編譯者按

"Een Vergeten Genie" 一文是著名理論物理學家 Hendrik B. G. Casimir 所寫的關于荷蘭天才物理學家特羅德（Hugo Martin Tetrode）的簡單生平及其物理貢獻的介紹。為了便于讀者閱讀，文后附加了原文沒有的一些關鍵參考文獻和適當的注釋（筆者借此對本文編輯的建議與幫助表示感謝）。說特羅德是 " 被遺忘的天才 " 只是在作者當時的語境之下，時過境遷，今天看來可能并不十分 " 確鑿 "，畢竟在物理系的熱力學統計物理課上，還要講到他與另一位德國物理化學家奧托 · 薩庫爾（Otto Sackur，1880-1914）各自獨立發現的 Sackur-Tetrode 方程（今年恰好也是該方程誕生 110 周年）。但是無論如何，特羅德及其物理成就對公眾，甚至物理工作者，都稍顯陌生。編譯此文，希望能夠將其歷史角色拉回公眾的視野。

撰文 | H. B. G. Casimir

編譯 | 1/137

前段時間我收到了西班牙科學史家 J. M. Sanchez-Ron 的來信，信里說：

" 我正在為牛津大學出版社寫一本書，專門講述 20 世紀物理學中超距作用概念的歷史。我要談的一點是荷蘭物理學家特羅德（Hugo Martin Tetrode）的貢獻。他在 1922 年（關于超距作用）的論文，首先給愛因斯坦以及多年后的惠勒和費曼，留下了深刻的印象。問題是到目前為止我完全找不到任何關于他的生平，甚至連他的名字都沒有（除了他發表的一些論文提到他住在阿姆斯特丹）。我得承認，就此事我已經聯系了很多國家的大學。盡管如此，我認為在書中包含一些關于這位真正被低估的荷蘭物理學家的生活細節是很重要的，他對量子和經典物理的研究是我們這一領域的持久貢獻。因為我知道你也是荷蘭人，所以我把你當作救命稻草。如果你能向我提供一些關于特羅德的生活、職業和工作的細節，或文件，我將非常感激。"

從一個著名的公式開始

這樣的信必須回復，但首先我對特羅德知之甚少。我知道一個著名的熱力學公式以他的名字命名。我記得在 1928 年或之后不久，我震驚于他在德國 Zeitschrift für Physik 上發表的一篇非常專業的文章。令人驚訝的是，他不屬于通常的、非常小的荷蘭理論家圈子。我的老師泡利（Wolfgang Pauli）—— 1932-1933 學年我在蘇黎世聯邦理工學院給他擔任助理——就曾經長嘆說：" 在你們荷蘭有些怪才（Merkwürdige Kauze）。比如特羅德，他的工作十分出色。但沒人認識他，他似乎也不想認識任何人。"

此外，我相當確定他從未在大學或工業實驗室擔任物理學家。因為沒有其他更多信息了，所以我不得不著手調查一番。我先去查閱了電話簿，很快發現 "Tetrode" 這個名字非常罕見（倒是 "Tetterode" 更常見）。因此，打電話去特羅德家并非無望，我試了兩次就成功了。我不記得到底為什么要去希爾弗瑟姆（Hilversum），但事實證明，住在那里的特羅德女士仍記得自己帥氣但孤獨的堂兄。她在那時以及后來應我請求查閱了家族文檔，我非常感激她。她說特羅德的父親曾是銀行董事，這一點對我非常有幫助。

德維斯（Joh. de Vries）教授向我提供了有關特羅德家族的大量信息，他那時正在研究荷蘭銀行史。與此同時，我還通過其他方式知道到了更多東西。考克斯（A. Kox）博士正在負責出版洛倫茲（H. A. Lorentz，1853-1928）的通信集，他偶然發現了特羅德給洛倫茲的一封值得注意的信。此外，他注意到在阿姆斯特丹的塞曼（Pieter Zeeman，1865-1943）實驗室里有一些書籍，其中的藏書票是特羅德釘上去的。我自己也在萊頓大學教授保羅 · 埃倫費斯特（Paul Ehrenfest，1880-1933）井井有條的通信中發現了特羅德的一些筆記。

