阿文過去介紹費米的時候，曾經戲稱他在羅馬帶領的研究團隊，後世稱為「帕尼斯佩爾納路男孩」(Via Panisperna boys)為「當代物理第一天團」。除了費米與他的同學拉塞蒂之外，還有拿過諾貝爾獎的塞格雷，投奔到蘇聯的布魯諾·龐蒂科夫等眾多才子。但是天團裡的天王，當然還是非馬約拉納莫屬。一來是因為他的才氣縱橫，而且思想奇特，一生雖然只出了九篇論文，但是對後世的影響力，完全不輸給其他帕尼斯貝爾納路男孩的成員，甚至有過之而無不及;再者，他撲朔離迷的人生結局，更增添了幾分神秘的色彩。時到今日，社會大眾對他的下落依然感到好奇，各種流言也從來沒有停過。既然阿文在過去幾篇文章都約略提到他，自然也該為這位特立獨行的前輩留下一篇完整的記錄才是，就把這篇當作是「帕尼斯佩爾納路男孩」的終章吧。

埃托雷·馬約拉納 (Ettore Majorana) 光是他的出身背景就與出身於中產階級的「帕尼斯佩爾納路男孩」的其他成員有著明顯的差異。他於1906 年 8 月 5 日出生於西西里島上卡塔尼亞省的首府卡塔尼亞。他的父系祖先是來自 Val di Catania 的Militello一個古老而有聲望的貴族家庭。 Militello 在 17 世紀初由 Francesco Branciforte 親王統治，當時是它的黃金時代，這座城市雖在 1693 年被地震摧毀，但隨後的修復增加了許多建築和藝術作品，是一個充滿活力的城市。埃托雷的祖父薩爾瓦托雷·馬約拉納·卡拉塔比亞諾 (Salvatore Majorana Calatabiano，1825-1897)是著名的法律學者，他二十二歲時就出版了《富貴與苦難》又稱《新政治經濟學條約》，他自詡為“在西西里島成熟的革命的科學和政治公式”； 1850年，他畢業於卡塔尼亞大學法律系。1865 年擔任墨西拿大學政治經濟學教授，1866 年起擔任卡塔尼亞大學政治經濟學教授，1894 年開始教授金融科學。 1866 年，他出版了《政治經濟學條約》的第一卷。他也是“義大利政治經濟學會”創始成員。此外，薩爾瓦托雷還是從第九屆到第十三屆國會中的左派議員。 他還擔任過1876 年至 1877 年和 1878 年至 1879 年德普雷蒂斯第一屆和第三屆政府 (1876-1879) 的農業、工業和商業部長。可以算得上是當時義大利的名流了。埃托雷的父親法比奧則是在十九歲時拿到工程學位，其他的伯伯叔叔們也都是卓然有成的學者，其中基里諾還是頗負盛名的實驗物理學家。但是就算是在這樣的書香世家之中，馬約拉納也還是難得一見的神童，對數學表現出早熟的才華，五歲的時候，他就能夠在頭腦中進行複雜的計算。。埃托雷在父親的指導下，他獨立致力於物理學的研究。他在羅馬耶穌會的“馬西米利亞諾馬西莫”學院完成了小學和高中。馬約拉納擁有優秀的人文修養，從他留下的手稿中可以發現他的觀察力極為敏銳，看來馬約拉納擁有相當優秀的人文修養，但是他也顯得相當玩世不恭，時常脫口而出，非常尖酸刻薄的評語。這也種下了他人生悲劇的種籽。

