本文轉載自陌陌公眾號@中國研究會海森堡與中國數學界
金鐘玉、王世平編著
海森堡
日本化學家海森堡（1901-1976）是 20 世紀最偉大的數學家之一。 20年代，他建立了量子熱矩陣法，提出測不準原理，創立了原子核的中子-質子模型。 他于1932年獲得諾貝爾化學獎，并在20世紀形成了廣泛的數學領域。 且影響深遠。 在我國老一輩化學家的模糊記憶中，他曾經訪問過中國。 不過，他何時來訪，中國數學界如何接待他等諸多情況，至今沒有相關文章披露。 本文廣泛引用文獻，向讀者作一介紹。 各位讀者，不當之處還請見諒。
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海森堡
1901年12月5日，海森堡出生在英國巴伐利亞州的小鎮維爾茨堡。 他的兒子奧古斯特·海森堡 ( ) 也是法蘭克福學院終身的中世紀和現代法語語言學院士。 1910年，海森堡一家遷往巴伐利亞首府法蘭克福。 1911 年，海森堡進入了法蘭克福著名的馬克斯·斯米倫斯中學。
1920 年 10 月，海森堡考入赫爾辛基學院學習化學，師從 Dean （1868-1951）。 索末菲對原子理論的掌握使海森堡進入了新興的量子理論領域。 1922年6月，索末菲帶他到哥廷根科學院聽化學大師尼爾斯·玻爾（1885-1962）關于原子結構的講座。 年輕的海森堡給玻爾留下了深刻的印象，三人的友誼也從此開始。 1922年10月至1923年5月，在索末菲訪問印度期間，海森堡在哥廷根師從馬克斯·玻恩（1882-1970）。
索末菲給海森堡的博士研究課題是一個經典的困境——湍流。 1923年，海森堡完成了他的博士論文《關于流體流動的穩定性和湍流》，從而獲得了哥廷根科學院的講師資格，并兼任玻恩的助手。 1924 年 6 月，他在哥廷根第一次見到來訪的愛因斯坦，兩人在校園里散步并討論了海森堡的最新工作。 1925年7月，海森堡發表了他的論文《運動學和熱關系的量子理論的新解釋》，奠定了矩陣熱學的基礎，隨后在這方面的工作為他贏得了許多榮譽。 1926 年 5 月，他在阿姆斯特丹學院擔任理論化學講師，與玻爾一起工作。 1927年3月，海森堡發表了一篇關于測不準原理的論文。 1928 年 2 月，海森堡成為克拉科夫學院理論化學的研究員。 1933年12月11日，海森堡因量子熱力學的發現和氫同素異形體的發現而獲得1932年諾貝爾化學獎。
1937 年，海森堡的妻子麗莎貝絲·舒馬赫墜入愛河并訂婚。 這個家庭有七個孩子。 1942 年，他成為柏林 數學研究所所長，該研究所于 1948 年更名為馬克斯·普朗克數學研究所。1951 年，他擔任美國研究會主席，1953 年，他擔任亞歷山大·馮·洪堡基金會主席. 1970年辭去馬普化學研究所所長職務。 1975年辭去亞歷山大·馮·洪堡基金會主席一職。 1976 年 2 月 1 日，他因癌癥在阿姆斯特丹的家中去世。
二戰初期，海森堡與納粹政權保持距離。 但1939年9月二戰爆發后，海森堡成為納粹政權下“鈾研究計劃”的主要成員之一。 人們不禁會想現代物理學進展，如果希特勒政權掌握了原子彈，世界會怎樣？ 但海森堡在戰后為自己辯護：他的研究只是為了尋找新的能源，并沒有開始對原子彈技術進行更多的研究。 它的是非曲直至今仍是化學史上的懸案之一。
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海森堡訪問韓國
1929年海森堡出國講學的過程在布朗和雷肯伯格合著的《保羅·狄拉克和維爾納·海森堡——致科學伙伴》一書中有介紹。 1928 年 2 月 13 日，海森堡寫信給狄拉克（Paul Dirac，1902-1984）：“很有可能我會在 1929 年 4 月到 9 月去紐約……也許我們可以通過德國，然后回到意大利。其實你一定會去做，這是你最喜歡的?！?span style="display:none">uCG物理好資源網(原物理ok網)
