本文轉(zhuǎn)載自陌陌公眾號(hào)@中國研究會(huì)海森堡與中國數(shù)學(xué)界
金鐘玉、王世平編著
海森堡
日本化學(xué)家海森堡（1901-1976）是 20 世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)家之一。 20年代，他建立了量子熱矩陣法，提出測(cè)不準(zhǔn)原理，創(chuàng)立了原子核的中子-質(zhì)子模型。 他于1932年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，并在20世紀(jì)形成了廣泛的數(shù)學(xué)領(lǐng)域。 且影響深遠(yuǎn)。 在我國老一輩化學(xué)家的模糊記憶中，他曾經(jīng)訪問過中國。 不過，他何時(shí)來訪，中國數(shù)學(xué)界如何接待他等諸多情況，至今沒有相關(guān)文章披露。 本文廣泛引用文獻(xiàn)，向讀者作一介紹。 各位讀者，不當(dāng)之處還請(qǐng)見諒。
1個(gè)
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(zhèn)維爾茨堡。 他的兒子奧古斯特·海森堡 ( ) 也是法蘭克福學(xué)院終身的中世紀(jì)和現(xiàn)代法語語言學(xué)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(jìn)入了法蘭克福著名的馬克斯·斯米倫斯中學(xué)。
1920 年 10 月，海森堡考入赫爾辛基學(xué)院學(xué)習(xí)化學(xué)，師從 Dean （1868-1951）。 索末菲對(duì)原子理論的掌握使海森堡進(jìn)入了新興的量子理論領(lǐng)域。 1922年6月，索末菲帶他到哥廷根科學(xué)院聽化學(xué)大師尼爾斯·玻爾（1885-1962）關(guān)于原子結(jié)構(gòu)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(gè)經(jīng)典的困境——湍流。 1923年，海森堡完成了他的博士論文《關(guān)于流體流動(dòng)的穩(wěn)定性和湍流》，從而獲得了哥廷根科學(xué)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(fā)表了他的論文《運(yùn)動(dòng)學(xué)和熱關(guān)系的量子理論的新解釋》，奠定了矩陣熱學(xué)的基礎(chǔ)，隨后在這方面的工作為他贏得了許多榮譽(yù)。 1926 年 5 月，他在阿姆斯特丹學(xué)院擔(dān)任理論化學(xué)講師，與玻爾一起工作。 1927年3月，海森堡發(fā)表了一篇關(guān)于測(cè)不準(zhǔn)原理的論文。 1928 年 2 月，海森堡成為克拉科夫?qū)W院理論化學(xué)的研究員。 1933年12月11日，海森堡因量子熱力學(xué)的發(fā)現(xiàn)和氫同素異形體的發(fā)現(xiàn)而獲得1932年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
1937 年，海森堡的妻子麗莎貝絲·舒馬赫墜入愛河并訂婚。 這個(gè)家庭有七個(gè)孩子。 1942 年，他成為柏林 數(shù)學(xué)研究所所長(zhǎng)，該研究所于 1948 年更名為馬克斯·普朗克數(shù)學(xué)研究所。1951 年，他擔(dān)任美國研究會(huì)主席，1953 年，他擔(dān)任亞歷山大·馮·洪堡基金會(huì)主席. 1970年辭去馬普化學(xué)研究所所長(zhǎng)職務(wù)。 1975年辭去亞歷山大·馮·洪堡基金會(huì)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(zhàn)初期，海森堡與納粹政權(quán)保持距離。 但1939年9月二戰(zhàn)爆發(fā)后，海森堡成為納粹政權(quán)下“鈾研究計(jì)劃”的主要成員之一。 人們不禁會(huì)想現(xiàn)代物理學(xué)進(jìn)展，如果希特勒政權(quán)掌握了原子彈，世界會(huì)怎樣？ 但海森堡在戰(zhàn)后為自己辯護(hù)：他的研究只是為了尋找新的能源，并沒有開始對(duì)原子彈技術(shù)進(jìn)行更多的研究。 它的是非曲直至今仍是化學(xué)史上的懸案之一。
2個(gè)
海森堡訪問韓國
1929年海森堡出國講學(xué)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(xué)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(huì)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(shí)你一定會(huì)去做，這是你最喜歡的。”