1921 年馬約拉納全家搬到了羅馬，他在 1923 年完成高中學業後，埃托雷進入羅馬大學的工程學院就讀。他的同學中有他的兄弟盧西亞諾、喬凡尼·堅泰爾(Giovanni Gentile)，加斯通·皮克(Gastone Piqué),、埃米利奧·塞格雷(Emilio Segrè)、恩里科·沃爾泰拉。(Enrico Volterra )等一時俊秀。馬約拉納就是被塞格雷拉著一起轉到物理系去。當時羅馬大學的物理系剛由奧爾索·馬里奧·科爾比諾（Orso Mario Corbino）創立，但是它的靈魂人物正是赫赫有名的費米。他們的同學，阿馬爾迪，描述馬約拉納與費米第一次見面的情形：
...1927 年秋到1928 年初，塞格雷在幾個月前圍繞著費米形成的小群體中，經常提到非凡的埃托雷·馬約拉納，同時，塞格雷試圖說服馬約拉納跟著他，轉到物理系去。塞格雷指出物理學研究比工程學更適合馬約拉納的科學抱負和才能。馬約拉納從帕尼斯佩爾納大道走來研究所，並在塞格雷的陪同下前往費米的辦公室，拉塞蒂也在那裡。就是在那一次，我第一次見到他。從遠處看，他顯得很瘦弱，步態靦腆，甚至看起來有點遲疑的模樣。仔細一看，那一頭烏黑的頭髮，黝黑的膚色，略顯空洞的臉頰，活潑而閃亮的眼睛：總的來說，是一個撒拉森人的外貌。[在早期的羅馬帝國時代，撒拉森只用以指稱西奈半島上的阿拉伯游牧民族。後來的東羅馬帝國則將這個名字，套用在所有阿拉伯民族上。伊斯蘭教興起於西亞，特別在十一世紀末期的十字軍東征後，以基督教信仰為主的歐洲人，用「撒拉森」指居住在北非且以海盜為業的穆斯林。馬約拉納當然不是穆斯林，阿馬爾迪只是強調他的異國情調罷了。]

“費米當時正在研究原子中的電子統計模型，該模型後來被命名為「湯馬斯-費米模型」。費米與馬約拉納的談話馬上切入到費米正在進行的研究，費米迅速說明了模型的大概，向馬約拉納展示了他最近關於該主題的摘錄，特別是其中一個所謂的普遍費米位能(universal Fermi potential)的數值表。馬約拉納饒有興趣地聽著，在要求澄清一些不清楚的地方後，他沒有表達自己的想法，就離開了。第二天接近正午時，馬約拉納再次出現在研究所，要求看一下數值表。然後他從口袋裡掏出一張紙，上面寫著一張類似的表格，是他在家裡算出來的，他將湯馬斯-費米非線性二階方程轉化為Riccati 方程，然後他將其數值積分。他比較了兩張表，發現它們完全一致，他說費米的表很不錯，然後就離開了研究所。”

這就是天才的出場!難怪他的同學，在事後近半世紀，還能清楚地回憶整件事呢!馬約拉納轉到物理系後，開始定期參加帕尼斯佩爾納路上的研究所。馬約拉納的第一篇論文發表於 1928 年，是他在讀大學時撰寫的，由羅馬物理研究所的教授小喬瓦尼·堅泰爾 (Giovanni Gentile, Jr.) 合著。 這項工作是湯馬斯-費米原子結構統計模型對原子光譜的早期定量應用。在本文中，馬約拉納和堅泰爾在該模型的背景下進行了第一原理計算，該計算說明了實驗觀察到的釓(Gadolinium)和鈾的核心電子能量，以及在光譜中觀察到的銫線的精細結構。 

轉系不到兩年，馬約拉納就於 1929 年 7 月 6 日，以優異成績畢業，埃托雷繼續留在羅馬大學費米的研究所團隊裡，但是他大部分時間都在圖書館，因為他更喜歡獨自工作。當別的成員聲名鵲起時，相對地他卻沒有什麼名氣，只有圈子內的人才知道他這號人物。他也是「帕尼斯佩爾納路男孩」唯一沒有與費米直接合作的人，雖然作為一名理論家，他是唯一能與費米這個著名的實驗理論雙刀流平起平坐來互動的人。但是他只走自己的路呢，夠狂吧。

