作者：竭宝峰主编
出版社：辽海出版社
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造诣的科学家(4)试读：
前 言
名人从芸芸众生中脱颖而出，自有许多特别之处。我们在追溯名人的成长历程时可以发现，虽然他们的成长背景各不相同，但或多或少都具有影响他们人生的重要事件，成为他们人生发展的重要契机，使他们从此走上追求真正人生的道路，并获得人生的成功。
名人有成功的契机，但他们决不仅仅依靠幸运和机会。机遇只给有所准备的人，这是永远的真理。因此，我们不要抱怨没有幸运和机遇，不要怨天尤人，而要做好思想准备，开始人生的真正行动，这样，才会获得人生的灵感和成功的契机。
我们辑录这些影响名人人生成长的主要事件，就是为了让广大读者知道，名人在他们做好思想准备进行人生不懈追求的进程中，怎么从日常司空见惯的普通小事上，碰出生命的火花，化渺小为伟大，化平凡为神奇，获得灵感和启发的，从而获得伟大的精神力量，实现了较高的人生追求。
影响名人成长的事件虽然不一样，但他们在一生之中所表现出的辛勤奋斗和顽强拼搏精神，却有许多相似之处。正如爱默生所说：“伟大人物最明显的标志，就是他们拥有坚强的意志，不管环境怎样变化，他们的初衷与希望永远不会有丝毫的改变，他们永远会克服一切障碍，达到他们期望的目的。”
爱默生说：“所有伟大人物都是从艰苦中脱颖而出的。”因此，伟大人物的成长具有其平凡性。吉田兼好说：“天下所有的伟大人物，起初都很幼稚并有严重缺点的，但他们遵守规则，重视规律，不自以为是，因此才成为一代名家而成为人们崇敬的偶像。”这样看来，名人的成长又具有其非凡之处。这些都是我们要学习的地方。
培根说：“用伟大人物的事迹激励青少年，远胜于一切教育。”
为此，本书精选荟萃了古今中外各行各业具有代表性的有关名人，其中有政治家、外交家、军事家、谋略家、思想家、文学家、艺术家、教育家、科学家、发明家、探险家、经济学家、企业家等，阅读这些名人的成长故事，能够领略他们的人生追求与思想力量，使我们受到启迪和教益，使我们能够很好地把握人生的关健时点，指导我们走好人生道路，取得事业发展。
诺伯特·维纳
机器、生物、社会，这些在常人看来毫无共同之处的东西，都被维纳以他所创立的控制论联系到了一起。20世纪中叶，科学和社会的发展出现了对这种联系的需要并为这种需要的实现提供了可能。机器人、自动化、经济及社会控制均由此而出，控制论的创立开辟了科学史上的新时代。“控制论之父”诺伯特·维纳，1894年生于美国哥伦比亚城，父亲是哈佛大学斯拉夫语教授。小维纳是远近闻名的神童。他11岁上大学，18岁获哈佛博士学位。他通晓10国语言，曾先后做过教授、工程师和新闻记者，是个才华横溢、丰产多收的科学大师。
科学经过世纪之交危机、革命、振兴的痛苦而又亢奋的过程之后，到20世纪中叶便出现了综合发展的趋势。这时，科学各领域的独立发展均已达到硕果累累的相对稳定的阶段，到了利用相邻学科弥补自己在对世界整体性把握上的不足并在相邻领域为自己学科成果寻找意义的阶段。正如维纳所说，届时，“科学的发展史上，可以得到最大收获的领域是各种已经建立起来的部门之间被人忽视的无人区”。正是维纳等人所开始的对从前人类不曾涉足过的科学荒地的开发，才催生出20世纪中后期新兴交叉科学群。
由于涉足领域的宽泛和成果范围的广博，对维纳一生科学思想和事业选择起过作用的人很多，但其中重要的有4人：他的父亲里奥·维纳；英国大数学家、大哲学家罗素；20世纪数学巨人、德国大数学家希尔伯特，以及维纳的好朋友、科学伙伴罗森勃吕特。
维纳上大学前的所有学业都是在家中在其父亲的督导和教育下完成的。父亲的广博学识和严谨作风，帮维纳为以后学业的进一步发展和才能的进一步施展打下了基础。这位哈佛教授从儿子一出生的那天起，就承担起了对儿子的教育职责。早期开发的得法，使维纳智力的进步非常迅速。他3岁就开始看书，而且钻进去就忘记一切。只要能拿到手的书，他就会无所不读，连神学书、汉语词典、出土文物报告他都兴趣盎然地翻阅。广泛地阅读奠定了维纳宽广的知识结构，开阔了视野，也为他以后多样性兴趣发展及多学科的综合能力打下了基础。
从这个角度看，里奥是个宽容的父亲，他使维纳逃脱了学校古板教学模式对人的想像力、创造性等天赋的束缚，使他在最易广泛接受新事物，最能养成良好思维习惯的时候得到了轻松、和谐而又极富感染力的环境。
