5 慕尼黑
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来解释原子。他认为从德布罗意的思想中找到了思路——电子像波，而不像沿轨道运行的小行星会作出那些荒谬的跃迁。薛定谔提出，原子核周围是以一定频率振荡的电子或波，有点像振动鼓面的驻波。只有某些稳定的频率是可能的，即那些包含整数个波的频率；如果不是的话，波就会彼此干扰。增加能量，电子或波就被激发到下一个整数的频率；能量丧失后，就会释放出一定波长的光。在一阵不同寻常的工作之后，薛定得提出了一个数学方程式。把电子看作为波，就能够推导出氢原子稳定态的玻尔能级。尽管令人难以置信，但是他认为电子实际上并不是空间的一个点，而像是一层绷在原子核周围的驻波。他可以测量波的形状和密度。根据计算，他发现氢电子在原子核周围形成了一个带负电能量的球面。他的体系看起来能够与玻恩和海森伯的体系同样完整地描述原子的实际，因而被称为波动力学。
和当时许多物理学家一样，索末菲很快就接受了更接近经典物理的波动力学。与矩阵力学相比，薛定谔的数学表达式简洁明了——他的体系更易于理解，比玻恩和海森伯严谨的矩阵更“方便用户”——当然，他仍然怀疑波动力学是否真正能描述一种物理现实。每一个年轻的自然科学家在学校里都学习过波的物理特性，因而对波这一概念感到很亲切；即便电子实际上并不是以这种形态存在的，薛定谔方程也可以被视为是电子“云”，而以一种可辨认的形状围绕在原子核周围。就氢原子而言，球状电子云的密度根据它到原子核的距离接指数规律递减。波动力学还表明，就像玻尔预测的那样，在较复杂的原子中，附加的电子可以被设想为在内层球体外形成了新的球形外壳。
许多不喜欢量子理论过激革命内涵的传统物理学家热情地欢呼波动力学的诞生，认为这是传统物理学的具体化。鲍林的年龄还不至于使他成为一个传统学者，但是在索末菲的引导下，他也把波动力学看作是一个更容易使用、更便于想象的工具加以采用。鲍林在1926年给同事的一封信中写道：“我发现他（薛定谔）的方法比矩阵运算简便得多；而且根本思想更能令人满意，因为在数学公式背后至少还有一丝物理学图案的影子。”他说，与矩阵力学相比，原子波动图“非常清楚，十分诱人”。
像对待任何物理学中有价值的新思想一样，索末菲尽可能早地在慕尼黑介绍了波动力学。鲍林在第一学期参加了一个讨论会，分析薛定谔早期波动力学论文的校样稿。薛定谔本人也在1926年夏天来到慕尼黑宣讲自己的学说，鲍林在座。在这位奥地利人的讲座结束时，一个满头浅棕色乱发、一脸孩子气的年轻人从教室后面跳了起来。他就是海森伯。他对人们这么快就接受薛定谔的理论感到异常愤怒，而且担心自己的矩阵体系会被搬到一边。他当面质问薛定谔，他的电子波理论如何解释诸如光电效应和黑体辐射这类量子化过程。薛定谔还没来得及回答，慕尼黑实验物理学研究院院长，德高望重的诺贝尔奖金获得者维尔海姆·维恩怒气冲冲地插话道：“年轻人，薛定谔教授将来肯定会解决这些问题的。你必须理解现在我们已经不再相信量子跃迁这一派胡言了。”薛定谔冷静地补充说，他深信最终他的方法会澄清所有的问题。
