汉斯·贝特：揭示阳光奥秘的人

1938年，一位在康奈尔大学工作的三十二岁难民弄清了恒星光芒的来源。碳氮氧循环——即碳作为催化剂将氢聚变为氦——确定了主序带上较重恒星的主要能量来源，并最终为他赢得了诺贝尔奖。四年后，同一个人身处新墨西哥州的沙漠中，负责领导一个计算原子弹破坏力的部门。汉斯·贝特（Hans Bethe）在余下的漫长岁月中，都在试图将这第二个发现重新纳入控制。

从斯特拉斯堡到索末菲

他于1906年7月2日出生在斯特拉斯堡（当时属于德国阿尔萨斯-洛林），父亲是生理学教授阿尔布雷希特·贝特（Albrecht Bethe），母亲是安娜·库恩（Anna Kuhn）。他于1924年进入法兰克福大学学习，并于1928年在慕尼黑大学获得博士学位。他的导师是那个时代最伟大的理论物理学家阿诺德·索末菲（Arnold Sommerfeld），其博士论文课题为晶体中的电子衍射理论。他的学术成果从那时起就开始不断涌现且从未真正停止：1930年提出了带电粒子穿过物质时的能量损失公式（即贝特公式），1931年提出了贝特假设——一种寻找量子多体模型精确解的方法，至今仍是数学物理学的核心。

1933年，他因犹太血统被蒂宾根大学解聘。他前往英国，并于1935年以3,000美元的年薪加入了位于纽约州伊萨卡的康奈尔大学。他在那里待了七十年。他于1939年9月13日与罗斯·埃瓦尔德（Rose Ewald）结婚，并于1941年成为美国公民。他后来写信给索末菲说：“我在美国感到比在德国更自在。就好像我出生在德国是一个错误，直到28岁才回到真正的祖国。”

恒星为何闪耀

恒星核合成是那个时代最棘手的难题，而贝特解决了其中最困难的部分。他关于碳氮氧循环的阐述解释了巨型恒星如何将质量转化为辐射，进而解释了为什么天空充满光亮而不是灰烬。这一发现于1967年被授予诺贝尔物理学奖，距离该研究发表已过去近三十年。

洛斯阿拉莫斯

1942年至1945年间，贝特担任洛斯阿拉莫斯实验室理论部主任，负责将物理理论转化为武器。他领导的团队计算了铀-235的临界质量，发展了内爆弹理论，并致力于中子源和辐射传播的研究。他与理查德·费曼（Richard Feynman）共同推导出了用于估算裂变武器爆炸当量的贝特-费曼公式。他的辩解也是大多数同事所使用的理由，而且他从不掩饰：“必须制造裂变弹，因为德国人很可能正在制造它。”

氢弹的情况有所不同，他对此一直感到不安。1968年，他以罕见的坦诚描述了自己的动机：“如果我不参与制造这种炸弹，别人也会参与——我想如果我留在洛斯阿拉莫斯，或许还能成为推动裁军的一股力量。”当被问及谁是氢弹之父时，他给出了最终的定论：“乌拉姆（Ulam）是父亲，因为他提供了种子；泰勒（Teller）是母亲，因为他一直守护着这个孩子。至于我，我想我只是个助产士。”

十二个方程

1947年，他完成了令同事们至今仍充满敬畏的计算。实验人员在氢原子的能级中发现了一个微小的异常——兰姆位移，现有的理论无法解释。贝特用一份仅有三页纸、包含十二个数学方程的论文计算出了结果，证明了困扰量子电动力学的无穷大问题可以得到处理，且该理论从根本上是稳健的。费曼称其为“量子电动力学史上的最重要的发现”。保罗·狄拉克（Paul Dirac）称其为“数十年来物理学中最重要的计算”。现代量子电动力学，即科学界测试最精确的理论，正是由此开始。

长期的争论

在帮助制造武器后，贝特花了五十年的时间反对它们。他与阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）通过“原子科学家紧急委员会”开展反核试验运动，并致力于影响历届美国政府，帮助促成了1963年的《部分禁止核试验条约》和1972年的《反弹道导弹条约》。这是一种非常“贝特式”的行动主义——技术导向、富有耐心，通过委员会报告和当量计算而非宣言进行沟通，也正因如此而卓有成效。他一直在康奈尔大学担任约翰·温德尔·安德森（John Wendell Anderson）物理学教授，直到九十多岁仍有论文发表。

为什么汉斯被称为天才

他特定的天赋在于工业规模的问题解决能力：能够将一个无人量化的物理情境——恒星、冲击波、异常谱线——转化为数值。他的博士生弗里曼·戴森（Freeman Dyson）称他为“20世纪最伟大的问题解决者”。兰姆位移论文就是最好的例证：三页纸、十二个方程、拯救了量子电动力学，并被两位现世最顶尖的物理学家称为数十年来最重要的计算。极少数人能在固态物理、核反应理论、天体物理、武器设计和量子场论这五个领域均达到顶级水平；而贝特做到了。

一个诚实的反对观点是，贝特并非革命者。他没有创立任何框架，也没有颠覆任何世界观；他在玻恩（Born）和海森堡（Heisenberg）留下的量子力学框架内，以及狄拉克（Dirac）留下的量子电动力学框架内工作。他标志性的成就是在他人理论基础上的计算，无论这些计算多么天才。不同类型的怀疑者指出其道德上的局限：他制造了原子弹，然后花了五十年游说以消除其后果。他自己的解释——即别人也会这样做，且他能从内部推动裁军——是每一位试图两面兼顾的武器科学家所使用的标准辩护。贝特深知这一点。他拒绝承认自己是氢弹之父，并坚持使用“助产士”这个词，读起来就像是一个正在整理自己账目的人。

遗产

六十年间荣誉不断：1947年获得亨利·德雷珀奖章（Henry Draper Medal），1957年当选皇家学会外籍会员，1959年获得富兰克林奖章（Franklin Medal），1961年获得爱丁顿奖章（Eddington Medal）和恩里科·费米奖（Enrico Fermi Award），1963年获得拉姆福德奖（Rumford Prize），1967年获得诺贝尔奖，1975年获得国家科学奖章，1989年获得罗蒙诺索夫金质奖章（Lomonosov Gold Medal），1993年获得奥斯特奖章（Oersted Medal），2001年获得布鲁斯奖章（Bruce Medal），并于2005年被追授本杰明·富兰克林奖章（Benjamin Franklin Medal）。他于2005年3月6日在伊萨卡去世，享年98岁，送走了几乎所有共事过的同仁，并在这一过程中解释了为什么会有白昼。