然而，从另一个角度来说，里奥又是个严厉的父亲，他对维纳管束和引导极有条理，要求也极严格，常常为一点儿小事儿就大发雷霆，随口骂出“蠢驴”、笨蛋”、“畜生”之类的粗话。致使40年后维纳回忆当时的情景仍然心有余悸。但是，里奥对维纳的管束绝不是毫无道理的，他懂得如何为儿子培养出出类拔萃的素质。
宽容和严厉并重的督导原则最大限度地开发了维纳的智力。他不满7岁的时候就已经学完了初等数学到解析几何的全部中学数学教材。学了物理、化学，学了法文、德文、拉丁文。阅读了从达尔文进化论到精神病学，从凡尔纳科学幻想小说到18、19世纪世界文学名著等等许多人一生都读不完的书。这是他成年后超群智慧之泉的源头。
除了早期教育之外，里奥所做的影响维纳一生的决断是让儿子的大学就读于塔夫茨学院。这是哈佛附近的一所小型理工学院。为什么放着堂堂哈佛不读却选择了这样一所小型学院呢？里奥不想让哈佛紧张的考试摧毁了儿子的健康心态，也不想让一个11岁入大学的孩子引起哈佛的轰动。他要让儿子专心学习数学。可是数学却拴不住小维纳的心。他的兴趣一转再转，飘浮不定。这虽然违背了里奥的初衷，但也确实是父亲为他安排的这个气氛相对宽松、自由的小学院成了维纳原本丰富多彩的知识结构和思维优势得以进一步生长的肥沃土壤。
进入大学之后，维纳的兴趣就没稳定过。第一年，他对物理和化学产生了旺盛的热情，常常自己偷偷溜进实验室去做化学实验或去进行电学的课外冒险，且常常自己构思出一个实验，再想办法去实施。这时，还不知自谦的小维纳对同学们称赞他从数学神童变成了工程学神童很得意。当然，由于他数学起点高，本专业课程也根本不在话下。
第二年，维纳的兴趣又从工程学转向了哲学。他为斯宾诺莎对伦理学的精确见解和莱布尼兹的多才多艺所倾倒。他贪婪地阅读大部头的哲学书籍，从中吸收智慧的营养。哲学，这些人类精神的精华，使他的小脑袋更丰富，更深刻，也更想入非非了。正是这种深厚的哲学基础，使他后来能深刻领会罗素思想底蕴，受到获益终生的启蒙。
第三年，他的兴趣又转向了生物学。这一次他似乎真的钻进去了，他认定自己应该成为一个生物学家。他常常偷偷跟着生物系的学生外出采集标本，自己博取生物系实验室看门老头的好感和信任，以便经常溜进去看人家做实验，要不是后来闯了一次祸，他这种小灶也许一直可以开到毕业。
一次，他企图自己做一次解剖实验。便约了两个同学，从那位善良的看门人手中要来了一只豚鼠，溜到实验室中解剖起来。但由于他们行动远没有思想跑得快，显得手忙脚乱，结果不但忘了用麻药，结扎动脉时也没有正确地将动脉与连在一起的静脉及神经分开，致使手术还没有做完，那头可怜的豚鼠就活活疼死了。这下闯了大祸，生物系的教授金斯气冲冲地闯了进来，大发雷霆。因为在那里，如此不人道的活体解剖是犯法的，很可能使实验室被取消解剖权。
这件事情发生后，维纳受到了多方的冲击，不得不把神荡不已的心再重新收回数学上来。直至18岁那年以一篇有关数理逻辑的论文在哈佛大学取得博士学位。
拿到博士学位后，维纳来到英国的剑桥深造。在这里，他所师从的是他的第一个启蒙导师、大哲学家、大数学家罗素。脱离父亲的直接管束及剑桥清新的学术氛围，使维纳感到心清气爽，神采飞扬。富有英国贵族气派的罗素的非凡气度、聪慧头脑、杰出思想，以及优雅流畅的语言陈述，都使维纳如痴如醉地叹服。第一次与第一流学者探讨交流，又使他倍感庄严和神圣。可是没多久，罗素便凭他敏锐的洞察力，发现了维纳不是那种专心于数学而不渝的人。于是，罗素因材施教，对他进行哲学启蒙。在罗素的启发下，维纳把以前零散的哲学知识变成了思维工具，懂得了建立学科间关系的意义。这里所得的教益，是维纳最终选择交叉学科作为研究方向的最早萌芽。
一年后，由于罗素外出讲学，维纳转投到德国哥廷根大学希尔伯特门下。希尔伯特是人类有史以来所出现过的最伟大的数学神才，几乎可以说是世界上惟一一个真正通晓一切现代数学领域的数学家。来到哥廷根大学后，希尔伯特思想之深刻，视野之广阔，知识之渊博，简直使维纳为之震惊。把数学作为一种打开自然之谜的工具和技术，这与当时把数学作为纯粹形式系统不同的深邃见解影响了维纳，使他能最后以数学统一物理、工程、神经生理等领域。只有在这里，他才真正读懂了数学，爱上了数学。原来，数学与他那万花筒般的幻想世界是一致的。
创立控制论，这是一项需要有广博知识、敏锐洞察力，并且在科学、哲学、技术各部门有浓厚功底的工作。非维纳这类人才所不能为。所幸的是恰好在社会需要这个人物之前，出现了里奥、罗素、希尔伯特、塔夫茨等人。这是维纳的幸运，也是历史的幸运。
对维纳的工作起直接刺激作用的是两次世界大战。