这是两种世界观的碰撞。海森伯日渐确信，从根本上来说，原子是不可知的，原子水平的实际情况是不可想象的。原子现实是不可能用经典理论来想象或描述的；只能够通过他奇特的新颖数学公式来认识。而薛定谔同样确信，原子肯定具有一些经典物理学的性质。尽管两人在公开辩论中保持着彬彬有礼的态度，但是他们私下的书信往来表露出了他们之间的敌对情绪。薛定谔依然称量子跃迁是“怪异的”，海森伯则断定薛定谔坚持原子有形是无稽之谈。
新量子力学的矩阵理论和波动理论都比旧的玻尔—索末菲原子模型——以下称为“旧的量子理论”——来得优越，两者都能以较少的矛盾解释多得多的实验结果。泡利告诉鲍林，他在双原子分子上的辛苦工作是白费力气，因为它支持的不过是一个过时的体系。确实“没有意义”。
同时，泡利也意识到，鲍林跨学科的体系为新的量子力学提供了一个极好的试验。鲍林的理论提出，旧的量子理论预测磁场对氢气的介电常数会产生可以测得的效果。泡利告诉他，这很可能是错误的；新的量子力学的预测结果是没有影响。如果鲍林能够以新的量子力学公式来计算他的体系，他可以发表那篇被认为是支持旧的量子理论的论文。不过，这次的用意在于驳斥旧的量子理论。
来自帕萨迪纳的试验结果进一步否定了鲍林关于磁场效应的预测。在此之后的几个星期里，鲍林又运用新的力学重新进行了运算（他借鉴了海森伯和薛定谔两人的公式）。他说，计算结果显示，“旧的量子理论显然不成立，而新的量子理论成功了。”对鲍林来说，旧的量子理论也死亡了。
在苏黎世会议结束后两星期给诺伊斯的一封信中，鲍林写道：“我现在正埋头于新的量子力学，因为我觉得原子和分子化学需要它。”对鲍林和每一个物理学界人士来说，新体系的明显优越性很快就体现了出来。不久之后鲍林说：“旧的量子理论与实验结果不符，而新力学与自然十分和谐。在旧的量子理论无言以对之际，新力学雄辩地说明了真相。”
爱娃喜欢他们在欧洲的日子。她和莱纳斯再次补上了从没度过的蜜月。尽管鲍林的工作日程很紧——大多数夜晚他都在房间里伏案运算，而爱娃则在一边读书或者练习德语——他们仍旧有时间娱乐。他们在慕尼黑听歌剧，参观美术馆；他们经常去新建的德国博物馆，那里有大量的科学展品，周末到阿尔卑斯山去爬山，有时也去欧迪赌场跳舞。“我喜欢和莱纳斯跳舞，他的舞跳得棒极了，”爱娃在那年夏天写道。“我们配合得天衣无缝，大跳别人不会的小步舞。”爱娃远非一个普通的社交伴侣。鲍林夫妇几次受邀到索末菲的家去作客，爱娃给所有的人都留下了良好的印象。当索末菲听说她会弹琴时，就让人把自己的一架钢琴搬到了鲍林家。和在加州理工学院一样，爱娃陪莱纳斯去听讲座和讨论会，甚至还去每星期在咖啡屋举行的物理学家专业聚会。很多时候她是在场的唯一女性。那年夏天，她骄傲地写信告诉诺伊斯：“一个德国小伙说，连我在内，理论物理学院有5个美国人。”
在慕尼黑过了几个月后，鲍林成了美国学生联谊会的常客。与一对和他们同住一幢楼的美国博士后纪列民兄弟一起，莱纳斯和爱娃组成了非正式的来访美国学生欢迎委员会，向新来的学生介绍这座城市和大学，然后带他们到自己最喜欢的咖啡屋去向他们介绍最新的科学发现——或者谈论更重要的话题，比如奖学金是否够用。
在与爱娃母亲的通信中，他们时刻追踪着小莱纳斯的健康、心情和成长。尽管两人都很想念孩子，他们很高兴没有带孩子一同来，因为这会给他们带来太多的家务和麻烦。到慕尼黑几个月后鲍林写信给诺伊斯说，“我对妻子清醒头脑的敬重与日俱增，因为当初我曾竭力主张把孩子带来。”
