索末菲：“诺奖幼儿园”园长的育人之道

本文来自微信公众号：墨子沙龙，作者：郭庆

1927年10月的布鲁塞尔，第五届索尔维会议的29人合影被誉为“人类智商密度最高的照片”，17位诺奖得主或未来得主齐聚其中。若仔细辨认，会发现许多人是同一人的学生或徒孙——这个人就是阿诺德·索末菲。他的三位亲传弟子德拜、泡利、海森堡都在照片里，而他本人却未现身。这位直接培养出7位诺奖得主的物理学家，堪称“诺奖幼儿园”的园长。

▲第五届索尔维会议彩色复原版，索末菲三位学生分别是德拜（中排左一）、泡利（后排右四）以及海森堡（后排右三）（rare historical photos）

招生：慧眼识珠的“相马”艺术

伯乐的核心是相马，索末菲的“诺奖幼儿园”第一步便是精准选苗。1906年，38岁的索末菲放弃亚琛的工程教授职位，赴慕尼黑工业大学任理论物理教职。当时理论物理被实验派视为“纸上谈兵”，办公条件也简陋，但他深知理论物理的核心是人。

▲20世纪初的慕尼黑大学

索末菲的选人策略类似朗道：用最难的问题筛选人才。第一节课就抛出难题，只为找到真正的璞玉。1908年，旁听生洪德洛斯被问题吸引，申请读博。索末菲给他一个复杂课题——弯管波发射，虽未完全解决，但其论文提出的导线电磁波理论成了光纤通讯基础。1920年，19岁的海森堡因数学教授林德曼拒绝，转投索末菲。索末菲很快将他拉入博士生研讨班，让中学生在“狼群”中成长。更早的泡利，高中毕业两个月就发表相对论论文，大一新生对广义相对论的理解让索末菲惊叹，甚至将《数学科学百科全书》的相对论词条撰写任务交给他，21岁的泡利完成237页巨著，获爱因斯坦盛赞。

▲1924年的泡利（CERN Document)

上课：开放碰撞的学术氛围

选好苗子后，索末菲的教学有两套模式：每周四次主题轮换的大课，以及让慕尼黑闻名的研讨会。早期研讨会在咖啡馆举行，大理石桌当黑板，连爱因斯坦都想旁听。但内容过深让低年级学生却步，1908年冬天，大弟子德拜提议办入门研讨会，拒绝索末菲参加——“有教授在谁敢说蠢话”，只“要他的雪茄”。索末菲妥协，让出讲台并提供雪茄。每周晚上，年轻人挤在教室，一人讲论文，众人“拆台”，卡住也无人解围，直到自己找到出路。德拜作为大师兄耐心帮助新生，索末菲的学术传统悄然传递。

▲慕尼黑物理学家们在1911年左右的霍夫花园咖啡馆（sommerfeld.userweb）

高级研讨会上，索末菲从不假装全懂。面对量子物理的混乱，他会坦率说“这个我也不懂，一起算算看”。这种坦诚让学生解放，海森堡后来回忆，正是这份包容让他24岁敢提出矩阵力学。学期末，索末菲把课堂搬到阿尔卑斯山，白天滑雪，晚上轻松讨论，许多博士论文的灵感由此诞生。1919年，他将教学成果写成《原子结构与光谱线》，前四版几乎年更，第三版就成了物理学家“圣经”，他也被称为“量子教皇”，无数人通过这本书“走进”他的课堂。

护航：一生守护的“育儿”责任

索末菲的学生毕业即被争抢，哥廷根的玻恩想挖海森堡，海森堡却称“得索末菲决定”，玻恩只好写信求情。海森堡博士答辩时，因答不出实验仪器原理被维恩反对，索末菲据理力争，以创造力为核心，让他惊险过关。学生们对索末菲始终依赖，泡利毒舌却对他恭敬，海森堡在其60岁生日贺信中希望他继续做“物理学孩子”的培养者。1933年纳粹上台，幼儿园被迫解散，海森堡获诺奖时，索末菲虽未在候选名单上，却看着学生加冕。

索末菲1917-1951年获84次诺奖提名，创纪录却未获奖。他的玻尔-索末菲原子模型、精细结构常数、金属电子理论都够诺奖资格，却因生在群星时代，竞争对手是自己的学生。他的直系学生有4位诺奖得主，加上助手和博士后共7位，劳厄、鲍林、拉比也受其指导。1948年他80岁时，美国物理教师协会破例授予奥斯特奖章，《自然研究杂志》出纪念专辑，海森堡写道：“他教出一整代理论物理学家，桃李满天下。”

▲索末菲获得的所有提名，数据来源诺奖网站，图片为AI制作

后记

当诺奖幼儿园园长的体验，是用一辈子教孩子认识宇宙，目送他们走上最高领奖台，自己站在台下。手里没有奖章，但指纹留在每一枚奖章上。

参考文献

①海森堡W.原子物理学的发展和社会[M].马名驹，张敏，译。北京：中国社会科学出版社，1985.

②埃克特著，方在庆，何钧主译。阿诺尔德・索末菲传：原子物理学家和文化信使[M].长沙：湖南科学技术出版社，2018.

③ECKERT M.Establishing quantum physics in Munich:emergence of Arnold Sommerfeld’s quantum school[M].Cham:Springer,2020.