一战爆发后，维纳充军报国。作为数学家他在阿伯丁兵器实验厂参加编制高炮射程表的工作。由于这时飞机速度已很快，射程表编制程序繁难冗杂。维纳应用其数学理论出色地完成了很多工作。这里他第一次接触防空火炮系统，第一次感到高速计算的重要性，也是他第一次出色地以数学理论解决物理学问题。
战后，他选择了把数学和物理学结合在一起的工作，这是真正能发挥其蓄存已久的优势的工作。他四面出击，几乎到处成功。他抛弃了那种从纯形式体系研究数学的理论傲慢，认为“一个有用的数学家必须是改变现实的有力因素”。在数学和物理结合的道路上取得初步成功后，他开拓了数学与工程技术及其他学科结合的新路子并且依然是捷报频传。为此，1933年，39岁的维纳被选为美国科学院院士。
几年后，新的世界大战又一次席卷了欧洲。作为盟国，美国也参与了战争。维纳参加了防空火炮装置的设计工作。由于德国占有空中优势，盟军处于守势，防御成了大问题。
这时的飞机飞得更快了，已经与追打它的炮弹的速度相差无几。火炮不能直瞄飞机，必须给出提前量——打飞机下一时刻可能到的位置——让炮弹与飞机同时到达空间的某一点。这时，人的眼力、心力和体力已跟不上飞机速度方向的变换，提高命中率的出路只能在机器了。然而，飞机在空中三维空间，加速、减速、拔高、俯冲、转向、翻滚自由度很大，机器如何判断飞机下一时刻的动作呢？
维纳苦思冥索。自动火炮瞄准飞机，就像猎手瞄准飞鸟一样，自动火炮与猎手的共同之处是什么呢？最后维纳终于找到了信息和反馈这两个关键因素。人和机器的控制都是根据信息调整动作，发布命令指挥动作的目的性过程。目的性的实验全仰仗于根据信息对行为的负反馈。
有了这个想法，他便去请教他的老朋友罗森勃吕特，这个生理学家恰到好处地领会了维纳的意图，并为他提供了可以说明人的目的性行为也是靠负反馈来完成的病例。于是，他们便开始合作探讨如何模拟人的生理功能以实现火炮自动化的问题了。
这是一个靠一两个人、一两个领域的知识所无力解决的复杂问题，需要诸如工程学、心理学、物理学、神经生物学、计算机科学等多学科的合作。维纳召集和主持了这种合作。于是，一次再次的国际性跨学科学术讨论会，一次再次地聚拢着不同学科科学家的心，一次再次地爆出令人振奋的合作成果——一个崭新的科学领域就这样开辟出来了。
1948年，维纳将此类研究成果精炼升华著成《控制论》，控制论的原英文词来自希腊语，愿意为“操舵术”。这是一门可移植适用于从机器、生物、社会各种组织性、目的性系统指导、设计、完成各种目的性行为的科学。《控制论》一经问世，立即轰动了美国科学界，并且迅速被传播到全世界。它引起了人们思想的飞跃，推动了现代社会自动化的进程。
晚年的维纳，除了对其所开创的学科领域的不倦探求外，还与其他科学家一道参与许多诸如呼吁制止战争、反对滥用科学成果等社会活动。
1963年3月，由于心脏不畅而停止了对他聪慧大脑的血液供应——病魔夺去了维纳的生命。不知人类需再过多少年才会再有一颗像他那样的大脑。
沃纳·海森堡
1922年6月，在德国哥廷根“玻尔节”上，量子理论创始人玻尔作了7次著名演讲，简明地阐述了原子结构理论。在听众中，有一位专程从慕尼黑赶来的二年级大学生，他就是沃纳·海森堡。在演讲后的问题讨论中，海森堡对玻尔的一些观点提出了异议。这位大学生的发言，引起了玻尔的注意。当讨论结束时，玻尔邀请他一道出去散步，并仔细地交谈了量子理论的有关问题。他们在哥廷根郊外谈论了好几个小时，仍各持己见。尽管如此，玻尔诚恳待人的作风深深地打动了海森堡的心。而海森堡的聪明才智也给玻尔留下了深刻的印象，他向海森堡发出了去哥本哈根作学术访问的邀请。海森堡后来回忆说，这是他所能记起的“关于近代原子理论的物理问题和哲学问题的第一次全面彻底的讨论，而且它对我后来的事业肯定起了决定性的作用”。
海森堡一生在理论物理学上作出了重要成就，而他最大的贡献无疑是创建矩阵力学。在这之前，他在关于流体力学、反常塞曼效应、分子模型以及色散理论等方面做了大量研究工作。这些工作为他创立矩阵力学作了准备。尤其是与玻恩的合作，使他感受到建立新量子理论的迫切性。
玻恩原来是研究晶体点阵动力学的，1921年到哥廷根大学任理论物理学教授后开始原子理论的研究工作。他让他的学生学点量子物理并想同索末菲展开竞争。哥廷根的著名数学家希尔伯特主张数学家和物理学家结合起来研究物理学，他和玻恩联合组织了“物质结构”讨论班。此外，在玻恩周围还有各种讨论班，如“初学者讨论班”、“晚上讨论班”、“原子力学Ⅰ编写组”等，学术气氛非常浓。为了繁荣科学，玻恩还常邀请各国著名学者来访讲学。这大大开扩了学生们的眼界。玻恩对学生亲切不拘小节。在课余，他常和学生一起散步、野餐、演奏乐曲。玻恩在他主持的讨论班上鼓励提问和批评。因此，在玻恩周围常聚集着一大批有才能的学生，海森堡就是其中一个。