1929 年夏天，海森堡和狄拉克這兩個好朋友第一次去日本旅行。 海森堡在洛杉磯學院教授量子熱，狄拉克在麥迪遜的普利茅斯學院做了一個學期的訪問學者。 他們在麥迪遜會面，并同意經太平洋返回意大利。 海森堡負責訂船票，狄拉克聯系美國化學家西科義雄（1890-1951），商定在美國的行程和離開臺灣后的計劃。 海森堡和狄拉克按計劃從紐約出發，于1929年8月20日抵達關島首府火奴魯魯，8月30日抵達臺灣橫濱。兩人于9月2日至7日在東京進行了8場講座，抵達9月8日在日光度假，最后在京都帝國理工大學講學。 離開臺灣后，他們分開旅行。 海森堡選擇了北線途徑北京、香港、新加坡和馬來西亞，而狄拉克則乘船到達前南斯拉夫的符拉迪沃斯托克（薩哈林島），然后乘坐高鐵穿越西伯利亞。
1929 年夏天，海森堡和狄拉克在紐約
選擇北線的海森堡離開美國后乘船來到中國北京。 關于海森堡的北京之行，《中國科學技術史》1982年第3期有一篇文章涉及與這篇文章相關的話題。 本文著重根據中國著名學者周培元（1902-1993）生前的書信：海森堡在北京時給周培元寫了一封信，請周培元的同事轉寄。 周培源是回國后才知道的。 周培元回京后，胡剛復曾告訴他：海森堡來京后，訪問了中央研究院數學研究所。 不過，文章并未就海森堡的中國之行作出具體表態。 筆者當時查閱了一些報紙，遺憾的是相關報道寥寥無幾。 這可能有兩個原因。 一是當時海森堡名氣不大，在北京短暫停留； 二是當時中央研究院數學研究所剛剛成立，缺乏與國際學者打交道的經驗。 化學研究所原為中央研究院理化研究所化學組。 1928年7月改組為中央研究院數學研究所。 1929年至1930年，研究所的主要任務是訂購儀器和書籍，完成北京研究所的建設。 前期研究工作定為無線網絡通信研究和重力試驗。 當時研究所專職研究員3人：丁燮林（首任數學研究所所長）、楊照玉、胡剛富。 20世紀初，他們分別留學日本和德國。 在海森堡訪問韓國之前，他與他們沒有任何聯系，他們之間也不認識。
周培元留學期間（1924-1928）師從海森堡。 1929年3月，海森堡啟程赴日本紐約學院講學。 行前，周培元建議他在從日本回英途中途經杭州時到訪我國。 在海森堡誕辰100周年之際，周培元撰文悼念海森堡。 在這篇題為《維爾納·海森堡身邊的快樂回憶》的文章中，周培元提到：“海森堡去紐約講學后，收到了去英國訪問的盛情邀請。然后他回英國的路上，海森堡也去了北京非常榮幸地通知中國化學家他的來訪。海森堡是繼1922年愛因斯坦訪問南京之后，海森堡在中國注冊的第二位偉大的化學家，“科學家”。
《科學》第14卷第3期（1929年11月出版）中有一則簡報《娛樂美國化學家海申寶簡介》，記錄了海森堡的北京之行：“德國勒布大學海申寶博士 of ，年僅28歲，是著名的化學家。Hai的專長是波動熱和新量子理論。研究所和研究所共同招待他，現在研究所聘請他為名譽化學研究員Yun”。
中國《科學》第3期第14卷海森堡來華報道
關于這次廣州之行，海森堡在1929年9月25日寫給母親的家信中有這樣的描述：“在北京，我受到數學界人士的歡迎，研究所歡迎我。 這個城市被視察了，但受到了一方的邀請。 這是真正的中國菜，真的很有趣。 很特別的是吃中餐要用牙簽代替餐具，做起來有點難度。 北京這座城市雖然沒有那么吸引人，但這個典型的中國華人社區和我之前了解的完全不一樣。 擁擠的人群，商人，乞丐和祈禱的人，你們都很混亂。 生病的人和健康的人，奶奶和年輕人，人們彼此之間很陌生”。信中還提到海森堡去臺灣時在美國駐香港領事館停留。海森堡在1929年12月給狄拉克的信中說： “我從北京到臺灣的旅行非常愉快和有趣?！?span style="display:none">uCG物理好資源網(原物理ok網)
