哥本哈根街景。图源：Unsplash
导读：科普作家程鹗从7月底开始进行了一场量子物理的朝圣之旅（伯尔尼：相对论和量子物理的出生地，量子圣地慕尼黑，哥廷根：量子力学的真正出生地，黑尔戈兰：量子力学灵感的发生地）。他的最后一站，是丹麦的首都哥本哈根，更是大物理学家玻尔的哥本哈根。第二次世界大战之前，哥本哈根几近成为量子力学的代名词。多位量子力学的重要贡献者都聚在玻尔身边，玻尔与爱因斯坦关于量子力学的论战胜深入而持久，深刻地影响到了量子物理的发展。今天，让我们跟随程鹗的脚步，来到哥本哈根，回到历史的现场。程鹗 | 撰文
“哥本哈根”的字面意思是“商人的港口”。从早年的维京海盗到现代斯堪的纳维亚，哥本哈根是北欧人走向全球的基地，成就独霸一方的丹麦王国。但波罗的海和北海毕竟无法与地中海或大西洋相提并论，丹麦在世界各地还是一个充满好奇的遥远国度，以莎士比亚笔下的哈姆雷特王子和安徒生的童话引人遐思。
在二十世纪初的物理学革命中，“哥本哈根”却一鸣惊人，几近成为量子力学的代名词。这个偏僻城市是那时年轻物理学家趋之若鹜的目标，超越英国和德国的传统科学重镇而成为物理学圣地中的圣地。
今年是量子力学诞生一百周年。始于欧洲中部、爱因斯坦奠定量子物理意义的伯尔尼[1]，一路往北历经慕尼黑[2]、哥廷根[3]和量子力学灵感发生地黑尔戈兰岛[4]的朝圣之旅最后来到哥本哈根。从慕尼黑开始，这是一个世纪前海森堡曾经的足迹，也是百年前一代物理青年争相游学的征途（黑尔戈兰岛除外）。
哥本哈根作为此次旅行的终点站理所当然，不过也是阴错阳差。它原本属于去年的行程。
恰恰一年前，大学同学组织去挪威北极圈内的斯瓦尔巴群岛旅游[5]。那是第一次远赴北欧，特意顺路在哥本哈根逗留三天。偏偏那次时运不济，飞机没出美国就因天气耽搁一晚，随后又在德国法兰克福机场等候转机一整天。等到终于抵达哥本哈根时，三天时间只剩不足一天，还得为正不知在哪里游荡着的行李操劳。于是只好放弃漫游哥本哈根的计划，将仅存的大半天用于游历第谷在文岛上的天文台[6]。那一次，目之所及的哥本哈根只是飞机场和火车站。
今年有所不同，在欧洲走的是方便可靠的高速铁路，倒也在临近哥本哈根时重蹈覆辙。这次不作美的天公在德国的北海，迫使前往黑尔戈兰岛的航船停运一天。德国铁路又紧接着发生故障。一大早在汉堡火车站的苦候直到下午解脱。在德国和丹麦境内连续三次换车后，普通列车才在傍晚时分不疾不徐地驶入神往已久的哥本哈根，带着久违几十年的挤车抢座体验。
那已是星期五的傍晚。
哥本哈根在物理学界的异军突起可以完全归功于玻尔和他在这里一手创建的研究所。“玻尔研究所”无疑是漫游这个物理学圣地的主题项目。行前在网上能够收集的访问信息很有限，只知道那里不是博物馆，还是一个研究所。她只在星期三和星期五上午有一小时的游览机会，每次限制二十人。这在行程耽误之后已是鞭长莫及，只能退而求其次地观赏研究所外貌。
从哥本哈根城区走向玻尔研究所时经过一条大河。那其实是被“桥”分离的两个湖。在这个八月初的星期六下午，湖中小岛上满满的枯藤老树昏鸦。
玻尔研究所附近景色一瞥
北岸是居民区，也有趣味盎然的雕塑。
玻尔研究所附近景色一瞥
走过两道居民楼，玻尔研究所终于出现在小街对面。
玻尔研究所
照片正面的房子是研究所在1921年3月3日正式开幕时的唯一建筑，还保持着玻尔当年亲自设计[7]的原汁原味——除了门前竖立着的巨石。那是后人装置的一个流水喷泉装饰，早已因漏水损害地基被废弃，空留一尊败事有余的突兀。
1921年的玻尔研究所