如果说海森堡在索末菲那里受到关于玻尔理论的严格训练，那么他在玻恩那里更多的是学到对玻尔理论的怀疑。当玻恩学派对玻尔理论的正确性表示怀疑时，索末菲学派还相信只要附加上普朗克、玻尔和索末菲提出的量子条件，牛顿力学还可以解决原子领域的问题。海森堡认为玻恩比波尔更加坚信要有一套完整的数学上统一的量子理论，而不是在牛顿力学、量子条件和光量子假设之间的徘徊与调和。
1922年，玻恩和他当时的助手泡利一起深入讨论了把微扰论应用于原子理论的问题，发展了微扰论能量表示的一般方法。1923年，玻恩和海森堡合作把微扰论用于氦原子，虽然理论结果在定性方面与实验一致，但定量方面差距很大。这使他们坚信，物理学的基础必须进行根本的变革。
1924年，在哥廷根讨论班上玻恩曾强调，把量子论的困难单单归诸辐射与力学体系之间的相互作用是不正确的。他认为力学必须加以改造，必须用某种量子力学来代替才能提供理解原子现象的基础。玻恩甚至在1924年的一篇论文中首次把期待中的新理论称作“量子力学”。这时玻恩对他自己所期望的新理论已有了一些模糊的领悟。而海森堡则找到了描述这种理论的数学方法。
海森堡在哥廷根虽然只是一个有奖学金的研究人员，但实际是玻思的助教。他与玻恩密切合作，力图从符号意义上的力学模型出发，建立一种新的力学。一年后他以一篇题为《关于量子论的形式规律在反常塞曼效应问题上的更改》的论文取得大学授课资格，成为无薪讲师。同年9月，海森堡作为领取“洛克菲勒奖学金”的研究人员来到丹麦的哥本哈根，而他的矩阵力学之类的创造性工作，事实上也是在哥本哈根生根发芽的。
海森堡在哥本哈根主要与荷兰物理学家克拉姆斯一起工作。克拉姆斯从1916年起担任玻尔的助手，在发展量子理论方面帮助玻尔做了不少工作。他多才多艺，不仅会5种外语，而且还会拉大提琴，在工作之余常在海森堡的钢琴伴奏下演奏。而他在学习上又对学生要求得极为严格。1924年初，主要根据当时到哥本哈根来工作的美国物理学家斯莱特提出的思想，玻尔、克拉姆斯和斯莱特一起发表了一种对后来影响较大的理论，亦称BKS理论。这个理论的中心思想是：给每个原子引进一组能产生虚拟辐射场的虚振子，而每一个这种虚振于具有一个跃迁频率（即原子的跃迁频率）。这就把不连续的原子过程与连续的辐射场联系起来了，从而可以利用对应原理，采取类似于经典理论的方法来处理量子论的色散问题。克拉姆斯利用这种思想导出了他的色散公式。
如果说克拉姆斯的色散理论实际上摧毁了电子轨道概念的基础，那么可以说海森堡更倾向于放弃电子轨道模型，用正确的数学公式来表示玻尔的对应原理。他和克拉姆斯一起用玻恩的方法研究色散问题，并合作写了一篇论文《关于原子对辐射的散射》。
1925年4月海森堡回到哥廷根。他想进一步在上述工作的基础上解决氢原子谱线强度问题，但在数学上遇到了很大困难。于是，他转而想从根本上解决问题，即找出一个与经典运动方程对应的，在逻辑上内在一致的电子在氢原子中的运动方程。但根据经典力学，这个方程应当描述电子在原子中运动的轨迹，可是原子太小了，电子轨道既看不见，也摸不着，也就是说是不可观察的。那么，如何从实验上来检验所得方程的正确性呢？
正当海森堡百思不得其解的时候，他得了枯草热病。这是由于某种有毒花粉引起的一种过敏症，需要到海边去治疗。当他在北海的赫尔兰岛上休养时，突然从爱因斯坦创立相对论的过程中得到启发。爱因斯坦认为物体的绝对速度和两个不同地点所发生事件的绝对同时性等概念是没有意义的，因为这些概念在实际上是不可观察的。于是海森堡认为，既然玻尔原理中确定半径和转动周期的电子轨道是不可观察的，同样也没有意义。人们在实验中能观察到的只是光谱线的频率和强度。
于是，海森堡从玻尔对应原理出发，“设法建立起一个理论的量子力学，它与经典力学相类似，而在这种量子力学中，只有可观察量之间的关系出现。”他在玻尔的频率条件和克拉姆斯的色散理论中看到了可以这样做的迹象。根据玻尔的频率条件，可以用电子的特征振幅来表示原子中各电子间的相互作用。运用克拉姆斯的量子色散理论，从经典运动方程出发，可以得出一个仅仅以可观测量为基础的量子力学运动方程。这个方程的解在理论上应当能给出原子系统完全确定的频率和能量值，并且也能给出完全确定的量子论的跃迁几率。
经过几天紧张的计算，他用得出的方程处理了一个较简单的非谐振子的量子力学系统和绕核作圆周运动的电子的情况，都获得了成功。