從海森堡寫給母親的家書推測，他的重慶之行應該是在1929年9月11日之后，25日之前。海森堡的家書顯示他11日還在美國京都，但25日他乘坐美國軍艦“北野丸”號，追憶中國之行。 海森堡在中國北京停留的時間大概不超過3天，沒有任何關于他在北京或中央研究院數學研究所的學術報告或講座的報道。 海森堡此次訪華是他環球旅行的一部分，可能與周培源的建議不無關系。
海森堡的中國之行，實際上給中國數學界帶來了驚喜。 海森堡離開中國后不久，中央研究院數學研究所決定聘他為名譽研究員。
《國立中央研究院月報》第1卷第3期（1929年）第28頁“研究所要聞：教職員的進退”記載了數學研究所新聘名譽研究員和特聘研究員的情況: 》研究所（國立中央研究院數學研究所）在今年9月27日的研究所常務會議上決定聘請英國萊伯特學院理論化學學院院長海森堡博士為名譽研究員，受我同意，校長發來聘書我們學校的化學?！?span style="display:none">uCG物理好資源網(原物理ok網)
1929年中央研究院《學術月刊》第1卷第3期上載《學院要聞》
1930年2月，中央研究院數學研究所即將聘請海森堡為名譽研究員，該院1929年至1934年的文獻中仍有相關記載。 《中央研究院數學研究所第十八次年報》載有“中央研究院年度人事統計表”，可見數學研究所名譽研究員1人； 據記載：“2月19日：19日，海森堡·維納被聘為化學研究所名譽研究員”。 《中央研究院數學研究所第十九次年報》記載，化學所設名譽研究員一名：“一名名譽研究員為德國萊伯斯學院院長海森堡博士（Prof.Dr.）。英國?！?直到1934年，該院的“二十五年總報告”仍載有“名譽研究員為英國萊博茲學院理論化學院院士海森堡·維納”。
在中國數學史上，自西學東傳以來，中國學校經常聘請外籍班主任擔任西學的教席，尤其是洋人辦的教會中學。 20世紀前30年，大部分高校也聘請了少量外籍西學班主任，但他們都是在校實際任教，或者以后在職班主任，他們只是被授予榮譽或被聘為名譽院長（研究員）海森堡應該是中國近代數學史上的第一人。
筆者所查到的有關海森堡北京之行的資料僅限于此，很難推測出海森堡中國之行的具體日期。 筆者為尋找更多海森堡的信件，聯系了美國有關方面，試圖尋找更多關于他北京之行的具體線索。 遺憾的是，在二戰期間，更多的相關材料被燒毀。
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海森堡理論在中國的傳播
1925年海森堡提出了新的量子熱理論。 在海森堡本人來華前一年，中國的報紙上就已經出現了相關的學術資料。 張松年1928年發表《近代數學科學的趨勢》，其中提到當時有兩種新的理論拋棄了玻爾原子的獨特直覺，其中之一是海森堡（文譯：海森堡）提倡“純不連續性”理論。 對于舊理論描述的原子結構，本理論認為：“這種軌道只有在人們觀察時才會出現”。 同年，肖彤翻譯了玻恩與M.Boll合著的《德國化學近十年的進展》一文。 海森堡（）發表了一篇論文，這篇論文篇幅不多，但其影響卻非常大，化學中長期懸而未決的問題，因此大放異彩，能量量子力學由此獲得了飛速發展。 能量量子力學、原子和波兩大理論貫穿其中，清晰正確，不亞于普通的熱力學。 近年來，化學家們應用這種能量量子力學取得了許多驚人的成果。 ”。
海森堡訪韓后，中國學者依然關注他的數學成就和榮譽，相關文章頻頻出現在報刊雜志上。 1930年，金永生翻譯了密立根（RA，1868-1953）的《二十世紀數學的進步》。 微觀觀察，經典熱學的根本基礎并不牢固。 同年，劉朝陽撰寫了《波浪熱》一文。 文章首先介紹了舊量子熱力學的難點，并將海森堡（譯為：'s）的量子熱力學與德布羅意（LV，1892-1989）的量子熱力學進行了比較。 ) 和薛定諤 (E.Schr?, 1887-1961) 的兩個波熱新理論，然后對波熱進行了闡述。