按照那时的常规，玻尔的设计兼顾工作与生活。三层楼里设有玻尔一家及仆人的公寓、演讲厅、图书馆和办公室等。最高层有几个为来访者准备的小房间。海森堡和薛定谔都曾在那顶棚里住宿。小楼下端还有只能看到小窗户的一层地下室。
玻尔在研究所开张一年后赢得诺贝尔奖，国际声誉大为提升。这座小楼显然无法满足日益增长的需求。研究所在1926年时第一次扩建，在原楼左侧（照片的右侧）添加玻尔一家生活的“别墅”，腾出主楼近一半的空间。尽管如此，包括狄拉克在内的众多来访青年学者也还只能就近租住民居。
玻尔研究所最早两座楼近景
实地得见的玻尔研究所在规模上远超原先从书本中获取的印象。不小的地盘里有着近十座外表风格一致的楼房。那显然是后来多次扩建的成果。在这个星期六的下午，整个楼群悄无声息。在这里安身几十年的玻尔档案馆已经在去年迁往新址，只留下引力和生物物理的研究坚守岗位。但能够透露活动迹象的只有少许停靠在楼旁的自行车和汽车。
绕过楼群，玻尔研究所的背后是一片小树林。从中穿过后眼前豁然开朗，展现出一片几乎看不到头的空旷公园。
玻尔研究所后面的小树林和公园
1927年2月一个夜晚，又一次居住在玻尔研究所阁楼小房间里的海森堡焦躁不安。量子力学已经诞生一年多，有了严谨的数学表述。但个中物理含义依然扑朔迷离，即使爱因斯坦和玻尔也都无从把握。午夜过后，海森堡独自走出研究所，在寒冷的公园和街头暴走，领悟出最能体现量子力学精髓的“不确定性原理”。[8]
因此，玻尔研究所后面的这个公园极可能是量子力学不确定性原理的诞生之地。
第二天继续漫游哥本哈根，查询地铁线路时看到又会途经玻尔研究所。因为上午的光线不同，阳光又比前一天好得多，遂临时决定重返研究所，拍摄更好的照片。果然，阳光下的研究所更为明亮。“别墅”门前的一幅浮雕尤为清晰。那上面是研究所的四位诺贝尔奖获得者，包括玻尔和他的儿子奥格。
阳光下的玻尔研究所
星期天上午的玻尔研究所安宁如旧，无声无息。突然间，一位年轻小伙骑着自行车不期而至，看似是所里的研究人员。拦住询问两句后，他丝毫没有迟疑地打开了门锁。那一刻，一波三折的哥本哈根之行柳暗花明。
小伙子好像只是来取材料，不久自行离去。空荡荡的玻尔研究所主楼里只剩外来的不速之客。这个情形完全出乎意料，也相当地匪夷所思。
楼内的基本结构似乎也保持原样。一楼的正门上方有一块比较旧的铭牌，记叙这个“理论物理研究所”在1920年建立、1926年扩建的历史。
玻尔研究所一楼大门
进得门去，走廊里只有一个旧沙发。背后墙上是小小的布告栏，贴有研究所的地图、历史照片和会议广告。
玻尔研究所一楼走廊
沙发的背后便是研究所最为著名的阶梯教室。正午的阳光正通过宽阔的窗户倾泻而入，室内一片亮堂。讲台上还有旧式的移动黑板，不知道什么人在上面留下很小的 E=mc²。黑板前也设有投影屏幕，显示教室仍在使用中的与时俱进。教室四周简单洁净，只有极少的装饰。背面墙上有玻尔的头像，侧面则是三幅历史性的照片：普朗克在这里演讲时与玻尔的合影和教室坐席上曾有过的群星荟萃。
玻尔研究所阶梯教室内景
这些照片的图景在物理学史书里耳熟能详。当年就是在这里，来自世界各地的青年或中年物理学家曾操着不同的语言和口音讲述自己的理论和理解，激发无休无止的争论。据说一个不成文的规定是演讲者可以选择使用任何语言，只要不是自己的母语。玻尔往往放任自流，教室里通常欢声笑语不断。
尤其是每年复活节时的庆祝活动。活跃的青年学生在这里表现另类的才能。1932年在这间教室里上演的物理学版《浮士德》堪称绝唱，与“哥本哈根精神”[9]格格不入的爱因斯坦在剧中被刻画为豢养跳蚤的昏庸国王[10]。
