
著名俄裔物理学家伽莫夫在自传中写过一则关于苏联物理学家塔姆的故事,颇为有名:塔姆在俄国内战时期被当成间谍惨遭抓捕,匪帮头目说写出麦克劳林级数就饶他一命,最终塔姆证明了自己……但这并不是故事的唯一版本,塔姆的外孙在回忆文章中也写了这个故事,然而两个版本大相径庭,究竟谁写的才更接近真相?
伊戈尔·叶夫根耶维奇·塔姆(И́горь Евге́ньевич Тамм/ Igor Yevgenyevich Tamm,1895年7月8日-1971年4月12日)是杰出的苏联物理学家。他最重要的成果之一是,在1934年他和同事伊利亚·米哈伊洛维奇·弗兰克(Илья́ Миха́йлович Франк/ Ilya Mikhailovich Frank)一同解释了另一位同事帕维尔·阿列克谢耶维奇·切连科夫(Па́вел Алексе́евич Черенко́в/ Pavel Alekseyevich Cherenkov)发现的一种辐射现象:放射线穿过水中可能会放出蓝色辉光(现在的核电站水池中常常可以看到这种光芒)。
弗兰克和塔姆说明了其成因是粒子速度超过水中光速所致。三人因此在1958年获得诺贝尔物理学奖。这种现象后来一般以发现者的姓氏称为切连科夫辐射,因此弗兰克和塔姆在通俗领域的知名度要差一些。
本文并不打算详细介绍切连科夫辐射的成因,而是要介绍关于伊戈尔·塔姆的另一个奇妙冒险小故事,以及关于这个故事的版本分歧。
故事发生在俄罗斯帝国崩溃之后的内战期间,这段时间各种不同政治立场的势力打成一锅粥,场面极度混乱,伊戈尔·塔姆就在此时面对了可能是他人生中最重要的一个数学问题。
故事的第一个版本来自他的朋友,后来移居美国的俄裔物理学家乔治·伽莫夫(George Gamow)。在他1970年出版的自传My World Line: An Informal Autobiography(有中译本《伽莫夫自传》,译者王晓华,上海翻译出版公司1988年出版)中,他回忆自己在敖德萨的生活时,提到了他朋友的一段奇遇(出自第一章Childhood In Odessa/在敖德萨的童年,下文摘录王晓华的译本):
上文中我对“马赫诺匪帮”加了粗,因为我们很快就会看到,另一个版本里的出题人与此有着巨大的分歧。
不过在此之前,我们大概要先吐槽一下伽莫夫同志对马可劳林级数(Maclaurin Series,现在一般译为麦克劳林级数)的描述似乎有点过于夸张,称之为“高等数学一个相当专门的分支学科里的高深问题(belongs to a rather special branch of higher mathematics)”,但是现在的大一高数教材都有,何况麦克劳林级数只是简化情形的泰勒级数而已,是相当基础的内容,在物理学中也遍地都要用,称之为“相当专门”也有些过。
当然了,大部分物理学家记得住泰勒展开不难,但是估计没什么人会去记余项,在当时的紧张情形下要推出来还是要点本事的。更何况对一个“土匪头子”来说,哪怕是大一高数内容看起来也相当不符合人物设定了,值得惊讶。
下面我们来看第二个版本,这个版本来自塔姆的外孙韦尔恩斯基(Л. И. Вернский,由于俄语不区分父系和母系直系亲属的称呼,我又没能找到作者更多相关资料,因此这里是根据二人姓氏不同推定为外孙的)的纪念文章《办公室内外》(В кабинете и вне его),此文收录于1985年出版的《回忆塔姆》(Воспоминания о И. Е. Тамме)一书。
顾名思义,这本书集结了许多塔姆熟人对他的纪念文章。然而我完全不懂俄语,这里要感谢“超理论坛”的@Fabrika·2·Grafem同志,他找到了该书的1995年第三版(也是塔姆诞辰百年纪念版)的电子版,并提供了关键部分的翻译,经其允许我在此引用如下(全文是79—129页,这里翻译的部分在108—109页):
注意这里我加粗的“红军小队”。先给不熟悉俄国内战背景的读者说明一下,这段故事中出现的“红军”(就是苏维埃红军)、“白军”(保皇党和立宪民主党等反布尔什维克派别,组织和主张都比较杂乱)和马赫诺派(也称“黑军”,是无政府主义派别)都互相不对付,为了避免跑题我就不展开了,但是大家别搞混了。
这个故事不仅出题人的身份大变样,而且后面的部分也完全不一致,这里面说塔姆因为过于紧张而没能给出正确结果,但是毕竟有一定的过程所以说服了(本身也把大学知识忘差不多了的)出题人,而伽莫夫版的塔姆给出了正确结果。
此外,在这段稍后提到(原书第三版110页),塔姆是在经历这么一场奇幻冒险之后才来到敖德萨理工学院找到一份物理系助理的工作(ассистентом кафедры физики Одесского политехникума,我不确定这职位到底负责什么,但显然不是敖德萨大学的物理教授)。与伽莫夫的时间线也相反。
可以说,两个故事里除了“答题证明身份”这个桥段以及题目本身外就没有任何一致之处,就连出题人的政治背景都严重不一,实在是令人惊愕。那么,到底哪个版本更可能为真呢?