唯一的阴霾发生在7月初，他们收到鲍林妹妹露茜尔的来信，告诉他们关于母亲的坏消息。贝莉的健康急剧恶化，被送进了塞勒姆一所主要用来治疗精神病人的州立医院。鲍林马上回信说：“妈妈的消息对我的打击很大。我将尽我全力，告诉我你希望我做些什么……我从来不知该如何是好，因为我不知道事态的严重性……我把所有手头的钱都寄给吉姆叔叔了。如果不够的话，我会设法借钱……妈妈需要什么都给她。”
但是，当信到达波特兰之前，贝莉已经去世了。
这是一种日益不幸的生活的终结。在鲍林上大学一年级的时候，贝莉再婚了。新郎布莱顿是贝莉的姐姐格蒂安排见面的，一个整天嚼着烟草的士兵。他们闪电般地结了婚，这场婚姻从一开始就注定了失败。鲍林的两个妹妹波琳和露茜尔打开始就不喜欢她们成天躺着不干活的继父。蜜月过后不久，贝莉患上了流感，后来发展为肺炎，慢性贫血又进一步加剧了病症。新婚夫妇开始吵架。几个月后的一天，布莱顿抓起帽子和外套说是去理发。他再也没有回家。
波琳也迫切地希望离开这个家。高中毕业之后，在莱纳斯的资助下，她沿着哥哥的足迹进了俄勒冈农学院，但是她并不喜欢大学生活。她年轻又漂亮，渴望着能够到新鲜的地方去。1925年，她在波特兰的慈善互助俱乐部当上了秘书长助理，不久就得到了俱乐部体育教练的好感。波琳怂恿他到别的城市去寻找机会，他们很快结了婚，在几个月后搬到了洛杉矶。当贝莉得知两人私奔之后，一下瘫软在地上了。
露茜尔在三个孩子中最可爱，最听话。她一个人承担起职责，照顾丧失生活自理能力的母亲。贝莉的恶性贫血进入了一个新阶段，大腿丧失了行动的能力和感觉，还间歇地出现臆想和幻觉。维持生计的重压使她身心交瘁。寄宿房的取舍得作出决断，露茜尔已经20岁出头，但她对生意经却一窍不通，也不想自己来作出选择。“我让别人来作决定，来照料妈妈，来照料一切，因为我实在太不成熟，难以担当责任，而且过于轻信，”她后来在给鲍林的一封信中这样写道。
鲍林最后一次见到贝莉是在1926年3月，当时，他和爱娃在去欧洲途中路过波特兰。那时候，他就意识到母亲已经逐渐丧失了照顾自己的能力。她的头发已经灰白，行走困难。但是鲍林不愿打乱自己的计划。他告诉母亲，自己在帕萨迪纳的银行里存了一千美元，如果要用的话，只要跟他说一声；他还托付自己的叔父，法官詹姆斯·坎贝尔，以及一个忠诚的老寄宿者埃克曼先生，多多关心他的母亲。
两星期后，贝莉卖掉了寄宿房——至少在纸面上。“买主”是露茜尔，售价10美元。也许贝莉是为了逃避身后的遗产继承税或别的问题；也许她是为了奖赏留在身边的唯一的孩子。然后，她出租了房子，和露茜尔搬到了附近的一间公寓中。这耗尽了她最后的一点精力。她产生幻觉的间歇越来越短，夜不能寐，愈来愈烦躁不安，忽而得意洋洋，忽而疑神疑鬼。露苛尔受不了，只好把贝莉的大姐格蒂叫来收拾局面。
格蒂也无能为力，最后决定把贝莉送进收治精神病人的州立医院去。在处理好法律程序之后，格蒂带着妹妹来到60英里之外的州立医院，并填写了入院问卷。是否酗酒或吸毒？“否。”性格脾气？“道德性格佳。生性快乐。16年前丧偶——在巨大困苦中抚养了孩子。”精神失常的最初症状？“疾病和过多的责任带来的极度忧虑。”
露茜尔几天后探访了母亲，母亲在精神病院的情景让她难以接受。她哭着叫阿姨格蒂带母亲回家，但被告知已为时过晚。
入院后不过几个星期，贝莉就去世了，终年45岁。