这就是量子力学“哥本哈根诠释”的诞生地。身临其境，体会的是浓郁的历史感。
阶梯教室之外的玻尔研究所与普通的科研机构没有区别。二楼有一个图书馆，三楼的小房间被合并成实验室，不再有海森堡等人住过的痕迹。
玻尔是生于斯长于斯逝于斯的哥本哈根人，除了博士毕业后去英国留学和第二次世界大战的逃难都在这里扎根，只在讲学或旅游时短暂离开过。徜徉于哥本哈根，玻尔的一生历历在目。
作为丹麦王国的首都，哥本哈根市区有好几个富丽堂皇的王宫。克里斯蒂安堡宫是政治中心，集议会、首相办公室和最高法院为一体。宫殿四面围有运河，航行着广受欢迎的游船。人们很少会注意到游船码头附近一座大房子墙上有一块铭牌，上面写着“1885年7月10日，原子物理学家玻尔诞生在这所房子里”。
那是玻尔外公的家。玻尔出身显赫，外公是一言九鼎的银行家和政客。玻尔生于天子脚下，从小享有优越的生活环境。
克里斯蒂安堡宫另一边与玻尔出生地遥遥相对的是丹麦科学院所在地。玻尔的父亲是两度被提名诺贝尔奖的著名医学家，曾在科学院担任秘书。玻尔自己也在1939年出任丹麦科学院院长，直至去世。
丹麦科学院
玻尔出生一年后，父亲应聘于阿美琳堡宫旁的哥本哈根大学医学院。他们一家遂搬进医学院居住。玻尔与姐姐和弟弟在这里长大，直到博士毕业。医学院不仅是少年玻尔的家。他经常在父亲实验室里自己动手实验，曾赢得丹麦科学院的金奖。当年的医学院现在是哥本哈根大学医学博物馆，里面保存着一个多世纪前的教学材料，还有那时的器官标本。
玻尔长大的哥本哈根大学医学院旧址
从英国学成归国时，玻尔没能如愿以偿地获取哥本哈根大学职位，只得在丹麦技术大学担任助教。那是丹麦物理学家、最早注意到电与磁关联的奥斯特创办的学校。玻尔正是在技术大学承担繁重教学负担期间完成他举世闻名的原子模型[11]。可惜，玻尔原子的诞生地正值大修建，无法进入参观。也没能见到门口的奥斯特塑像。
修缮中的丹麦技术大学
玻尔曾经想把他自己的研究所建在技术大学旁边。无奈那里的地皮已经被哥本哈根大学偌大的植物园占据，只得舍近求远。时至今日，他的一个孙子（奥格的儿子）还在技术大学里担任着物理教授。
1932年时，玻尔一家搬出玻尔研究所的“别墅”，迁入豪华的“嘉士伯荣誉府邸”。嘉士伯是丹麦的名牌啤酒，在城市西郊建有大规模的生产基地和创始人雅各布森自己居住的豪宅。雅各布森后来遗嘱将全部资产在儿子去世后捐赠，豪宅交由丹麦科学院遴选在科学、文学、艺术方面做出突出贡献的人免费享用。玻尔众望所归地成为第一位入住人选。
这个府邸随之成为玻尔招待学界同僚的好地方。仅仅一年后，他在府内举行盛大晚会，庆祝海森堡、薛定谔和狄拉克因创建量子力学所获的诺贝尔奖。海森堡意气风发地弹奏钢琴助兴，狄拉克悄悄溜回房间睡觉，薛定谔则干脆没有到场[12]。
这里也铭记着不会被人津津乐道的往事。也是在那一年，埃伦菲斯特与狄拉克在府邸门口台阶上最后道别，留下一个令人唏嘘悲哀的场景。[13]即使在那个火红的年代，并非每一位物理学家能得到命运女神的眷顾。
直至1962年11月18日的离世，玻尔在这里生活长达三十年。去世前的晚上，他还在为爱因斯坦对量子力学的质疑百思不得其解[14]。
玻尔之后，更多的丹麦名人曾陆续在嘉士伯荣誉府邸里居住，直到1995年时终止。今天的府邸基本空置，只在特别场合用作酒会或仪式。府邸宽广的前院如今是市民休闲的公园，气派的前门被茂盛的植物完全封闭而不得而入。只能远眺埃伦菲斯特与狄拉克告别的台阶。
今日嘉士伯府邸的前门
