几年前，我曾听过一次演讲，演讲者是布莱克特（Blackett），他发表了一个有关狄拉克（Dirac）的奇特观点，说狄拉克的猜想实际上等于其他人们的确凿无疑的事。对此我感到不适当，在物理中我们对伟大人物不搞英雄崇拜，甚至牛顿也犯过错误的判断。伟大人物之所以卓越在于他们发现的重要，但他们也像其他人一样犯错误。几年来，我发现一些当年在物理领域起领导地位的伟大人物所犯的重要判断错误。
法国的蠢事
泊松（Poisson）现在仅以泊松比而知名，但是在泊松所处的十九世纪初期，他是一位杰出的理论物理学家，并且在法国科学中也许是一位带头人。当时，光的本性是物理学中最重要的问题之一。光是由牛顿所想的粒子组成还是由惠更斯（Huygens）提出的波组成？泊松作了一个反对波理论的权威性的论证。他指出：如果一个精确的圆物体受到放置在它的对称轴线上的一个点光源照射，从圆物体边缘散射的波将是同相的，所以它们在轴线上任何一点再结合，应该产生—个波。因此阴影的中心应该有一个亮斑。“这个现象没有观察到是理所当然的，因此波理论必定是错误的。”然而，菲涅耳（Fresnel）和阿拉果（Arago）实际做了实验，发现在阴影中心有一个亮斑。所以我们要谨慎使用“理所当然”这一个习惯用语！
—位更著名的法国人傅里叶（Fourier）也犯过错误的陈述。在他的1822年出版的《热的分析理论》一书中，他陈述了关于数学在物理中应用的观点。他说：“无论什么都可以属于力学理论的范晓，但它们不能应用于热效应，热效应组成一特殊类的现象，这些现象不能由运动和平衡所解释。”这是非常奇怪的，因为气体运力论大约在80年前已经由伯努利（Bernouilli）建立。
我的另一个例子也出自法国，这不是说法国人经常犯判断失误，而是因为在十九世纪初期，法国在科学上是占优势的国家。
让我谈一谈安培（Ampère），安培与 · 法拉第（Faraday）有密切的交往。法拉第是一位杰出的实验家，而安培是一位理论家。他们都对磁与电的关系感兴趣。法拉第正寻找一种由磁产生电的方法，而安培试图劝阻法拉第不要浪费时间，认为现象不可能存在。“你要由此使两个不同性质的事情搞在一起，而基本的作用应该发生在两个同样性质实体（如两个电流元）之间，这是基本的事实，它决定了所有这类现象。”
安培是多么错误！当法拉第在1831年竟然发现电磁感应时，安培声称这效应是从他的电动力作用规律得出的。罗西（Ross）说：“如果安培有任何怀疑感应电流的存在，没有人会从他在1831年（法拉第发现电磁感应以后）所写的论文猜疑这一点。”
探索X射线
二十世纪初，X射线的本性是物理中最迫切的问题。斯托克斯（Stokes）认为它是一种短波辐射，但光学类型的实验不能证明这一点。最佳的研究只是指出：如果它们是波的话，波长必定小于千分之一的光的波长，但是制造足以衍射这样辐射的精细光栅无法办到。
在慕尼黑，劳厄（Laue）是一位对这问题感兴趣的人，当他与一位年轻的同事爱瓦尔德（Ewald）讨论一个研究课题时，从爱瓦尔德处得悉到晶体里存在周期性，并且还问了爱瓦尔德，发现这个周期性正好是衍射X射线所要求的数量级，在劳厄脑中正转向考虑试验实验可能性的想法，爱瓦尔德感到惊奇，为什么他的同事对他的课题不再感兴趣了。劳厄自己不是实验家，必须得到其他人的帮助。但是他的良师益友，伟大的索末菲（Sommerfeld）拒绝准许他的一位助手弗里德里希（Friedrich）这样去浪费时间。
爱瓦尔德在“X射线衍射五十周年”一书中，叙述了索末菲的论点：
“晶格热形变的估计可以由在室温下一振子的已知平均热能对振福为A相应于静止射线波长是50微（μ）像岩盐或氯化钾（KCI）的振子的热能的对比来实现。设振子的质量等于氯原子的质量，求得的振幅约为0.75 ?。这个数值比维恩（Wien）给出的X射线的波长（0.6 ?）或索末菲给出的X射线的波长（0.4 ?）的数值大。于是，各个散射子波之间的固定相位关系将破坏，这对衍射束的形成那是基本的。”
多么老练的论据！劳厄、弗里德里希和尼平没有理睬它。在伦琴（R?ntgen）本人的帮助下，他们秘密地做了实验，并且成功了。索末菲立即认识到结果的重要性；他宽恕他的助手，并作为巴伐利亚（Bavarian）科学院的院士在1912年6月到7月期间院会议上宣读了论文。
还有一次判断失误，这次是劳厄犯的。劳厄完全解决了三维光栅的衍射理论，并且企图把它应用到闪锌矿（Zn S）的衍射图像。他假设一个任意波长值，但不能说明图像中的所有斑，所以他想，可能有两种波长，但仍有某些斑不能说明，他试了三种波长，四种波长，接着是五种波长，最后他放弃继续试验。他居然没有想到用连续谱尝试，这事倒是异乎寻常的！
晶体结构
下面我谈一谈布拉格（W. L. Bragg），现在我崇拜布拉格是完全有理由的，他帮助比弗斯（Beevers）和我开始从事晶体结构工作，并且我后来的事业全靠他。我在1982年作的有关布拉格的讲演中说了他在预见哪些研究值得做方面有特别的鉴别能力，但是他的有一次预见却错得很厉害。