帕尼斯佩爾納大道研究所的年輕物理學家個個才華出眾，連取綽號都很有學問。他們特地模仿教會等級制度來取綽號。馬約拉納的綽號是什麼呢?由於他超然、而又挑剔的性格和暴躁的脾氣，同時又有強烈自我批判的傾向而有奇特的謙遜態度，所以他被叫做“大審判官”(Grande inquisitore)的綽號。所謂大審判官指的是從13世紀開始羅馬教廷設立的異端裁判所的法官，一旦認定被告有異端之嫌就會遭到監禁，甚至火刑!費米想當然爾是“教皇”(Papa)，拉塞蒂是費米同事，而且經常在一些重要任務中代理費米，則被稱呼為“代牧樞機”(Cardinal Vicar也可翻成「宗座的總代理者」)，科爾比諾則是“永恆的父親”(Padreterno)，[這是一般教會拿來稱呼三位一體中的聖父的尊稱，被這些屁孩捉狹地拿來稱呼實際上在政治很有辦法的真正大老闆!] 塞格雷的綽號是“ "Basilisco"蛇怪”這是一種神話中的怪物，是所有蛇類之王，並且能以眼神致人於死。這是因為他喜好批判別人的性格，而阿馬爾迪，因為容貌俊美到幾乎像女性，所以被戲稱為“"Red Cheeks"紅色哥特人”或“"Adonis"阿多尼斯”，阿多尼斯（Adonis）是希臘神話中掌管每年植物死而復生的一位非常俊美的神，據古羅馬愛情詩人奧維德最著名的長詩《變形記》，阿多尼斯不聽維納斯的勸告，執意去打獵，結果被野豬咬死。維納斯見到他的屍體後，當即暈倒。可想而知，阿馬爾迪不怎麼喜歡這個綽號。

1931年，馬約拉納發表了一篇關於氦光譜的文章，接著又發表一篇 鋅Zn, 鎘Cd, 汞Hg原子光譜中自電離現象的論文，命名為“自發電離”； 同年，普林斯頓大學艾倫·申斯通(Allen Goodrich Shenstone1893-1980)發表的一篇獨立論文將這種現象稱為“自電離”(autoionization)。這種現象牽涉到兩個電子(以上)的激發態的研究，如果兩個電子的激發能大於原子的第一游離能，[第一游離能定義為氣態原子失去一個電子成為一價氣態正離子所需的最低能量]那麼就有可能其中一個電子會返回基態，另一個電子則脫離原子成為自由電子，這個自由電子的動能等於激發能總和減去第一游離能。

1932 年，馬約拉納在原子光譜領域發表了一篇關於排列原子在隨時變磁場中的行為的論文。他從極化蒸汽束在快速變化的磁場中移動的實驗結果中推算原子的自旋翻轉的機率。這個問題也被拉比和其他人研究過，導致了原子物理學的一個重要分支的發展，即微波光譜學。

馬約拉納不只能很快地利用量子力學解釋複雜的原子或分子物理的現象，他也能從事最為基礎的理論研究。在1932年，馬約拉納發表了關於具有任意動量的粒子的相對論表現理論的論文，在該論文中他發展並應用了羅倫茲群的無限維表示，並為基本粒子的自旋，質量的分類提供了理論基礎。可惜這些篇論文就像馬約拉納的大部分論文一樣，用義大利語寫成，幾十年來一直默默無聞。直到後來才引起包立以及印度物理學家巴巴的注意。

另一件顯明馬約拉納的先見之明的是關於中子。1931 年，德國的 Walther Bothe 和 Herbert Becker 發現，如果從釙中釋放出的高能α粒子落在某些輕元素上，特別是鈹、硼或鋰，就會產生異常穿透的輻射。 起初，這種輻射被認為是伽馬輻射，儘管它比已知的任何伽馬射線都更具穿透力，而且很難解釋實驗結果的細節。隔年，法國科學家艾琳·約里奧-居里 (Irène Joliot-Curie) 和弗雷德里克·約里奧 (Frédéric Joliot) 在巴黎報告如果這種未知輻射落在石蠟或任何其他含氫化合物上，它就會噴射出能量非常高的質子。伽馬射線並非不可能敲出質子，但詳細定量分析越來越難以與這種假設一致。馬約拉納是第一個正確解釋該實驗的人，他聽到這個實驗的消息後，正確地指出那個產物不是一種伽馬輻射，而是一種新粒子，該粒子具有中性電荷且質量與質子大致相同。 這個粒子就是中子。 費米建議他寫一篇關於這個話題的文章，但馬約拉納沒有寫。詹姆斯查德威克後來通過更進一步的實驗證明了中子的存在，並因此獲得了諾貝爾獎。馬約拉納後來聽到查德威克因為發現中子贏得諾貝爾物理學獎時，他寫下一句諷刺的評論：«Che cretini! Hanno scoperto il protone neutro e non se ne accorgono!“什麼白痴！ 他們(居禮)發現了中子，居然沒有注意到它！他甚至著手建立原子核之間作用力的模型，現稱為馬約拉納力(Majorana force)。