几天后，当鲍林在慕尼黑的家中招待几位朋友时，从妹妹的来信中得知了这一噩耗。他从先前格蒂阿姨写来的一封他记得是“愚蠢、蛮横和莫名其妙的来信”中——格蒂阿姨要他尽量弥补自己对母亲未尽的责任——已经对母亲病情恶化的状况略知一二，但是她的死讯仍然给了他巨大的打击。他难以自禁，在朋友面前失声痛哭，爱娃竭力地劝慰他。
母亲死后，多年来在孩子们心中积聚起来的愧疚和忧虑终于爆发了出来。几天之后，妹妹波琳给哥哥写来一封充满责备的信，历数他小气吝啬、不肯尽孝的种种劣行，还指责他甚至不肯给自己的太太买些像样的衣服。鲍林慎重理智地写了封回信，说明他对母亲最后的健康状况毫不知情，还列出了他寄给母亲的钱以及他为照料母亲作的种种安排。不过，在给露茜尔的信中，鲍林流露出了些许真情。“也许你没有意识到你一直向我隐瞒真情。波琳在信中说出那些恶毒的话语，我自然对她不可能有以前的那种感情了。她的话除了一句之外都是恶意的诽谤。唯一正确的一句话是，爱娃确实没有像波琳有那么多漂亮衣服，因为在服装上爱娃一年的开销大概只相当于波琳一个月的开销。我俩借钱供波琳在科瓦利斯读了毫无结果的一年书，借钱给妈妈治病，我们只有省吃俭用才能还清这笔钱的利息和本金……我已经习惯被诽谤了，我知道人们总会相信格蒂阿姨的胡言乱语；但是我不希望你对我产生误解……”
鲍林无法赶回家出席葬礼，在世界的另一头也实在无能为力。鲍林在贝莉刚去世的时候给露茜尔的一封信中写道：“我有许多美好的愿望，希望有朝一日能够略尽孝心，但是现在为时已晚。”
一表人才
鲍林在悲伤之余掺杂着一丝卸下重负的感觉。他与母亲从来缺乏很深的理解和爱；他与贝莉的关系主要是建筑在子女的责任和愧疚上。这块石头现在终于被搬走了。8月初，鲍林和爱娃启程赴瑞士和法国度假，这是他们早就计划好了的。一路上他做了一些工作，但更多的是休闲。秋天回到慕尼黑的时候，鲍林惹人注目地穿了一身定做的西装，带了一条苏格兰羊毛围巾。爱娃写道：“他看上去十分迷人，特别当他提着意大利手杖的时候。”
鲍林在学术上也是一表人才。一些欧洲人总以为来欧洲求学的美国学生会不知所措，缺乏教养，但是20年代一些出色的科学家，包括约翰·斯莱特、爱德华·康顿、哈罗德·尤里、卡尔·康普顿（后来成为麻省理工学院院长）和鲍林改变了这种印象。鲍林对当地语言的掌握让他足以应付日常事务，而且在不断进步——到德国几个月后他就能用还过得去的德语作报告了——同时他非常努力地学习新物理。生于德国的物理学家汉斯·贝特是1927年在索末菲处完成博士学习的，他记得，与一般美国人相比，鲍林“显然与众不同。人们都认为他学识渊博”。鲍林身材颀长，态度友好，又充满激情，十分符合欧洲人心目中的美国西部人形象，可以说是科学界的牛仔。德国科学家赫尔曼·马克在慕尼黑碰到过鲍林，他当时对鲍林的印象是，“一个瘦长的年轻人，见多识广，讲课十分精彩。”
鲍林在慕尼黑的第一个学期听了索末菲上的微分方程，这是解决原子问题十分重要的一种数学工具。在听讲过程中，鲍林开始吸取索末菲推崇备至的可以用来揭示原子秘密的数学方法。院长采取了一种实际、灵活的数学风格，找到能够反映和揭示现实世界实验结果的数学公式——实用的数学模型——比纯粹形式上的严密更为重要。他并不怎么在乎内在一致性；他玩弄了一些数学技巧。他不是简单地传授旧知识或是对问题提出某种解决办法，而是指出现存理论的漏洞，并提供给学生一个数学工具箱以创造新的理论模型。对日新月异的量子物理而言，这不失为一种理想的方法。这特别适合鲍林的口味，因为他对数学的运用原则也是实用优先于严密。