1929 年夏天，海森堡和狄拉克這兩個(gè)好朋友第一次去日本旅行。 海森堡在洛杉磯學(xué)院教授量子熱，狄拉克在麥迪遜的普利茅斯學(xué)院做了一個(gè)學(xué)期的訪問學(xué)者。 他們?cè)邴湹线d會(huì)面，并同意經(jīng)太平洋返回意大利。 海森堡負(fù)責(zé)訂船票，狄拉克聯(lián)系美國化學(xué)家西科義雄（1890-1951），商定在美國的行程和離開臺(tái)灣后的計(jì)劃。 海森堡和狄拉克按計(jì)劃從紐約出發(fā)，于1929年8月20日抵達(dá)關(guān)島首府火奴魯魯，8月30日抵達(dá)臺(tái)灣橫濱。兩人于9月2日至7日在東京進(jìn)行了8場(chǎng)講座，抵達(dá)9月8日在日光度假，最后在京都帝國理工大學(xué)講學(xué)。 離開臺(tái)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(dá)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(guān)于海森堡的北京之行，《中國科學(xué)技術(shù)史》1982年第3期有一篇文章涉及與這篇文章相關(guān)的話題。 本文著重根據(jù)中國著名學(xué)者周培元（1902-1993）生前的書信：海森堡在北京時(shí)給周培元寫了一封信，請(qǐng)周培元的同事轉(zhuǎn)寄。 周培源是回國后才知道的。 周培元回京后，胡剛復(fù)曾告訴他：海森堡來京后，訪問了中央研究院數(shù)學(xué)研究所。 不過，文章并未就海森堡的中國之行作出具體表態(tài)。 筆者當(dāng)時(shí)查閱了一些報(bào)紙，遺憾的是相關(guān)報(bào)道寥寥無幾。 這可能有兩個(gè)原因。 一是當(dāng)時(shí)海森堡名氣不大，在北京短暫停留； 二是當(dāng)時(shí)中央研究院數(shù)學(xué)研究所剛剛成立，缺乏與國際學(xué)者打交道的經(jīng)驗(yàn)。 化學(xué)研究所原為中央研究院理化研究所化學(xué)組。 1928年7月改組為中央研究院數(shù)學(xué)研究所。 1929年至1930年，研究所的主要任務(wù)是訂購儀器和書籍，完成北京研究所的建設(shè)。 前期研究工作定為無線網(wǎng)絡(luò)通信研究和重力試驗(yàn)。 當(dāng)時(shí)研究所專職研究員3人：丁燮林（首任數(shù)學(xué)研究所所長(zhǎng)）、楊照玉、胡剛富。 20世紀(jì)初，他們分別留學(xué)日本和德國。 在海森堡訪問韓國之前，他與他們沒有任何聯(lián)系，他們之間也不認(rèn)識(shí)。
周培元留學(xué)期間（1924-1928）師從海森堡。 1929年3月，海森堡啟程赴日本紐約學(xué)院講學(xué)。 行前，周培元建議他在從日本回英途中途經(jīng)杭州時(shí)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(xué)后，收到了去英國訪問的盛情邀請(qǐng)。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(xué)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(cè)的第二位偉大的化學(xué)家，“科學(xué)家”。
《科學(xué)》第14卷第3期（1929年11月出版）中有一則簡(jiǎn)報(bào)《娛樂美國化學(xué)家海申寶簡(jiǎn)介》，記錄了海森堡的北京之行：“德國勒布大學(xué)海申寶博士 of ，年僅28歲，是著名的化學(xué)家。Hai的專長(zhǎng)是波動(dòng)熱和新量子理論。研究所和研究所共同招待他，現(xiàn)在研究所聘請(qǐng)他為名譽(yù)化學(xué)研究員Yun”。
中國《科學(xué)》第3期第14卷海森堡來華報(bào)道
關(guān)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(shù)學(xué)界人士的歡迎，研究所歡迎我。 這個(gè)城市被視察了，但受到了一方的邀請(qǐng)。 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(diǎn)難度。 北京這座城市雖然沒有那么吸引人，但這個(gè)典型的中國華人社區(qū)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(tái)灣時(shí)在美國駐香港領(lǐng)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(tái)灣的旅行非常愉快和有趣。”
從海森堡寫給母親的家書推測(cè)，他的重慶之行應(yīng)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(hào)，追憶中國之行。 海森堡在中國北京停留的時(shí)間大概不超過3天，沒有任何關(guān)于他在北京或中央研究院數(shù)學(xué)研究所的學(xué)術(shù)報(bào)告或講座的報(bào)道。 海森堡此次訪華是他環(huán)球旅行的一部分，可能與周培源的建議不無關(guān)系。
海森堡的中國之行，實(shí)際上給中國數(shù)學(xué)界帶來了驚喜。 海森堡離開中國后不久，中央研究院數(shù)學(xué)研究所決定聘他為名譽(yù)研究員。