馬約拉納在1933 年獲得了國家研究委員會的資助出國研究（萊比錫和哥本哈根）。這次旅行始於 1933 年 1 月末。並持續了大約六個月。1933年1 月 20 日，他在給母親的信中寫道：«在物理研究所，他們非常熱情地歡迎我。 我與海森堡進行了長時間的交談，他是一個非常有禮貌和友善的人”在 2 月 18 日給父親的信中，他寫道：我寫了一篇海森堡喜歡的關於原子核結構的文章，儘管其中包含對他的一個理論的一些修正“與海森堡的討論成果豐碩，他甚至讓馬約拉納在 Zeitschrift für Physik（物理學雜誌）上發表了 Über die Kerntheorie（論核理論）。

馬約拉納在國外旅行期間，對於在納粹統治下的德國印象深刻。在他的信件中還流露出對納粹的讚賞之情。不知道他最親密的合作者是否知道他對納粹德國的印象和想法：但是，可以肯定的是，費米（他的妻子是猶太人）並不喜歡這種想法。身為猶太人的塞格雷被他 1933 年 5 月 22 日的一封類似的信給激怒了，馬約拉納在信中寫道：[當時的德國] 的人民會允許自己由少數 60 萬 [猶太人] 領導，他們公開宣稱他們想要組建一個民族，這是不可思議的。”不過在另一封寄給小喬瓦尼·詹蒂萊的信中。馬約拉納表達了愚蠢的種族理論不以為然。也許，他只是對當時疲軟不振的時代氣氛感到不耐罷了。 

馬約拉納隨後離開萊比錫，去了哥本哈根，在那裡他遇到了尼爾斯·波爾，他還見到當時其他重要的物理學家，包括克里斯蒂安·穆勒和亞瑟·羅森菲爾德，並經常拜訪他已經認識一段時間的喬治·普拉切克。1933 年秋天，馬約拉納身體狀況不佳，不得已只好返回羅馬，先前他在德國患上了急性胃炎，他顯然一直為神經衰弱所苦。1934 年，在他從德國回來幾個月後，他的父親在羅馬去世，埃托雷顯然與他非常親近。 同年，「 帕尼斯佩爾納路男孩」在實驗室中發現了慢中子的特性，費米的小組逐漸在原子核物理實驗取得領先的地位，但是從 1934 年到 1937 年這三年的期間，馬約拉納並沒有參與其他成員的研究，他每天把自己關在家裡幾個小時，從未離開，他以一種近乎瘋狂的方式學習，以至醫生來診斷他筋疲力盡、緊張。 

他逐漸變成離群索居，在與家人的交往中也變得苛刻。他變得很少出現在研究所，很快就幾乎不離開家了；這個明明有著大好前途的年輕物理學家居然成為隱士了。他經常待在家裡，沒有接待任何人，並以強烈的自嘲親筆寫信。他也不在乎自己的外表，留著鬍鬚和頭髮。 但可以肯定的是，他並沒有停止學習：他的學習範圍擴大了，這可以從他當時最後出版的論文看得出來。馬約拉納最後發表的論文是在 1937 年，這篇是用義大利文寫的，內容詳細闡述了費米子的電荷共軛下的表現。馬約拉納找到一個「馬約拉納表現」(Majorana representation)。在這個「表現」中，自旋1/2的基本粒子運動方程式變成都是實數。所以我們能夠包含旋量場與其複數共軛在同一個式子中。這個方程式量子化之後的粒子是它們自己的反粒子，現在稱為馬約拉納費米子。這個粒子必須是沒有內部結構的基本粒子，而且必須是電中性的，馬約拉納費米子可以擁有質量，而且相應的U(1)量子數可以不守恆!目前為止，只有微中子符合這個條件，但是微中子是否是馬約拉納費米子，還是一般的狄拉克費米子，甚至是兩者的混合?這是目前活躍的研究課題。如果微中子不是單純的狄拉克費米子，那麼無微中子雙β衰變就有可能出現。因為假若微中子確為馬約拉納費米子，則產生的兩個微中子會立刻相互湮沒，因為它們彼此都是對方的反粒子。目前有眾多實驗組都在尋找這類衰變的蹤跡。令人很難想像，相關的理論居然在八十幾年前就被寫出來了，馬約拉納就是這種遠遠超越時代的天才呀。

