4.1　玻尔互补论的影响力和德尔布吕克的事迹

玻尔（Bohr，N.）是20世纪最伟大的物理学家之一，他在光谱理论中提出了静态和量子跳跃式变化的存在，从而宣告线性光谱的量子理论时代的开始。他的这一理论使人们更易于理解元素周期（玻尔的另一重大成就）了，他最后完成了量子力学学说的系统阐述，运用量子论建立了原子结构模型。玻尔对新力学的数学形式没有什么建树，但他的“互补性”学说在阐明他的理论中起到了关键作用。

玻尔年轻时曾是丹麦国家足球队的国脚，在大学念书时就发表了关于精确测定水表面张力的论文，曾获得丹麦科学院金质奖章。成名后，他仍保留着那份激情和团队意识，在他周围渐渐形成了一种坦率、平等、热烈、自由、生动活泼的工作氛围，这就是尽人皆知的“哥本哈根精神”。用玻尔自己的话说：“我从来都是不顾羞耻地向青年朋友承认自己的愚蠢。”他作为一代先哲，先知先觉，他所说的不懂，其实是有底气的，半是调侃半是谦虚，以示平易近人。玻尔这样时不时流露出自己的弱点和不足，反映出他本人拥有平常人的心态。而且这样让他和周围的人相处更具亲近感，也更能让他融入这个科学“小环境”的人脉关系中，这也是“哥本哈根精神”有别于他人的特别之处。

在之后的短短20年内，“哥本哈根精神”吸引了来自17个国家的63位杰出的物理学家，其中有提出了矩阵力学和测不准原理的海森堡（Heisenberg，W.K.）、提出了非相对论波动力学的薛定谔（Schrödinger，E.）、提出了相对论波动力学的狄拉克（Dirac，P.A.M.），以及提出了不相容原理的泡利（Pauli，W.）等。这个学派创建了一门全新又成熟的量子力学^[37]，先后走出了12位诺奖得主。1937年，玻尔曾接受时任清华大学理学院院长吴有训之邀到中国讲学。

玻尔对生物学的关注由来已久，他的父亲曾是那个时代杰出的生理学家。老玻尔健谈好客，常在自己家中定期举办非正式的学术座谈会、沙龙或讨论会，参加者都是丹麦当代学术界的名流，专业不拘。小玻尔经常在一旁听得入神，天长日久，耳濡目染，渐渐对生物学有了一些系统性认识，因此人们不怀疑他自幼已经受到过或多或少生物学知识的熏陶。虽然他后来成为20世纪物理学的一代泰斗，成为量子力学的创始者之一，但他一直在关注生命科学的发展。老玻尔是从定量角度研究生理机能的物理及化学过程的，他认为：“诸如机能之类的生物学概念对于唯物主义的分析是何等不可或缺啊！至少根植于方法学上的原因，有必要在生物学中坚持保留目的论观点。”

小玻尔吸取老玻尔对生物学的见解，并将它向前推进了一步，他认为：“当研究时空中的传播问题时，人们应利用波动图像；当研究相互作用之类的问题时，人们应利用粒子图像。这表明，两种图像皆不可偏废。在这个意义上，它们是同样重要的，互为补充的。事物之间的这种既互斥又互补的关系，是一种相当普遍存在着的关系。”于是，他便将老玻尔当年的有关在生物学中保留目的论的观念向前推进了一步，发展成“用纯物理学、纯化学来阐明生物学现象以及运用生物机能的目的论概念来阐明生物学现象，这两者之间存在着某种互补关系”的一种全新概念^[38]。这可是出自另一位近代物理学大师之口的、实实在在的原创性科学概念，意义也就尤为重要了，由此对生命科学产生了史诗般的巨大影响。

1932年，玻尔在一次国际光疗法学术讨论会上，发表了一篇题为《光和生命》的论文。他宣称：“用严格的物理学术语来解释生命的本质，我们是否还缺少用以分析自然界发生的现象的某些特征……在这种情况下，人们不得不把生命的存在看作是一个无须再作解释的生物学研究起点^[39]。”这就提出了一个要将生物学研究深入到比细胞水平更深层次中去的问题。玻尔对生物学开始找到了感觉，他认为：“用物理学、化学来解释属于生命有机体的机能，存在着程度不等的不可能性，从这一意义上说，有点类似于运用力学分析尚不足以了解原子的稳定性。”玻尔显然是要将物理学与建立在新基点上的生物学挂上钩，于是又进一步提出“量子力学中的互补性学说可能广泛适用于其他学科领域，尤其可能适用于物理学和生物学的关系方面^[39]”。又因为他提供了一种足够宽容的架构，既可以阐明自然界的基本规律，也可以阐明五花八门的新经验，甚至还可以用以调解伦理学等社会问题。

图4.1　德尔布吕克

在那次讨论会的听众中，有一位来自德国的年轻物理学家德尔布吕克，他听了玻尔的这番高论后感触颇多。德尔布吕克生活在战争与饥饿死亡、变革与通货膨胀、穷困交织在一起的时代，其家族成员在学术界和政府内颇具声望，他的父亲是柏林大学历史学教授，同时又是一个自由主义者，参与过反侵略性的泛德运动。少年时代的德尔布吕克跟大多数德国人一样居无定所，跟着父亲从一个大学搬到另一个大学。他先是想成为一名量子化学家，但没有过多久就改变了主意，想成为一名理论核物理学家；等到他随家搬迁到哥廷根时，他又对天文学产生了兴趣，想长大后成为一名天体物理学家；在哥廷根大学毕业时，他又成了一个地道、科班出身的理论物理学家；在哥廷根求学的后期，他还曾深深地扎入社会学家和哲学家的圈子里去，此时他对化学和生物学则知之不多。

1931年，德尔布吕克在哥本哈根申请到由美国洛克菲勒基金会资助的一项物理学研究计划中的研究生名额，于是，他便成为玻尔的早期学生。1935年，德尔布吕克用他的物理学知识开始来解析生物学了。

翌年，德尔布吕克参加了一个在柏林召开的关于“基础物理学的未来”的学术讨论会。这次会议得出以下结论：

一是，物理学一段时期以来，提不出有意义的研究；

二是，生物学中没有获得解决的问题为数最多；

三是，一些人将进入生物学。

德尔布吕克为了寻找他老师所说的，人们解释生命所缺少的某些基本资料，以及物理学和生物学两者间的互补性，毅然决然地离开了物理学，转而研究起了生物学问题。