当他最后算完的时候，已是凌晨三点多钟了。此时他十分兴奋，睡意全无，奔出室外，攀上一座海边的岩塔，一直等到旭日东升。他后来回忆当时的心情时说：“最初，我深为惊奇，我感到，通过原于现象的表面，我正在窥测着一个奇妙的内部世界，而对自然界如此慷慨地层现在我面前的丰富的数学结构，使我感到眼花缭乱。”
海森堡在赫尔兰岛上住了一个多星期，终于写成了《关于运动学和动力学的量子论重新解释》一文。他发现量子力学量与经典力学量的不同之处在于：量子力学不遵守一般乘法的交换律，它们是不可对易的，即AB≠BA。从他所得出的方程出发，可以自然地得出符合量子条件的解，而不必像玻尔那样附加几条假说。他知道，“这个十分明显但又错综复杂的物理学问题，只能通过对数学方法的更透彻的研究来解决”。而他的理论在数学处理上只是处于开始阶段，仅能应用于一些简单的例子。所以，他对自己的论文并没十分的把握，犹豫着不敢立即送去发表。
经过反复思考，海森堡于7月9日把写完的那篇论文寄给他最严格的评论家泡利，并说：“我冒昧地直接把我的论文手稿寄给您，因为我相信，至少在批判的即否定的方面，它包含了一些真正的物理学。同时我很抱歉，因为我必须要求您在二至三天内把稿寄还我。我必须要么在我留在这里的最后几天内完成它，要么把它付之一炬。”
泡利热情支持海森堡理论，并表示，“我向海森堡的勇敢假定致敬”。正是由于泡利的鼓励和支持，这才使海森堡下定决心，将论文送给他的老师玻恩审阅。
玻恩看到海森堡的论文后，很快就深刻地认识到他的学生这一工作的重大意义。这时由于海森堡又到哥本哈根去了，他就一方面将海森堡具有划时代意义的论文推荐到《物理学记事》杂志发表，另一方面又与学生约尔丹合作，试图在数学上进一步把海森堡的思想发展成一门系统的量子力学理论。
玻恩经过一个星期的苦苦思索，突然想到，如果将玻尔每个定态的能级横写一次，再竖写一次，就会得出一个矩阵。其中，对角位置对应于状态，非对角位置则对应于跃迁。于是，海森堡的那些可观察量就可以用这些列阵来表示，而这些列阵不就是矩阵吗！这种矩阵的运算方法正好与海森堡所得出的运算法则一致。真是“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫”，数学家早就为物理学准备好了数学工具，只看哪一位物理学家能捷足先登了。由长期在数学之都哥廷根工作，对数学深感兴趣的玻恩来摘取胜利之果，倒也合情合理，并非偶然。
玻恩为这个发现而激动，他立即和约尔丹投入紧张的计算，只用了几天时间，就写出了一篇论文《关于量子力学》。在这篇论文中，他们阐明了矩阵运算法则，应用对应原理，从经典的哈密顿正则方程出发，把矩阵形式应用到海森堡的理论中，得到了一个相当于海森堡量子条件的矩阵方程。根据这个方程，可以进一步导出能量守恒定律和玻尔的频率定则，并成功地应用到了谐振子和非谐振子的量子力学系统。
次年2月，他们又与海森堡合作，以三人名义共同发表了著名的《关于量子力学Ⅱ》一文，把按海森堡途径发展的量子力学推广到任意多个自由度的体系上，完成了对非简单体系及一大类简单体系的微扰理论，导出了动量和角动量守恒定律、选择定则和强度公式。最后，还把该理论用到黑体空腔的本征振动的统计问题上。
这篇论文在矩阵形式下大大发挥了海森堡的最初想法，终于使矩阵形式的量子力学形成了一个完整的体系。它是以微观客体的粒子图象为基础而建立起来的新力学体系，由于它运用了矩阵数学形式，所以又称为矩阵力学。
不久，泡利首先将这种新力学应用于氢原子光谱，算出了氢原子的定态能值，结果与玻尔的结论完全相符，从而证实了新理论的正确性。接着，物理学家们又用量子力学处理过去许多使人感到困惑的原子问题，也都获得了成功。于是，哥廷根的这个胜利成果很快就在物理学界传播开了。爱因斯坦风趣地称，“海森堡生了一个大量子蛋”。剑桥、柏林、哥本哈根都纷纷邀请海森堡去讲他的新量子力学。
在以后的岁月里，海森堡继续在量子力学的道路上探索，取得了累累硕果。他建立的“测不准关系”成为量子力学的重要原理之一，并因此于1932年荣获诺贝尔物理奖。由于海森堡的上述重大贡献，他被公认为量子力学的创始人之一。
矩阵力学被看作是用定量的关系来代替定性的对应原理的一个成功尝试。在创立这一理论的过程中，海森堡借助了一条重要的方法论原则，即可观察性原则。这个原则要求，在理论上应该抛弃那些实际上不可观测的量，而直接采用可观测的量。