1937 年，馬約拉納在接受了那不勒斯大學理論物理學教授一職，在那裡他結識了同一所物理研究所的實驗物理學教授安東尼奧·卡雷利（Antonio Carrelli）。那個時候，「 帕尼斯佩爾納路男孩」已經各分東西了。即使在那不勒斯，馬約拉納仍然過著極其孤僻的生活，他的疾病持續困擾著他，不可避免地影響了他的情緒。 1938 年 1 月 12 日，馬約拉納正式接受了那不勒斯大學的理論物理學教授職位。兩個月後的 3 月 25 日晚，馬約拉納離開那不勒斯，他乘坐 Tirrenia 輪船前往巴勒莫，在那裡他停留了幾天。在離開之前，他給卡雷利寫了一封信：
«親愛的卡雷利，我現在做出一個無可避免的決定。雖然其中一絲私心，但我知道我突然失踪會帶給你和學生們許多困擾。 為此請求你的原諒，但最重要的是讓我辜負了你最近幾個月對我的信任、真誠的友誼和同情。 還請提醒我在貴研究所中認識和欣賞的人； 我至少會今晚十一點之前，甚至可能之後，都還留下美好的回憶.»

他也寫了一封信給家人：“我只有一個願望：不要穿黑色(弔念我)。 如果您想鞠躬致哀，可以別上一些哀悼的標誌，但不超過三天。 之後，如果可以的話，請記住我，並原諒我。” 

3 月 26 日，卡雷利收到馬約拉納的一封電報，他告訴他不要把他之前寄給他的信當真。
不要驚慌。 信如下。 馬約拉納。

同一天，卡雷利收到這封信：
親愛的卡雷利，我希望你同時收到我的電報和信。 大海拒絕了我，我明天將返回旅館，也許帶著這張紙一起旅行。 但是，我打算放棄教學。 不要把我當成易卜生筆下的那些女孩，因為情況不同。屆時我很樂意提供更多細節給你。”
但是自此之後馬約拉納就失蹤，渺無音訊了。

在得知他的失蹤的訊息後，曾將他的能力與伽利略或牛頓相提並論的費米（Enrico Fermi）立即說：

“以他的智慧，一旦他決定消失或讓自己的身體消失，馬約拉納肯定會成功。馬約拉納擁有世界上沒有其他人擁有的東西；不幸的是，他缺乏在其他人身上常見的東西，簡單的常識 ”

的確，馬約拉納從此消聲匿跡，成了一頁傳奇。

馬約拉納失蹤後的那年年底，費米得到諾貝爾獎，並在領獎後離開義大利，流亡到了美國。隔年，第二次世界大戰爆發，千萬人流離失所，喪失性命，也許，馬約拉納是嗅到了時代的氣氛，而選擇消失在人間的舞台。但是他的科學成就，到今天依然閃閃發亮，令人不得不感嘆，馬約拉納就像顆閃亮的流星，劃過天際，消失在歷史的地平面上。

 

參考資料:
(一) 中文 英文 義大利文維基相關條目
(二) ETTORE MAJORANA’S COURSE ON THEORETICAL PHYSICS:A RECENT DISCOVERY , by A. Drago, S. Esposito arXiv:0503084
(三) ETTORE MAJORANA:HIS WORK AND HIS LIFE by Erasmo Recami， arXiv1412.7485
(四) Ettore Majorana and the birth of autoionization, by E. Arimondo, Charles W. Clark, and W. C. Martin
(五) From Majorana theory of atomic autoionization to Feshbach resonances in high temperature superconductors by Alessandra Vittorini-Orgeas and Antonio Bianconi,arXiv:0812.1551

 

 

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