《國立中央研究院月報(bào)》第1卷第3期（1929年）第28頁“研究所要聞：教職員的進(jìn)退”記載了數(shù)學(xué)研究所新聘名譽(yù)研究員和特聘研究員的情況: 》研究所（國立中央研究院數(shù)學(xué)研究所）在今年9月27日的研究所常務(wù)會(huì)議上決定聘請(qǐng)英國萊伯特學(xué)院理論化學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)海森堡博士為名譽(yù)研究員，受我同意，校長(zhǎng)發(fā)來聘書我們學(xué)校的化學(xué)。”
1929年中央研究院《學(xué)術(shù)月刊》第1卷第3期上載《學(xué)院要聞》
1930年2月，中央研究院數(shù)學(xué)研究所即將聘請(qǐng)海森堡為名譽(yù)研究員，該院1929年至1934年的文獻(xiàn)中仍有相關(guān)記載。 《中央研究院數(shù)學(xué)研究所第十八次年報(bào)》載有“中央研究院年度人事統(tǒng)計(jì)表”，可見數(shù)學(xué)研究所名譽(yù)研究員1人； 據(jù)記載：“2月19日：19日，海森堡·維納被聘為化學(xué)研究所名譽(yù)研究員”。 《中央研究院數(shù)學(xué)研究所第十九次年報(bào)》記載，化學(xué)所設(shè)名譽(yù)研究員一名：“一名名譽(yù)研究員為德國萊伯斯學(xué)院院長(zhǎng)海森堡博士（Prof.Dr.）。英國。” 直到1934年，該院的“二十五年總報(bào)告”仍載有“名譽(yù)研究員為英國萊博茲學(xué)院理論化學(xué)院院士海森堡·維納”。
在中國數(shù)學(xué)史上，自西學(xué)東傳以來，中國學(xué)校經(jīng)常聘請(qǐng)外籍班主任擔(dān)任西學(xué)的教席，尤其是洋人辦的教會(huì)中學(xué)。 20世紀(jì)前30年，大部分高校也聘請(qǐng)了少量外籍西學(xué)班主任，但他們都是在校實(shí)際任教，或者以后在職班主任，他們只是被授予榮譽(yù)或被聘為名譽(yù)院長(zhǎng)（研究員）海森堡應(yīng)該是中國近代數(shù)學(xué)史上的第一人。
筆者所查到的有關(guān)海森堡北京之行的資料僅限于此，很難推測(cè)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(lián)系了美國有關(guān)方面，試圖尋找更多關(guān)于他北京之行的具體線索。 遺憾的是，在二戰(zhàn)期間，更多的相關(guān)材料被燒毀。
3個(gè)
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(bào)紙上就已經(jīng)出現(xiàn)了相關(guān)的學(xué)術(shù)資料。 張松年1928年發(fā)表《近代數(shù)學(xué)科學(xué)的趨勢(shì)》，其中提到當(dāng)時(shí)有兩種新的理論拋棄了玻爾原子的獨(dú)特直覺，其中之一是海森堡（文譯：海森堡）提倡“純不連續(xù)性”理論。 對(duì)于舊理論描述的原子結(jié)構(gòu)，本理論認(rèn)為：“這種軌道只有在人們觀察時(shí)才會(huì)出現(xiàn)”。 同年，肖彤翻譯了玻恩與M.Boll合著的《德國化學(xué)近十年的進(jìn)展》一文。 海森堡（）發(fā)表了一篇論文，這篇論文篇幅不多，但其影響卻非常大，化學(xué)中長(zhǎng)期懸而未決的問題，因此大放異彩，能量量子力學(xué)由此獲得了飛速發(fā)展。 能量量子力學(xué)、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(xué)。 近年來，化學(xué)家們應(yīng)用這種能量量子力學(xué)取得了許多驚人的成果。 ”。
海森堡訪韓后，中國學(xué)者依然關(guān)注他的數(shù)學(xué)成就和榮譽(yù)，相關(guān)文章頻頻出現(xiàn)在報(bào)刊雜志上。 1930年，金永生翻譯了密立根（RA，1868-1953）的《二十世紀(jì)數(shù)學(xué)的進(jìn)步》。 微觀觀察，經(jīng)典熱學(xué)的根本基礎(chǔ)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(xué)的難點(diǎn)，并將海森堡（譯為：'s）的量子熱力學(xué)與德布羅意（LV，1892-1989）的量子熱力學(xué)進(jìn)行了比較。 ) 和薛定諤 (E.Schr?, 1887-1961) 的兩個(gè)波熱新理論，然后對(duì)波熱進(jìn)行了闡述。
1931年嚴(yán)濟(jì)慈與葉云禮合譯了德布羅意的文章《現(xiàn)代數(shù)學(xué)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(guān)系。 1933年，劉朝陽撰寫了《行星熱學(xué)》一文，系統(tǒng)地介紹了海森堡建立的矩陣熱力學(xué)理論的出發(fā)點(diǎn)、性質(zhì)、量子條件和微擾理論。 與當(dāng)時(shí)國外發(fā)表的相關(guān)文章相比，這篇文章對(duì)矩陣熱力學(xué)的介紹深刻而嚴(yán)謹(jǐn)。 它既有一般介紹，也有物理推論。 是當(dāng)時(shí)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(xué)獎(jiǎng)的授予》，介紹了海森堡獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)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(qiáng)調(diào)了量子熱的重要性。