海森堡有幸师从索末菲、玻恩、玻尔这样一些当代第一流的物理学家。他后来回忆说，他从索末菲那里学了物理学，从玻恩那里学了数学，从玻尔那里学了哲学。但他决不盲从，他敢于怀疑，敢于批判，常常向老师提出尖锐的问题，与他们展开深刻的讨论。他的名言是：“科学扎根于讨论。”在解决新的物理学问题时，他敢于创新。他创立矩阵力学，作出科学上的伟大贡献，正是源于这种科学探索精神。他曾说：“在每一个崭新的认识阶段，我们永远应该以哥伦布为榜样，他勇于离开他已熟悉的世界，怀着近乎狂热的希望到大洋彼岸找到了新大陆。”
卡特·哥德尔
他旋动数学的透镜注视着数学本身，偶然间他发现了著名的“不完全定理”——它像—支锥子穿透了形式主义的心脏。
1906年卡特·哥德尔生于布伦城，那时布伦是奥匈帝国的领土，现在它属于捷克共和国的一部分。他的父亲是一家纺织厂的经理，喜爱逻辑学和进行推理，他的母亲则一直提倡对自己的独生子要尽早教育。10岁之前，哥德尔一直在学习数学、宗教和好几种语言。到25岁时，他已经提出了被许多人认为是20世纪最重要的数学成果的“不完全定理”。1931年，哥德尔提出了他的发现，引起了人们的震惊和迷茫。它表明，世界上最著名的数学家的将近一个世纪的努力是注定要失败的。
为了对哥德尔的理论表示赞赏，去理解那个时代数学怎样被感知，是一件残忍的事情。多少个世纪以来，人类处于典型的泥水不分的混沌状态，那时人的模糊直觉和明白无误的逻辑思考是搅和在一起的，直到19世纪末期，数学才终于有了发展。所谓的形式体系被设计了出来，就像从树干上长出了枝丫，定理从推论公理中生了出来。形式体系表明，得出定理的过程必须从某个地方开始，并且这个地方一定是存在公理的地方，它们是原始的种子，是其他数学结论的源泉。
机械数学观的优点是它剔除了所有思考和判断的需要。只要公理是正确的叙述，并且只要推理的法则是正确的，数学就不会出轨，谎言就不会轻而易举地得逞。
为了发挥标准数字、加号、括号及其他符号的优势，人们经常把文字叙述写成用一系列符号表示的形式体系。但是，那时这些符号并不是数学的一个必要特征。虽然文字叙述同样被用来表示李子、香蕉、苹果和橘子，然而那时候，数学叙述（由任意符号构成）越来越明显地成为数学的一种单纯的精确的结构模式。
很快，少数几个有远见的人物开始懂得了数学叙述的特点，哥德尔即是他们中的佼佼者，这种看待事物的方式打开了数学的一个新的分支学科——抽象数学。常用的数学分析方法是与抽象数学的模仿一萌芽阶段相联系的，这一阶段形成了形式体系的本质——数学本身被假设为抽象数学的原始样本。这样数学就像一条自食的蛇一样又扭过头来盘住了自己。
哥德尔表明，怪异的结论恰恰来自用数学透镜观看数学本身时的聚焦过程。理解这一结论的方法之一就是想象在一颗遥远的行星上（比如说火星），所有用于写传奇作品的符号碰巧是我们平时用的0～9的阿拉伯数字。这样，火星人将会在他们教科书中讨论一个著名的发现，他们会发现地球上的我们与欧几里德有关，而同时我们会说：“他们的作品中有许多素数，”他们写的东西则像这样：“8445329844508787866 873070005766619463864545067111。”对我们来说它像一个46位的数字。而对火星人来说，它根本不是数字，而是一句陈述语。的确，对他们来说，他们写的这些素数代表着34个字母，6个单词和几行话，就像我和你应用英文字母一样。
现在让我们来想象着讨论一下所有的数学定理之间存在的普遍属性。如果我们查找火星人的教科书，我们看到的所有定理都只是纯粹的数字而己。因此我们可能创造出一条复杂的定理，以分辨哪些数字可以出现在火星人的教科书中，而那些数字从不在那儿出现。当然，我们不愿意谈论数字，而更愿意谈论那些形似数字的符号链。并且，或许对我们来说，让我们忘记这些符号链对火星人的意义，而仅仅把它们看成是古老的数字，这并不是一件容易的事。
通过这一简单的换位透视法，哥德尔找到了更深奥的力法。哥德尔的方法是去想象着研究什么能够被称为“火星人创造的数字”（那些数字实际上是火星人教科书中的定理），并且他试着提出诸如此类的问题：“8030974是否是火星人的创造？”这个问题的意思是，像“8030974”这样的叙述会不会在一本火星人教科书中出现？
哥德尔仔细思索着这一超现实的数字构成，很快他发现这种“火星人创造”的专用数字并不是完全区别于我们熟知的“素数”或“奇数”等概念。这样一来，地球范围内的数字定理便能够处理诸如“哪些数字是火星人创造，哪些数字不是火星人创造”或者“是否有无限的非火星人创造数字”等问题了。很可能高等数学教科书（在地球上的）已经包括了关于火星人创造的数字的全部出处。