布拉格的长处是能从衍射图像中导出晶体结构。他的早期方法基本上是猜测性的：首先假设晶体中原子的位置，然后计算衍射图像，如果结果与观察图像一致，他的猜测就是正确的。但是经常发生两者结果不一致情况，如果这样，则就必须进行再次尝试。很自然，有人对直接从衍射图像由数学上推断晶体结构的可能性感兴趣。但布拉格却深信这是不可能的。在记录图像时，衍射束的相对相位失去了，图像不能像光波和透镜那样再成像。
然而，在1948年，他的观点受到美国人，哈克（Harker）和凯斯珀（Kasper）的明显怀疑。他们直接从衍射图像用科希不等式推断化合物B10H14的结构。布拉格还是不信服这个方法是普遍的，在1962年，在《X射线衍射五十周年》一书中，他作了这样的评注：
“或许这样说比较适当，事实上这项研究还没有对确定结构造成它应有的影响，并且不幸的是它发现得太迟了，这关系只能根据F值，只在F值的最大可能值相比，比例值相当高时才有效。当晶体的复杂程度增加，F值取如此高值就愈来愈少。而当他们（哈克和凯斯珀）的方法建立的时候，X射线分析本领的增长，已使它挫败并取代了直接方法。”
当时我由于这个论断而发生动摇，但是几位有能力的理论家并不如此。特别是伍尔夫逊（Woolfson），用他强有力的马顿（Multan）方法，现在已经直接解决包括数百个参数的结构，差不多现在公布的晶体结构中，有一半根据这种方法或相类似的方法获得的。
其他的失误
—个很平常的失误出现在由爱因斯坦（Einstein）和英费尔德（Infeld）的《物理学进化》一书中。某些理论物理学家有一种倾向，认为有些实验结果已是如此明显，它们就无需核对。在讨论导体受邻近电荷的静电感应时，作者犯了混淆电荷与电位的错误，如图1所示。他们要表示如果一电荷靠近一导体，在导体的近端，异号电荷被吸引，同号电荷被排斥到远端。如果用手接触使导体接地，那么同号电荷就会向地流失，并且他们认为这可以用金箔验电器只显示电位而不是电荷。如果用手接触导体，两验电器的箔片会都合拢。作者说实验已经做了，但是实际上它是不可能实现的。
大西洋彼岸的情况怎样？美国人是从来没有失误的吗？现在来谈一下康普顿（Compton），他在1923年发现了以他的名字命名的康普顿效应，他是一位十分杰出的数学家以及伟大的物理学家，但是他往往更偏重于数学。在1918 ~ 1919年发表的《电子的形状和大小》论文中，他想证明电子是半径为0.02?带电的软环。他在剑桥（Cambridge）报告这方面的工作，卢瑟福（Rutherford）担任会议主席，据说卢瑟福说：“康普顿先生将谈论电子的形状和大小，但你们未必一定相信他说的。”
还有，在他的《X射线与电子》一书中，他说明了决定在原子中电子径向分布的傅里叶方法。他指出（参见图二）氯有四个电子密度峰值，分别包含10、4、2、2个电子。可以肯定这些峰是从不完全收敛的傅里叶级数取和产生的。
获得的教益
写这篇文章的目的是什么？主要是安慰新研究生。他们可能认为物理学的进展是像教科书所学的一帆风顺，当他们的研究不颠利的时候就会失望。教科书必须是系统的和合乎逻辑的，但是在研究时，大多数物理学家并非如此。当我们了解甚至最伟大的物理学家也有失误，对自己的失误，我们就不会感到十分害羞。
物理学的进展易受许多难以预测的变化。伟大人物有与我们其他人一样的误解，但他们是伟大的，因为他们从失误中学习。卢瑟福发现原子核终究是根据α粒子的行为预测的。他知道如大多数教科书所指出的，它不可能被金属所偏折。当他的研究生马斯顿（Mars-den）发现小部分α粒子受到大的偏折时，使他惊讶得发呆（马斯顿在1961年在曼彻斯特的一个会议上告诉我们这个故事），经反复考虑后，他确定：原子不是有电子嵌入的实块，而必须有一个很小的中心核。
卢瑟福只花了几个星期就适应然而和他能力相仿的人却并不如此灵活。巴克拉（Barkla）是个卓越的实验家，他因发现标识X辐射，在1917年授予诺贝尔（Nobel）奖，他的方法按任何标准说是粗糙的，但他的结果是极其辉煌的。我大约在1935年在利物浦（Livepool）听他的演讲，他用两个金箔验电器阐述了他的工作，他说：“当然我的实验装置不完全像这样！”他发现了K和L辐射，它完全可以由玻尔（Bohr）理论解释。但是他继续要发现更硬的辐射，他把它称为J。其他的工作者找不到J辐射，并且也与理论不相一致。他拒绝丢弃他所热爱的吸收方法，并用了由布拉格兄弟发现的X射线谱的新学科，他几乎毁灭在爱丁堡的他的研究部门，而且最后科学杂志拒绝发表他的工作。
正是这些理由，我欢迎在物理学会中新成立物理学史组。学生们可能说：“告诉我们物理的现况，不要谈物理的过去。”但是如果他们不知道过去，他们就不能完全理解现在并推断未来。
[Physics Bulletin，1985年12月]