嘉士伯府邸的后院与当年的啤酒厂相连，现在是啤酒博物馆和研究相关技术的“嘉士伯科学院”。这个庞大的“嘉士伯之家”由雅各布森创立的嘉士伯基金会统一管理。基金会举足轻重，丹麦科学院、哥本哈根大学和散布哥本哈根城内的博物馆及文化艺术机构都仰仗其支持。玻尔研究所也不例外。玻尔当年去英国留学也有赖于基金会的资助。
念及嘉士伯基金会的功德，在这里破了好几年的“酒戒”。
在嘉士伯之家品尝美酒
年轻的酒保听我说是为玻尔而来后十分热情，主动打开一扇边门。那里面是一个不对公众开放的角落，可以近距离观看嘉士伯府邸的背面。
嘉士伯府邸背面
与雄伟的前门相反，府邸的背影只是一间极其普通的住宅。小伙子解释曰，当年嘉士伯府邸的前门在自家花园内深藏不露。公司劳工只能从这个视角看到老板的住处，体会其节俭和平易——雅各布森的如意算盘。
玻尔安葬在距离玻尔研究所只有地铁一站路的公墓里。墓碑在公墓的一条主干道旁，很容易看到。那其实是他父母的墓地。墓碑上方刻着父亲的名字。玻尔和他弟弟的名字则刻写在底座上。墓碑顶端是一只在窝里探头的猫头鹰，应该也是他父亲的喜好。地面上另有几个石碑，分别属于玻尔的母亲、妻子、姐姐、弟媳、和他因事故早逝的大儿子。另外五个儿子——包括也是诺贝尔物理奖获得者的奥格——没有葬在这个祖坟里。
玻尔的家族墓碑
相距玻尔墓不远是安徒生的墓。整个墓地各处都有指向这个大名人长眠之处的路牌，方便众人前往膜拜。与玻尔墓的陈旧、简单形成鲜明对比，安徒生的墓碑和墓地崭新干净，丝毫不带岁月之痕。
安徒生墓
物理学家奥斯特的墓也在这个公墓里，因时间仓促未能仔细寻觅。
玻尔研究所成立时，哥本哈根港口以安徒生故事为原型的“小美人鱼”铜像刚刚设立两年。由德国、荷兰、英国等地纷至沓来的物理学家大都采取海路，在这个新地标前感受到欣慰和憧憬。港口也是玻尔与外面世界联系的接口，曾在这里无数次地登船下船和迎来送往。1939年初，玻尔在这里登船时得知原子核裂变的实验结果，将改变世界的重大消息带至美国[15]。
哥本哈根港口（左下右门柱上的塑像是海神波塞冬；右下为小美人鱼铜像）
不愿意经受北海风浪的人可以选择陆路的火车。爱因斯坦只在1920年来过一次哥本哈根，那时还没有玻尔研究所。一个脍炙人口的传说是玻尔在火车站迎接爱因斯坦。两人随即在有轨电车上展开激烈争论而无暇顾及到站，只得在火车站和玻尔居所之间多次往返。
哥本哈根火车站
因为玻尔和他的研究所，世界来到偏远的哥本哈根。
哥本哈根历史悠久，过去拥有过天文学家第谷和罗默，在城中留下一个圆塔天文台[16]。在今天的闹市区闲逛时能在街头看到斯特诺出生地的标志。他是十七世纪的医生，却身为晶体学和地质学的先驱[17]。
斯特诺出生地
物理学家奥斯特的出生地也在城里，但远离喧嚣的市井。
奥斯特出生地
哥本哈根还有安徒生大道和奥斯特公园。玻尔没能得到这样的待遇，正像他的墓地里没有安徒生那样的指路牌。实际上，除了玻尔研究所和相应的档案馆等学术机构，哥本哈根没有以玻尔命名的纪念地。只看到古老的哥本哈根大学门前有一排历史名人胸像，玻尔在角落里叨陪末座。
哥本哈根大学门口的玻尔塑像（最右）
玻尔雕塑近景。图源：Superchilum, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons
然而在二十世纪中期之后，这里是玻尔的哥本哈根，量子物理学之圣地。
作者简介：
程鹗，学过物理，当过码工的无聊文人。
原文链接：
https://xiezuo.eddiecheng.net/p/science-visit-quantum-copenhagen，《赛先生》获作者授权发布。本文图片除特别说明外，均由程鹗拍摄。