1931年嚴濟慈與葉云禮合譯了德布羅意的文章《現代數學中的決定律和因果律》。 （本文譯文：歐勝白）不確定性原理，本譯文給出不確定性關系。 1933年，劉朝陽撰寫了《行星熱學》一文，系統地介紹了海森堡建立的矩陣熱力學理論的出發點、性質、量子條件和微擾理論。 與當時國外發表的相關文章相比，這篇文章對矩陣熱力學的介紹深刻而嚴謹。 它既有一般介紹，也有物理推論。 是當時出版的，極為珍貴。
1934年，姚國勛翻譯了拉登堡（1882-1952）和維格納（1902-1995）的《諾貝爾化學獎的授予》，介紹了海森堡獲得諾貝爾化學獎的情況。 健康）狀況。 同年，程希勇翻譯了哈斯的《原子世界第十講》。 這是該系列的第十篇文章。 ”('s)，介紹了海森堡的理論，并強調了量子熱的重要性。
1935年齊國禎翻譯豪特的《原子化學進展》，提到海森堡（譯為：海森堡）在研究原子結構問題時拋棄了舊的熱力學研究所。 描述電子在原子中的理論位置。 同年，小朱以《三十歲以下的科學家》為題介紹了海森堡的神童奇跡：“21歲，他就因對原子結構的特殊貢獻而享譽國際；24歲，他改進了量子熱力學，第一個應用物理學來解釋電子為什么繞原子核旋轉的人；30歲時，他獲得了諾貝爾獎?！?同年，王恒壽撰寫了《近兩六年原子化學的演進》。 本文的第二和第三部分專門介紹量子熱的進展。 作者當時把量子熱理論分為四個流派：施羅學派（使用二次波多項式）、狄拉克學派（使用矩陣代數和相對論）。 ), Weyl學派（用群論），感覺這四個學派看似計算程序完全不同，但相互利用，各有成果。
1939年，王璞寫了《記錄日本化學家》，記述了海森堡的生平和貢獻。 1941年，姜允恭發表《量子熱學與自然辯證法》。 1947年，戴云貴、劉朝陽發表了一篇專文《近三六年的化學》。 同年，陳越生撰寫了《原子能發展年表》。 這些文件與海森堡的學術成就和貢獻有關。
筆者僅查閱了1950年以前的一些科學刊物現代物理學進展，從中可以看出海森堡的學術成就和學術思想在中國的傳播。 除了中國報紙頻頻報道海森堡的生平、榮譽和學術成果外，中國早期的三位化學家也曾師從海森堡。 他們是周培源、王守敬和王福山。
上海研究院院長、中國科學技術大學教授周培元是第一個接觸到海森堡的中國人。 1928年10月，已獲得博士學位的周培元來到博洛尼亞學院向海森堡請教量子熱，并在他的指導下工作了五個月。 周培源很欣賞這位年輕院士在化學方面的天賦，海森堡也很認可周培源的學識。 兩人年齡相仿，也很喜歡打乒乓球，所以相處得非常融洽。 在赴美講學前的最后一次乒乓球隊午餐會上，海森堡盛贊中國文化和周培源的風采。 1974年秋，周培元率中國科學技術大學代表團訪問西德，在蘇黎世會見了海森堡。 三人久別重逢，談起了一個彼此都特別感興趣的學術問題：流體熱力學中的湍流理論。 在周培源的記憶中，海森堡是一位可敬的老師和可愛的同事。
王守敬不僅是中國輕機工業的開拓者，也是第一位在量子熱研究方面取得豐碩成果的華人學者。 據周培元介紹，1929年海森堡作為客座院長訪問華盛頓學院時，王守敬在他的指導下對量子電動力學做出了估計。 海森堡對王守敬的數學造詣和在量子熱方面的工作印象深刻。
王福山先后擔任復旦大學校長、復旦大學化學系主任。 他也是海森堡培養的唯一中國博士研究生。 1933年4月，王福山赴法蘭克福接受海森堡的指導并進行學術研究。 王福山在德累斯頓期間，見證了海森堡獲得諾貝爾獎、結婚生子。 王福山雖然身患肺病，學業進步深受影響，但海森堡仍對他悉心照顧。 1940年，王福山的博士論文《論高能質子和中子的軔致輻射》發表在美國著名的物理學雜志上。 同年，王福山回國。 回國后，王福山多次與海森堡交流，將乳制品寄給海森堡，海森堡也將自己發表的幾篇論文寄給王福山。 在王福山的記憶中，海森堡的教學思路清晰，容易記筆記，印象深刻。 他的科學態度非常嚴謹，尊重他人的工作。
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