些人退出了學(xué)會。思想激進的勒納德甚至從此視學(xué)會為仇敵，在他工作的海德堡大學(xué)的辦公室門上，竟然貼著如下告示：所謂的德國物理學(xué)會的會員嚴禁入內(nèi)。后來，勒納德成了納粹德國宣傳雅利安物理的代言人，公開誹謗和排斥愛因斯坦這樣的猶太物理學(xué)家，不過這已是題外話。

五 ? 結(jié)語

威廉·維恩和馬克斯·維恩對19世紀末和20世紀初的物理發(fā)展均作出了重要貢獻，他們的名字不但以物理術(shù)語的形式留傳下來，而且還被用以命名德國的街道和機構(gòu)。在維爾茨堡，有條街被命名為威廉·維恩街（Wilhelm-Wien-Straβe），維爾茨堡大學(xué)物理和天文系則設(shè)有威廉·維恩研究所（Wilhelm-Wien-Institut），每年邀請一位理論物理方面的知名學(xué)者，并授予其威廉·維恩教授的稱號。而德國物理技術(shù)所在柏林設(shè)有威利·維恩實驗室（Willy-Wien-Laboratorium，圖7），該實驗室配有一臺用于測量紫外范圍光和熱輻射的電子加速器。在耶拿，有以馬克斯·維恩命名的廣場（Max-Wien-Platz），耶拿大學(xué)物理和天文系的辦公室和圖書館就設(shè)在馬克斯·維恩廣場1號，那里同時也是該大學(xué)的光學(xué)和量子電子學(xué)研究所駐地（圖8）。

仔細揣摩兩位維恩的生平經(jīng)歷，不免引起人們對命運和成功的又一番思考和理解。如文中所述，威廉·維恩曾是一個不愛學(xué)習(xí)、成績頗差的問題學(xué)生，大學(xué)期間還出現(xiàn)過厭學(xué)情緒，甚至博士畢業(yè)時不被導(dǎo)師看好，認為他不適合從事專業(yè)物理研究，并因此勸他離開學(xué)術(shù)圈，而就是這么一個簡歷不怎么光鮮、能力遭受懷疑的人，卻能夠改頭換面、發(fā)奮圖強，以致后來居上，成為了一代物理大師，獲得諾貝爾物理獎更是代表其攀上了物理研究的頂峰。相比之下，馬克斯·維恩從小就是個成績優(yōu)異的好學(xué)生，事業(yè)也比較一帆風順，年齡雖比威廉·維恩小，但卻早于后者三年取得任教資格。馬克斯·維恩的實驗技術(shù)精湛，在實驗物理的不同領(lǐng)域取得過輝煌成就，其功績不亞于威廉·維恩，卻未曾獲得過諾貝爾獎。如果只考察兩人簡歷的前半部分，許多人一定會認為馬克斯·維恩的未來一定要比威廉·維恩光明，將來取得學(xué)術(shù)成就的概率也要高得多，可事實卻說明，即使在科學(xué)研究領(lǐng)域，一個人將能取得的成就大小，也是不能靠其曾經(jīng)的經(jīng)歷和表現(xiàn)來衡量和預(yù)測的。倘若從另一個角度來分析，即對成功這個詞的內(nèi)涵進行一番審視的話，那么獲得某個獎項與否能不能作為衡量成功大小的一個標準呢？具體來說，獲得過諾貝爾獎的威廉·維恩是否就一定比未曾獲得諾貝爾獎的馬克斯·維恩的科學(xué)生涯要成功呢？關(guān)于這一點，還是留給讀者們自己去思考吧。

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Keywords： Wilhelm Wien， Max Wien， physics， Germany