就这样，在数学史上最敏锐的洞见之一里，哥德尔设计出了一句惊人的陈述：“X不是一个火星人创造的数字。”这句话中的x就是：当“X不是一个火星人创造的数字”陈述被译成火星人的数学概念时所表示出的数字。仔细想一下这句话，直到你明白它为止。被翻译成火星人概念的“X不是一个火星人创造的数字”这句陈述，对我们来说将是一串巨大的数字链——一个很大的数字，但是，这串火星人的书写正是我们要找的X（这句叙述本身所谈及的X）。说起来太曲折，的确这真够曲折的！但是曲折正是哥德尔的特长——曲折就在空间结构中，曲折就在原因中，万事万物都是曲折的。
通过把定理想成符号模式，哥德尔发现，用“形式体系”表示的陈述不仅能够阐明它自身，而且能够拒绝它自己的理论来源。数学中存在的这一纠缠不清的潜在结果，对火星人来说是一种巨大的非同寻常的悲哀，为什么悲哀呢？因为火星的人们——像鲁塞尔和怀特洛德——早已全身心地希望，他们的形式体系会抓住数学的所有真实陈述。如果哥德尔的陈述是正确的，那么它在他们的教科书中将不会被当成一条定理，并且它将再也不会出现在他们的教科书中——因为哥德尔的陈述已经表明它本身是不可能的！如果它的确在他们的教科书中出现了，那么它对它本身将是错误的又有何解释呢，并且有谁，即使是火星人，会想要一本提倡错误和提倡正确一样多的数学教科书呢？
所有这一切的结果是，一直被保持的形式主义的目标只不过是一种幻想。所有形式体系表明是不完全的，因为它们本身就能够表明他们自己是无法得以证明的。并且，据说1931年哥德尔提出的“数学的不完全性”也说明了上述观点。事实上，不是数学本身是不完全的，而是任何试图用一套有限的公理和规则去抓住数学的所有事实的形式体系都是不完全的。对于你来说，这一结论可能并不会给你带来震撼，但对于20世纪30年代的数学家们来说，它结束了他们的整个世界观，并且数学自此将面目全非了。
哥德尔1931年写的文章也产生了其他的影响：它发明了循环函数理论，它成为今天计算机理论的重要基础理论之一。确实，在哥德尔的文章的核心部分，写下了为创造出“火星人创造”的数字而制定的复杂的近似计算机程序的内容，并且这一“程序”是用极似Lisp的程序语言的形式写下的，而这一语言在将近30年后才得以开发。
哥德尔这个人和他的理论一样古怪。1939年，他和他作为职业舞蹈者的妻子艾蒂丽逃离纳粹德国并且前往普林斯顿。在那里，他与爱因斯坦共同在高级研究所任职。在晚年，哥德尔成了病菌传染方面的妄想狂患者，他强制性地一次又一次地洗净自己的餐具，带着露有双眼的滑雪面具到处乱跑，一时间他成了臭名昭著的人物。72岁时，他因为拒绝进食而死于一家普林斯顿的医院里。正如形式体系的威力注定要不完全一样，生活也是不完全的，也正如形式体系的复杂性注定要灭亡一样，每一个人都有自己独特的生活方式。
雷切尔·卡森
1907年出生于宾夕法尼亚州的雷切尔·卡森，10岁时第一次出现在斯·尼可拉斯儿童文学杂志上。她是一个爱读书、不合群，迷恋于鸟乃至大自然的人。这个衣着朴素，端正的脸庞，黑色的卷发，苗条害羞的女孩，青年时代一直坚持写作，在宾州供女子上学的学院选择英语专业并继续向期刊投寄诗作。到大学三年级那年，当一门生物学课程又唤醒了她对自然界一直存有的好奇心时，她转到了动物学专业，那时还没有意识到她的文学和科学热情会很有补益于她的新专业。
1929年，卡森在约翰·霍普金斯大学获动物学硕士学位，但家庭责任的增加使她放弃了对博士学位的追求。几年后她到马里兰大学教动物学，连续几个夏天她在麻省伍德斯·霍尔的缅因生物实验室进行研究。就是在那里，她于30年代早期，第一次看到并迷恋于大海的巨大秘密。
1935年雷切尔·卡森，正如一些朋友所知，为旧渔业部打零工，写科学广播文稿，她因而于1936年被聘用为一名助理水产生物学家。为在自己较少的收入基础上再增加一些收入以维持生计，她给巴尔迪摩的《太阳》杂志撰写专题文章，文章中的大部分涉及海洋动物学。虽然过去她的诗作从没发表过，但浓郁抒情的散文风格在她的文章中逐渐形成，并且编辑认为她为政府出版物写的作品很优雅而且不同凡响，这位编辑要求她把作品送到《大西洋月报》。
1937年9月的一份国家杂志刊出了这位年轻作家的第一部出版作品《海风下》。在主题、基调上，它对所有她后来的作品来说，都是有开创性的。与她在《阳光》杂志上作品的召唤性特点一样，她的第一本书的开头就是“在整个大西洋海岸的每一条河和小溪中，蟹鱼正匆忙地游向……”《海风下》是卡森在她所有的书中最喜爱的，可能在不知不觉中流传下来。同时，她在《鱼和野生动物服务》刊物中的责任也增加了。1946年她被提拔为情报专家，接着又于1949年成为几家出版物的首席编辑。