有了這些線索，完成一個稍完整的傳記似乎并不太難，但這種期望只部分地實現了。然而我的發現是如此驚人，我認為值得講述出來。他的父親，Pieter Johan Conrad Tetrode 博士（1863-1955）是金融界的知名人物，曾在多家銀行工作，1919 年至 1934 年擔任荷蘭銀行董事。此后他還擔任過多個監事。1894 年，他與 Charlotte Louisa Gildemeester（1864-1942）結婚，育有三個子女：本故事主角雨果（Hugo Martin，1895.3.7-1931.1.18），妹妹海倫娜（Helena Maria，1897-1982）和弟弟彼得（Pieter，1902-1973）。特羅德終生未婚。他的弟弟和妹妹都是晚婚，沒有子嗣，他們的配偶也過世了。他出生在范德斯特拉特（Vondelstraat）的一所房子里。1902 年，他家搬到了 Keizersgracht 573 號，1909 年又搬到了 Herengracht 526 號。他們一直在這住到 1934 年，也就是特羅德去世后，這里一直都是他們家的地址，盡管后來他們主要住在索斯特堡的惠澤埃格蒙德（Huize Eggher-monde）。

他畢業了嗎？

我無法確定特羅德是否完成了他的畢業考試，更不要說在何時何地考的了。阿姆斯特丹的市政檔案館只記載了他沒有念市屬高中，也沒有去過第一 HBS 銀行。盡管勤勉地查閱了參考文獻和檔案，除了一個例外，我從后來的調查中一無所獲。但是這個例外很有意思。

在 1913 年版 " 荷蘭貴族 " 第 4 卷中提到他被萊比錫（Leipzig）大學錄取。我給萊比錫一位知名同事的信意外立功。萊比錫大學學生注冊登記系統在兩次世界大戰中得以幸存。事實證明，特羅德于 10 月 16 日注冊兩年，其間念了數學、物理和化學。他住在教授馮 · 厄廷根（von Oettingen）教授的家中。他是否參加了畢業考試？是的話，他必須跳過一門或幾門課程，或參加國家考試。1912 年 8 月 8 日，他收到了一封他參加的講座和實踐的證明。他顯然回到了阿姆斯特丹。

奇怪的是，名單上沒有關于理論物理和數學的講座。沒有證據表明他在次年再次來到萊比錫。我懷疑情況并非如此，但無論如何他沒有參加定期講座：這已在登記系統中已查明了。

奇跡

現在，偉大的奇跡到來了。1912 年 3 月 18 日，著名的物理雜志 Annalen der Physik 的編輯收到了他的一份手稿。它很快于 5 月 23 日發表（7 月 17 日雜志編輯收到了他的一份簡短補充，對前文中的一些小錯誤進行了糾正） [ 注釋 1 ] 。

著名的 Sackur-Tetrode 方程

對于一個還不到十七歲的年輕人來說，這是一件令人驚嘆的工作。這表明他已經研究和理解了現代理論物理學的大部分內容，特別是玻爾茲曼和吉布斯的統計力學，他并不懼怕相當高等的數學。這已經非常難得，但更為引人注目的是，他引入了兩個大膽的假設，幾乎是不言而喻的，而這些他無法證明但合理的假設，則給出了那個著名的方程（德國物理化學家 O. Sackur 幾乎同時得到了同樣的方程 [ 注釋 2 ] ）。這個理論引起了不小的轟動，洛倫茲和埃倫費斯特都研究過它。但兩人都反對特羅德的方法，雖然他們承認它導致了有用的結果。隨著量子力學后來的發展，人們才完全搞清楚特羅德為什么是正確的。

Otto Sackur ( 1880-1914 ) and Hugo Tetrode ( 1895-1931 ) ，（本圖為譯者所加，來自網絡）

他從萊比錫回家后做了什么？我懷疑他一直在家里獨立工作。1915 年，他寫信給埃倫費斯特，顯然后者邀請他參加討論班，他很遺憾當天無法參加，但他希望很快能去萊頓拜訪埃倫費斯特。在不久之后的第二封信中，他感謝埃倫費斯特寄來的（論文）副本，并說可以從中學到很多東西。1915 年，他在荷蘭皇家科學院院報（Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen）發表了一篇長論文，進一步闡述了他對 " 化學常數 " 的看法。這是由洛倫茲和塞曼提交的。如文檔所示，他與洛倫茲交換了意見。到目前為止，我沒有找到關于與塞曼有關系的詳細信息，但特羅德和塞曼并不是不可能相互認識。無論如何，特羅德隨后與其他荷蘭物理學家進行了一些接觸。