尽管如此，鲍林的高超数学技巧仍足以确立他这个美国神童的声誉。1926年夏末的一天，他带着一个问题走进了索末菲的办公室。这个问题关系到索末菲的一个助手，编外讲师格雷戈尔·文策尔。他几年前在索末菲指导下获得了博士学位，在此之后的理论工作确立了他物理界新星的地位。鲍林在寻找有关多电子原子的量子力学论文的时候，发现了文策尔的一篇文章。他阅读了这篇题为“自族电子理论的困境”的论文，发现问题不是出在电子的自旋上，而是出在文策尔的数学上。在计算中，这位编外讲师犯了一个错误。鲍林说：“如果你计算正确的话，难题就会消失。”鲍林重新对文策尔的公式进行了计算，得出了与实验十分接近的结果。索末菲把鲍林的计算拿给文策尔看，最后大家一致同意这位美国人是正确的。鲍林用生硬的德语就他的改正写了一篇小论文；索末菲把它扔到一边。他叫鲍林用英语重写，然后让一名助手把文章翻译成德语，发表在《物理学杂志》上。这篇论文的发表标志着鲍林运用量子力学的转折点：现在他已经从新物理中找到了一种适合自己的工具，这种工具可以帮助他解释原子的性质。这件事也标志着他与索末菲之间关系的一个转折点：索末菲意识到这个美国青年人是值得认真看待的。
1926秋天新学期开始时，鲍林听了索末菲关于波动力学的第一门正式课程——历史上首次关于这一课题的一学期课程——在课上，索末菲系统地解释了薛定谔关于原子波动图像的强有力的数学模型。在首次推出新内容的时候，索末菲经常是和学生们一起学习的。他后来回忆说：“莱纳斯·鲍林听了我有关这一理论的最早的课程，他从中和我学到了同样多的东西。”
鲍林面前开始展现出波动力学的一个全新的世界。玻尔—索末菲原子的一大缺陷是它只能够预测最简单的原子的光谱；它不能用来解释原子别的一些特性，如顺磁性、极性、三维构造和化学键。新量子力学最初的应用主要也是预测十分简单的原子的光谱。在这一层次上，新的体系很快就取得了成功，这样一些青年学者，其中包括鲍林，急切地希望把这一技巧运用到较为复杂的原子和更为多变的化学性质上去。
问题是，尽管薛定谔的波动方程在计算一个电子围绕一个原子核运动的能级时，相对来说很简单，然而每增加一个元素都要单独作计算，还要计算它对别的元素的影响。精确的数学解很快就变得不可能了。然而，鲍林运用了在改正文策尔的论文和计算屏蔽常数时学会的技巧，从而简化了运算。他只是把注意力集中在最外层的电子上。这样鲍林就可以运用波动力学来计算光线的折射、抗磁性和较为复杂的大原子的尺寸——这是波动力学第一次被运用到这些问题上，实为这一领域中开创性的一步。
12月底，鲍林在住所的一架老式德文打字机上敲出了一篇长篇论文的草稿，这样可以免掉慕尼黑打字杜对于英文稿件的双重收费。爱娃一边听，一边等，还不时从鲍林背后探过头去。“你肯定这条曲线画得对吗？”她指着一个鲍林用来注释论文的图例问道。“我当然肯定，我自己画的。”鲍林回答说。然后，他又仔细瞧了一眼，想了一会儿，作了修改。
最后，论文可以交给索末菲了。院长十分满意。他利用自己伦敦皇家学会外籍院士的身份，提交论文“多电子原子和离子物理性质的理论预测”在学会的《公报》上发表。在序言中，索末菲写道：“我深信，这些原子结构的基本问题从没有人如此彻底和完整地解决过。”
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