自然学家路易斯·海勒与她第一次交谈时，发现她“沉静、怯懦、朴素、严谨以及缺少吸引力”。由于对此存有争议，关于她的这一点没有发表什么文字。至于说她谦卑、压抑，她并不是一个循规蹈矩的人。她在自己的文学作品里，性格顽皮、语调辛辣，充满自信。
在她的第一本书出版后十年，她的代理商宣传她正在写作中的第二本书，该书涉及海洋的起源和地理学等方面。15家杂志包括《星期六晚邮报》和《国家地理学》拒绝了这些材料。终于，这部作品落到《纽约人》杂志社厄迪斯·沃里弗手中，他又将它推荐给威廉·谢恩，此人立即认识到这部书的卓越品质。该书的大部分篇章被作为《海的档案》系列出版。1951年7月整部手稿以《我们周围的海》为名出版了。这部书获得了约翰·巴奥斯奖章，接着又获国家图书奖，而且在这一年里销售了20万册精装本。
成功使卡森能于1952年从《鱼和野生动物服务》杂志社退职，将全部时间投入写作。那年夏天她买了块地建了一幢小屋，这个小屋在缅因州的海岸靠近西绍丝普特的歇普斯克特河岸边。她和她母亲1946年到过那里。
她新近的名声使她有机会讲出她强烈感觉到的焦虑，早在1945年，卡森和她很亲密的同事克拉伦斯·科特姆对政府滥用新的化学杀虫剂（如DDT）很警觉，特别是在“肉食动物”和“虫”的控制计划中，该计划不关心其他生物的利益而宣扬使用毒药。同年，她向《读者文摘》杂志提交了一篇关于在马里兰州帕塔克圣特进行的杀虫剂试验的文章，检视了DDT对受影响区域所有生命的影响。《读者文摘》显然不感兴趣。她又回到政府工作岗位，写她的海洋三部曲。直到第三卷写完后她才返回来进行先前从事的这份工作——关于杀虫剂问题的研究。
同时，杀虫剂的“火力”因dieIdrin（狄氏剂），parathion（亚硝酸盐），heptachcor（氯化物），malathion（丁烯酸）和其他比DDT强许多倍的可怕化合物的出现大大增强了。所有这些杀虫剂，政府都计划通过农业部门以公开使用并进行商业生产。“我越了解到正在使用的杀虫剂，我越变得惊恐”，卡森回忆说。“我认识到这些情况是写一本书的材料。作为一个自然学家的我，感到意义极为重大的每件事物都在受到威胁，而我无能为力，宁产的事将是更为重要的事。”
卡森名气大，口才好，又以文章精炼著称，她能得到领先的科学家和环境保护组织的支持，而且被要求举办一个听证会。尽管如此，《读者文摘》和其他杂志对她提出的这个令人沮丧的课题没有什么兴趣。接着，1957年麻省塔克斯巴瑞附近开展了灭蚊运动，出现了令人触目惊心的野生动物的灭顶之灾，继之为根除游荡飞蛾，在长岛东部开展了DDT／燃料油混合物的无点喷射。紧接着，南部各州在进行防火的全面“战争”中，对其他生物也造成了大范围的损害。这种举措的“受惠”者们因而叫苦不迭，连连求饶。随后，遍及全国使用aminotriacde（一种有害动物的药剂）喷射越橘草的大行动爆发了。这件事导致农业部禁止所有越橘销售，此时正是1959年感恩节。
虽然其他人一直在警告人们使用杀虫剂的危险，但却是卡森出人意料地提出的隐喻，引起所有的警告集中到一点上：“美国的心脏地带曾经有一个小城镇，那里各类生命与环境和谐共处……接着奇怪的枯叶病爬遍了该地区，每样事物开始变成……只有奇怪的‘静’……到处难得一见的鸟儿濒临死亡。它们猛烈颤抖，不能飞翔。这是一个没有音响的春天。早晨，曾充满数十种鸟叫的草坪交响乐，现在却默无声响。大地上、树林里、沼泽中，只有寂静存在。”《寂静的春天》曾于1962年6月在《纽约人》杂志上连载，却刺伤了全国各个牛饲养业的法人团体。就在该作品发表前，他们威胁要控告她，各种诋毁她的行为严重地侵扰着她。包括有人这样说，这个谨小慎微的科学家是一个歇斯底里的女人，没资格写这样的书。《时代》杂志的评论员则悲叹卡森：“十分简单化和彻头彻尾的错误……许多不充分的概括——而且有许多概括明显没有道理。”
到了年终，《国家公园杂志》等刊物发表了她的《寂静的春天》一书的补充节录，攻击卡森的人们大多自我开脱，此外，都迅速转回到更安全可靠的立场上来。在他们旨在压制一位勇敢的科学家对涉及公共事务的抗议的运动中，化学业界的利益保护只是增加了大众意识。《寂静的春天》一书变成了最俏的畅销书，在国际上也引起震动。将近四十年后，该书仍被看作是新环境主义的奠基之作。
卡森不是一个天生的运动家，而是一个聪明的有献身精神的女
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