他十多岁时给他安排的课余工作:他没有取得什么进展,很快就放弃了努力。他的兴趣在别的事情上。他回忆说:“我思考着几乎每一个悬而未决的理论问题。”
当时他特别感兴趣的是一个氯化氢问题。鲍林试图用一种量子理论来精确地预测电场对极性分子运动的影响。他的理论预测与实验结果相当接近,这使他确信问题出在实验测量不精确或者是自己的理论尚不完善,而玻尔—索末菲原子模型是正确的。在离开美国赴欧洲之前他正思考着以一定角度给电场加上一个磁场。如果玻尔—索末菲理论是正确的话,磁场将会对分子运动产生可以测得的影响——而经典理论认为不会产生这一种作用。这将为量子理论提供新的证据。鲍林最终说服索末菲让他着手进行这项工作。鲍林在1926年5月22日给诺伊斯的信中写道:“索末菲说,下个月德拜将在苏黎世召集一次有关磁场的会议,会上将宣讲我的成果,因而我必须在此之前搞出些名堂来。”
鲍林废寝忘食地开始工作,在书桌前一坐就是几个小时,在笔记本上写满了公式、草图和心得。爱娃在6月2日写道:“莱纳斯忙着解决他的氯化氢问题,一会儿兴高采烈,一会儿闷闷不乐。”到6月10日,鲍林能从理论上证明,如果玻尔—索末菲理论是正确的话,磁场应该会有相当大的作用。他一面等待帕萨迪纳实验室证实他的结论,一面用德语写就了一篇论文。索末菲在6月21日把这篇论文带到了苏黎世的会议上。几天之后,鲍林收到索末菲的一份电报,叫他到瑞士去阐述他的观点。
爱娃仍然记得那年6月底乘火车穿越阿尔卑斯山脉的旅行——葱翠的山坡,火红的罂粟,戴着蓝色头巾的农村妇女——还有她丈夫的激动心情。鲍林引起了索末菲的关注。他的观点受到了重视。到达苏黎世后,他们应邀与院长和其他几位科学家到德拜家用餐。在后来几天时间里,鲍林介绍了自己的理论,听别人的报告,并和几位欧洲最著名的物理学家随意地进行了交谈。爱娃写道:“他专心地倾听着,兴奋异常。我很高兴看到他这样。”
另一件令鲍林格外激动的事情是有机会同大家谈论最多的欧洲青年物理学家泡利交换看法。泡利出生于维也纳一位化学教授家庭,17岁那年,在听完爱因斯坦关于相对论的一次演讲之后,他站起来说那位科学巨匠的结论中有些错误,从而声名鹊起。18岁的时候,他为百科全书撰写相对论条目。1925年,他还只有25岁,就发表了“不相容原则”,从而在玻尔—索末菲原子模型描述电子状态的三条原则之外又加了第四条。他还表明,任何两个电子都不会有完全一致的量子数。这样,他就确立了自己在物理学发展史上的地位。戈尔德施密特和乌伦贝克运用泡利的第四条量子数原则,发现了电子“自旋”的新特性,即电子绕自己的轴旋转的特性。自旋有两种,一种与电子的轨道平行,一种与电子的轨道相反。按照不相容原则,一对电子只要自旋方向相反,就能相容于同一个轨道。成对电子的思想立刻引起了化学家,至少像鲍林这类化学家的强烈共鸣,因为他们对路易斯共用电子对成键的理论是相当熟悉的。
与此同时,泡利也由于他一位同事所称的“过分诚实”而声名狼藉。如果他认为某种理论粗制滥造,他会直截了当,有时甚至是无情地加以鞭挞。连好脾气的保罗·艾伦费斯特也受不了泡利尖刻的批评,对他说:“我喜欢你的论文,而讨厌你的为人。”鉴于鲍林的论文指出了泡利有关极性分子思想的缺陷,也许他会受到冷遇。
在一次报告间歇,鲍林跑到泡利面前,向他讲述自己几星期来的辛勤工作表明玻尔—索末菲量子物理学模型是对经典理论的改进。泡利彬彬有礼地听他讲完,给了他四个字的答复:“没有意义。”也许是觉察到了自己的评论给对方的打击,他补充说:“如果在两年之前,你会出名的。”两年之前寻找支持玻尔—索末菲的论据还是有意义的。但是现在,至少对泡利这样天才的欧洲青年物理学家来说,那一理论已经过时。一年前,一种新的称为量子力学的思维方式已经诞生,从而宣告了玻尔—索末菲理论的死亡。
新力学
泡利的朋友维纳·海森伯是玻尔—索末菲理论的主要杀手。他俩是互补的一对。泡利是内向稳重、善于严密分析的兄长(年长一岁半),而海森伯是容易冲动、具有创新精神的闯将。他们的学习生涯颇为相近,海森伯比泡利晚一两年:他们都在慕尼黑索末菲处获得博士学位。在那里,一年级研究生海森伯初识泡利并成为好朋友;两人都赴哥廷根跟随玻恩深造;然后两人都在哥本哈根当过玻尔的助手。玻恩是新物理学的思想教父之一;两人都受到玻恩怀疑论的影响并崇尚数学。玻息传授给他博士后学生的思想是,在描述原子时使用的空间和时间概念不应当受到描述较大物体时使用的相同概念的限制。他同时也传授给了他们一个数学家对于混乱、矛盾的玻尔—索末菲原子模型的厌恶。到了1924年,泡利和海森伯就已经把修补玻尔—索末菲原子理论的努力称之为“骗局”。
海森伯将终止这场骗局。他认为这一谬