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主题:【原创翻译】《量子》----第二部·男孩物理 -- 奔波儿

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家园 【原创】《量子》----第八章·量子魔法师(1)

有这么一篇文章,人人均翘首以待且都想抢先拔得头筹,它就是《关于量子---对运动学和动力学关系的理论性重构(On a quantum-Theorical Reinterpretation of Kinematics and Mechanical Relations)》。《物理学学报(Zeitschrift fur Physik)》的编辑于1925年7月29日收到了这篇论文。在前言部分,也就是科学家们通常所说的摘要这一处,作者以极大的勇气地提出自己雄心勃勃的计划,即“主要通过揭示那些观测数据间的关系,从而为理论量子力学的建立夯实基础”。十五页之后,这个目的达到了,海森堡已经为未来的物理学打下了地基。这位德国神童到底是何许人也?在这个其他人无功而返的领域,他是如何取得成功的?

维尔纳·卡尔·海森堡(Werner Karl Heisenberg:1901~1976)于1901年12月5日诞生在德国维尔茨堡(Wurzburg)。在其八岁的时候,他的父亲被聘为德国唯一的拜占庭文字学(Byzantine Philologu)教授一职,在慕尼黑大学任教,海森堡一家因此搬迁到这个巴伐利亚的首府。海森堡有个哥哥叫埃尔文(Erwin),比他年长两岁,他们的家房舍宽敞,所处的施瓦宾格(Schwabing)时尚社区位于慕尼黑的北部。兄弟俩人都在著名的马克西米利安中学(Maximilian Gymnasium)读书,40年前普朗克也是在此处求学的。另外,他们的祖父也是该校的校长。教员们本来是想对校长的孙子们有所优待的,但他们很快就发现根本就没这个必要。“他能够敏锐地抓住任何要点,而同时又对所有细节了然于胸”,维尔纳的一年级老师在报告中说,“他的思维井井有条,而且在做数学运算时速度奇快,且很少出错。”

奥古斯特·海森堡(即维尔纳·海森堡的父亲)的父亲,是一位乐为人师的长者,他乐此不必地为维尔纳和埃尔文兄弟俩设计出各种各样的智力游戏,而且特别喜欢让他们玩数学游戏,并鼓励他们用不同的方法寻求答案。他让兄弟两人互相对抗,看谁最先解决问题,事实证明维尔纳在数学上面拥有更高的天赋。在维尔纳十二岁的时候,他就已经开始学习微积分,并让父亲从大学的图书馆给他捎些数学书回来。父亲觉得这是一个让儿子提高语言学习能力的好机会,为此他开始给他带回一些用希腊文和拉丁文撰写的书籍。从此,维尔纳开始沉迷于古希腊哲学家们的著述。不久,第一次世界大战爆发了,维尔纳所拥有这种舒适安乐的生活也随之而去。

一战结束之后,整个德国陷入到政治和经济乱局之中,而慕尼黑以及整个巴伐利亚则更是重灾区。1919年4月7日,激进的社会主义分子宣布在巴伐利亚建立“苏维埃共和国”。对这场革命持反对立场的人们没有单纯地坐等柏林派出军队恢复秩序,他们自发地组织起一支支军事化的团队,小海森堡和他的朋友也加入了其中的一支。他的工作只是写写报告,或者是跑点龙套。“数周之后,我们的冒险经历结束了,”海森堡后来回忆说,“接着,当枪声逐渐消失以后,这种军事生涯变得越来越了无生趣。”到了五月份的第一周结束的时候,“苏维埃共和国”被无情地镇压下去,一千余条生命消失了。

战后严酷的现实生活让海森堡这样的中产阶级家的年轻小子干脆投入到虚幻的罗曼蒂克中去,他们纷纷加入到诸如“探路者(Pathfinder)”这样的青年组织,这个组织有点像德国自己的“童子军(Boy Scout)”;而其他那些崇尚个人自由的人则结成了自己的团队和俱乐部。海森堡在学校里就领导着这样一个由年轻学生组成的团体。他们自称为“海森堡群(Gruppe Heisenberg)”,经常去巴伐利亚的乡野远足和露营,一起探讨他们这一代人应该创造什么样的新世界。

第八章·量子魔法师(2)


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