1916 年，埃倫費斯特再次邀請他。他答稱由于健康狀況不佳無法參與討論，他也沒有在家接待訪客。這可能是結核病的第一次發作嗎？然而他對物理學的興趣并未消失：同一封信中還包含了對普朗克文章的批評。

直到 1922 年，他才再次 " 發聲 "：Sanchez-Ron 寫信給我提及的論文發表于 Zeitschrift für Physik [ 注釋 3 ] 。它包含一種新的力學方法，非常新穎，非常大膽，但數學上有精確地表述。這種方法也導致了特殊的思辨性的反思，用他自己的話說：" 在最后四頁中，我們寧可放棄對數學證明的思考。" 我想引用幾句話，盡可能原汁原味地將特羅德（在我看來非常漂亮）的德語翻譯出來：

" 因果關系，部分取決于偶然性。然而，這種觀念最初并不存在于人類頭腦中，并且在過去并未得到遵守：眾所周知，在世界事件中（人們）假設完全不同的相互聯系，盡管是以一種相當幼稚的方式。"

在上面提到的那位表親在家族文件找到的材料中，有一張特羅德的照片，照片背面寫著 "1922 年夏天第一次會議，工人在演講者房子的窗口 "。我還沒有確定它是哪個會議，但至少看來他已經康復并參加了一定的社交活動。1924 年，特羅德給洛倫茲寫了一封長信，解釋說他過去完全陷入了對 1922 年論文中的想法的進一步闡述之中。他現在正朝著完全不同的方向尋找 " 量子之謎 " 的解決方案，并希望與洛倫茲討論這個問題。

我不知道他們是否真的進行了這樣的討論，但無論如何，這種方法目前也沒有被證明是富有成效的。發生在 1924 年至 1928 年之間的新量子力學的發展是沿著完全不同的路線。特羅德肯定密切關注這一發展。事實上，1928 年他再次在 Zeitschrift für Physik 發表了兩篇文章 [ 注釋 4 ] ，其中包含對 Dirac 理論的寶貴數學補充，并顯示出他已完全掌握最新的量子力學理論。與埃倫費斯特的最后一次通信也在那一年。后者要求他寄來論文副本，并邀請他有機會來萊頓：也許他會很高興認識狄拉克或泡利。特羅德寄送了一些（論文）副本并附上禮節性的回函，稱舊論文的副本在阿姆斯特丹，他本人在蘇斯特貝赫（Soesterberg）。他一回到阿姆斯特丹就會立即寄送給埃倫費斯特，但沒有回應后者的邀請。

將愛因斯坦拒之門外

特羅德于 1931 年 1 月 18 日去世。其后不久，他的妹妹來到塞曼實驗室捐獻了他的科學藏書，塞曼的一名前雇員仍然清晰的記得這一幕。她說她哥哥死于肺結核，生前變得越來越怕見人，最后她幾乎成了唯一一個與他接觸的人。

有一則關于特羅德的軼事。愛因斯坦和埃倫費斯特有一次想去拜訪他，卻被他的仆人在前門謝客：" 先生不待客。" 這個我已聽過多次的故事聽起來可能難以置信，但它與我目前所發現的是一致的。浮現在我們面前的是一個真正有天賦的人，但健康不佳。因為經濟上的獨立，他可以抱病繼續他的研究，但也許正是這種經濟上的獨立導致了一種逐漸形成的孤獨。

無論如何，他顯然并不熱衷于參加會議和討論。也許他認為，如果他能偶爾通過發表論文和他的同行溝通，那就足夠了。我自己對此并不完全滿意。我想多了解一下這位杰出人物的生活方式、思維方式和工作方法。這也是我寫這篇短文的原因之一。