1935年齊國禎翻譯豪特的《原子化學(xué)進(jìn)展》，提到海森堡（譯為：海森堡）在研究原子結(jié)構(gòu)問題時(shí)拋棄了舊的熱力學(xué)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(xué)家》為題介紹了海森堡的神童奇跡：“21歲，他就因?qū)υ咏Y(jié)構(gòu)的特殊貢獻(xiàn)而享譽(yù)國際；24歲，他改進(jìn)了量子熱力學(xué)，第一個(gè)應(yīng)用物理學(xué)來解釋電子為什么繞原子核旋轉(zhuǎn)的人；30歲時(shí)，他獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。” 同年，王恒壽撰寫了《近兩六年原子化學(xué)的演進(jìn)》。 本文的第二和第三部分專門介紹量子熱的進(jìn)展。 作者當(dāng)時(shí)把量子熱理論分為四個(gè)流派：施羅學(xué)派（使用二次波多項(xiàng)式）、狄拉克學(xué)派（使用矩陣代數(shù)和相對(duì)論）。 ), Weyl學(xué)派（用群論），感覺這四個(gè)學(xué)派看似計(jì)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(xué)家》，記述了海森堡的生平和貢獻(xiàn)。 1941年，姜允恭發(fā)表《量子熱學(xué)與自然辯證法》。 1947年，戴云貴、劉朝陽發(fā)表了一篇專文《近三六年的化學(xué)》。 同年，陳越生撰寫了《原子能發(fā)展年表》。 這些文件與海森堡的學(xué)術(shù)成就和貢獻(xiàn)有關(guān)。
筆者僅查閱了1950年以前的一些科學(xué)刊物現(xiàn)代物理學(xué)進(jìn)展，從中可以看出海森堡的學(xué)術(shù)成就和學(xué)術(shù)思想在中國的傳播。 除了中國報(bào)紙頻頻報(bào)道海森堡的生平、榮譽(yù)和學(xué)術(shù)成果外，中國早期的三位化學(xué)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(zhǎng)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授周培元是第一個(gè)接觸到海森堡的中國人。 1928年10月，已獲得博士學(xué)位的周培元來到博洛尼亞學(xué)院向海森堡請(qǐng)教量子熱，并在他的指導(dǎo)下工作了五個(gè)月。 周培源很欣賞這位年輕院士在化學(xué)方面的天賦，海森堡也很認(rèn)可周培源的學(xué)識(shí)。 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(xué)前的最后一次乒乓球隊(duì)午餐會(huì)上，海森堡盛贊中國文化和周培源的風(fēng)采。 1974年秋，周培元率中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)代表團(tuán)訪問西德，在蘇黎世會(huì)見了海森堡。 三人久別重逢，談起了一個(gè)彼此都特別感興趣的學(xué)術(shù)問題：流體熱力學(xué)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(jī)工業(yè)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(xué)者。 據(jù)周培元介紹，1929年海森堡作為客座院長(zhǎng)訪問華盛頓學(xué)院時(shí)，王守敬在他的指導(dǎo)下對(duì)量子電動(dòng)力學(xué)做出了估計(jì)。 海森堡對(duì)王守敬的數(shù)學(xué)造詣和在量子熱方面的工作印象深刻。
王福山先后擔(dān)任復(fù)旦大學(xué)校長(zhǎng)、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系主任。 他也是海森堡培養(yǎng)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(dǎo)并進(jìn)行學(xué)術(shù)研究。 王福山在德累斯頓期間，見證了海森堡獲得諾貝爾獎(jiǎng)、結(jié)婚生子。 王福山雖然身患肺病，學(xué)業(yè)進(jìn)步深受影響，但海森堡仍對(duì)他悉心照顧。 1940年，王福山的博士論文《論高能質(zhì)子和中子的軔致輻射》發(fā)表在美國著名的物理學(xué)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(fā)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(xué)思路清晰，容易記筆記，印象深刻。 他的科學(xué)態(tài)度非常嚴(yán)謹(jǐn)，尊重他人的工作。
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