由于塔姆本人已经去世,我们没法直接去问他了。不过在韦尔恩斯基的文章前面一部分中,提到了塔姆希望让他这个外孙来写一部传记,以保证真实性,这一段在书中80—81页(第三版页数),同样由@Fabrika·2·Grafem同志给出翻译:
自然韦尔恩斯基接下了这个任务并开始整理资料。不过由于工作量过大,这份“官方传记”终究没整理完成,而是以回忆文章的形式呈现了一些要点。但由此可以看出,塔姆和韦尔恩斯基对于相关资料的真实性都比较重视,《回忆塔姆》文集提供的说法应该更准确,毕竟伽莫夫移民美国很多年了,韦尔恩斯基显然更容易获得准确资料。但是这也留下了一个疑问,那就是伽莫夫的版本到底是哪来的?为什么会偏差如此之大?
至于塔姆到底写没写出来答案、他的职位和经历时间线等细节,伽莫夫可能为了戏剧性和化简进行了编辑,以及因为时间久远导致记忆有所偏差,毕竟这些不是故事的重点。但是,关于到底是谁抓了塔姆这个问题,两个故事的叙事者似乎都没有因政治因素而修改其经历的动机,为什么他们的说法不一致呢?
对此,我们可以有很多推测,比如伽莫夫和马赫诺派有些恩怨导致他故意送他们黑锅/记忆产生了偏差;也可能是塔姆给伽莫夫说的版本就是伽莫夫听到那个,毕竟被自己人抓了这事有点尴尬,他又憋不住吐槽这个奇遇,只好给角色找个假身份说给伽莫夫……诸如此类推测可以有很多,但是在还没有其他资料(很可能也不会再有其他资料了)的情况下,真实事件也只能止于猜测了。
补充说明:
由于伽莫夫写过很多通俗科普,名气比较大,因此他提供的这个版本要更流行一些,很长时间内我也只知道这一个版本。由于语言壁垒,我很难得知相关的俄语资料。所幸韦尔恩斯基的版本确实有中英文书籍引用过,美籍俄裔历史学家阿里克谢·卡捷夫尼科夫(Alexei B.Kojevnikov)的Stalin's Great Science: The Times And Adventures Of Soviet Physicists History of Modern Physical Sciences一书(有中文版,《苏联时期的伟大科学:苏联物理学家的时代与冒险》,译者董敏,中国科学技术出版社2019年出版)中提及过《回忆塔姆》中这个故事的梗概,不过作者似乎没有注意到伽莫夫提供过另一个版本,因此没有对比。在这本书的指路下我才试图看看俄语资料到底是如何描述的。
卡捷夫尼科夫在脚注中分析了一下故事真实性(第三章Freedom,Collectivism,and Electrons/自由,集体主义及电子,2004年英文版65页的注释15;2019年中文版66页注释①):
坦白来说,我个人不认同这种分析,故事在流传演化中变得越来越合理并不奇怪,比如当事人事后回忆的时候可能把一些记忆缺环进行合理化填充。我也看不出作者何以断定这段故事“不可能是科学家编造的”,我想大部分科研人员都有“基础结论记住就好了,谁还记得推导”这种经验,甚至突然要做基础推导卡壳了也不奇怪。倒不如说这种情节更像是有科研经验的人才能编出来的,这并不是一个合理的判断方式。
当然,如上文所分析,我认为韦尔恩斯基的版本更准确,这主要是基于他更有可能获得准确资料、说明了要保证传记准确性等方面的分析,而不是故事的合理性——毕竟这本身就已经是一个很奇幻的故事(或者说很数学的故事)了,不是吗?
本文原发表于“超理论坛”,原标题《【科学史花边】俄国内战期间的伊戈尔·塔姆和级数余项公式》,(含俄语原文部分),经作者FatFish、Fabrika·2·Grafem授权刊于《返朴》,有修订。