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从克格勃间谍到中微子教父

撰文/邢志忠  发表于 2018年05月28日

今年822日是意大利物理学家布鲁诺·庞蒂科夫(Bruno Pontecorvo)诞辰一百周年的日子,届时将在莫斯科举办一场题为“激动人心的中微子:从泡利、费米和庞蒂科夫到可见的未来”的国际会议,以纪念这位在泡利和费米之后中微子物理学界教父般的人物。令人生疑的是,为什么这场纪念活动的举办地是莫斯科而不是罗马?庞蒂科夫与俄罗斯以及前苏联有哪些千丝万缕的联系呢?


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 庞蒂科夫

 

据前苏联秘密情报机关克格勃(KGB)的高官奥列格·戈迪夫斯基(Oleg Gordievsky)和帕维尔·苏多普拉托夫(Pavel Sudoplatov)爆料,庞蒂科夫早年曾是他们的情报人员,他在身份即将暴露的19508月从西欧逃往莫斯科。作为一名意大利共产党员,庞蒂科夫年轻时很向往苏维埃的社会制度,而且他的核物理学家身份在冷战初期也很敏感,因此他被克格勃发展成为间谍并不令人感到奇怪。

出生于意大利比萨一个犹太家庭的庞蒂科夫是个少年天才,18岁那年考入罗马大学并成为恩里科·费米(Enrico Fermi)最年轻的助手。当时在费米身边聚集了一批聪明绝顶的物理学奇才,其中也包括埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana)。马约拉纳在1937年提出了“中微子的反粒子有可能是它自身”的思想,这一思想对庞蒂科夫后来研究中微子-反中微子振荡影响至深。1938年,马约拉纳出海失踪,从此生死不明;而庞蒂科夫则在巴黎与一个主修法国文学的瑞典女学生堕入情网,他们的第一个儿子也在这一年出世。由于法西斯意大利的种族隔离暴行,庞蒂科夫一时无法返回祖国,便携妻儿辗转来到大西洋彼岸的美国。

尽管庞蒂科夫是一个卓越的核物理学家,但他的社会主义信仰使得他没有受邀参加美国研制原子弹的曼哈顿计划。然而到了1943年,加拿大的蒙特利尔实验室却邀请他加盟,参与核反应堆的设计以及宇宙线、中微子和μ子衰变等课题的研究。1948年,庞蒂科夫获得了英国国籍,并应邀参与了英国在哈韦尔研制原子弹的项目。1950年,庞蒂科夫被任命为利物浦大学物理系的负责人,校方期望他能从19511月开始走马上任。

出人意料的是,庞蒂科夫于1950831日那一天提前结束了他在罗马的休假,偷偷带着妻子和三个儿子来到斯德哥尔摩。第二天,在克格勃人员的帮助下,庞蒂科夫一家经芬兰进入前苏联,并从此定居在那里。庞蒂科夫的突然叛逃在西方情报界引起了一阵恐慌,因为他们担心这位科学家知道太多英美的核秘密,而且当时刚刚发生了德国籍理论物理学家克劳斯·富克斯(Klaus Fuchs)的核武器间谍案。不过进一步的调查表明,庞蒂科夫似乎并没有接触到西方核武器的核心机密,也没有发现他向前苏联传递这类情报的确凿证据。

庞蒂科夫受到了前苏联高层的特殊礼遇。他曾获得两枚列宁勋章和一枚斯大林奖章,并于1958年成为苏联科学院院士。他在杜布纳联合核研究所从事核物理学和粒子物理学的理论研究,直到1993年因患帕金森综合症而去世。

庞蒂科夫为后人留下了很多科学遗产。尤其在中微子物理学领域,他惊人的直觉和深刻的思想影响了实验和理论研究的各个方面,这里只举三个具有里程碑意义的例子。(1)庞蒂科夫提出了利用逆β衰变探测反应堆中核裂变所放出的电子型反中微子的方法。美国科学家弗雷德里克·莱因斯(Frederick Reines)和克莱德·科温(Clyde Cowan)于1956年采用该方法首次证实了中微子的存在。这一发现最终在1995年荣获了诺贝尔奖。(2)庞蒂科夫预言了μ子型中微子nμ不同于电子型中微子ne 。这一预言在上世纪60年代得到了实验的证实,并使得利昂·莱德曼(Leon Lederman)、梅尔文·施瓦茨(Melvin Schwartz)和杰克·施泰因贝格尔(Jack Steinberger)荣获了1988年的诺贝尔奖。(3)庞蒂科夫提出了正反中微子以及不同类型的中微子之间可以相互转化的思想,即中微子振荡的概念。迄今为止,太阳、大气、反应堆和加速器实验均已证实了中微子振荡这一奇特的量子现象。为了纪念这位中微子“教父”,杜布纳研究所于1995年设立了庞蒂科夫奖(Pontecorvo Prize),以表彰那些为基本粒子物理学做出重大贡献的科学家。

1993924日辞世的庞蒂科夫无缘看到1998年以后高潮迭起的中微子物理学盛世。在他的墓碑上刻着一个简单的不等式:νμνe 。回顾庞蒂科夫充满传奇的一生,我们不禁要问:假如他不曾有过间谍的经历,而是全身心地从事科学研究,那么他是否会对科学发展做出更大的贡献?

 

 

(本文发表于《科学世界》2013年第8期)


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