夜裡想起海森堡

2021-02-13 慧田哲學

作者星空的仰望者(To be in the world but not of it.)|來自豆瓣日記 2013

我讀的第一本人物傳記就是海森堡的。那時是高一,在學校的圖書館中的一個諾貝爾獎得主的系列傳記中找到的。當時在海森堡傳記的旁邊是玻爾的,由於在我的心目中海森堡對於量子力學的實質貢獻要比玻爾的大,所以我就借來了海森堡的。書是綠皮的,不厚,記得好像沒有標明作者是誰,但在那段時間連晚自修別人做作業的時候我還在看。但我沒有完全看完就拿去還了。我大概看到海森堡做萊比錫大學的理論物理教授後就不看了。其實當時看完他提出不確定性原理之後就不大想再看了,覺得他最重要的貢獻已經完成了,後面應該沒什麼好看的。

那時書中令我印象深刻的第一點就是關於哥廷根大學當時活躍,濃厚的學術氣氛及其令人仰止的從高斯,狄利克雷,黎曼,克萊因到希爾伯特的偉大數學傳統。後來看到希爾伯特的傳記和容克的《比一千個太陽還亮》,對哥廷根的那種近似朝聖之情更深。第二就是海森堡對於古希臘哲學的愛好,特別是對於柏拉圖的《蒂邁歐篇》情有獨鍾。

另一印象深刻的就是海森堡的三位偉大導師:索末菲,玻恩和玻爾,他的好兄弟泡利及他們那個天才時代。歷史似乎很有趣,恰巧就是那個需要天才的年代一下冒出那麼多個正需要的劃時代人物。他們性格和研究風格各異,卻對真理的熱情有同樣是那麼的高。可以想像大家被泡利罵地狗血淋頭,這時候玻爾微笑地走過來用他的優雅與寬容讓大家情緒平靜下來,狄拉克則一個人在一旁安靜地想他自己的。

老天似乎早就註定這些大牛的性格需要這樣的互補為這一激動人心的時代加上更多能為後人津津樂道的材料。最後,也是印象最深的是他在霍爾蘭根島那一個可與蘋果砸中牛頓腦袋那一刻相媲美的夜晚。海森堡對此曾有過一段極為精彩的自述:

 「……一天晚上,我就要確定能量表中的各項,也就是我們今天所說的能量矩陣,用的是現在人們可能會認為是很笨拙的計算方法。計算出來的第一項與能量守恆原理相當吻合,我很興奮,而後我犯了很多的計算錯誤。終於,當最後一個計算結果出現在我面前時,已是凌晨3點了。所有各項均能滿足能量守恆原理,於是,我不再懷疑我所計算的那種量子力學具有數學上的連貫性與一致性。剛開始,我很驚訝。我感到,透過原子現象的外表,我看到了異常美麗的內部結構,當想到大自然如此慷慨地將珍貴的數學結構展現在我眼前時,我幾乎陶醉了。我太興奮了,以致不能入睡。天剛朦朦亮,我就來到這個島的南端,以前我一直嚮往著在這裡爬上一塊突出於大海之中的巖石。我現在沒有任何困難就攀登上去了,並在等待著太陽的升起。」

第一次讀這一段時非常激動,今天仍然如此。他曾在給他姐姐的信中這樣說到:「這些縱橫關係憑藉其數學的抽象性以一種簡單得不能再簡單的方式呈現出來,它是一種我們只能謙恭接受下來的禮物。即便是柏拉圖也可能不相信它們是如此之美。因為這些縱橫關係不可能被發明,他們從開天闢地以來就一直存在。」人生如果有一個或半個這樣的夜晚就足夠了。沉浸在科學原創中是一件極令人快樂的事情。特別是像海森堡這樣的柏拉圖主義者更是如此。錢德拉塞卡在一次名為《科學的追求及其動機》的講座中談到許多大師的原創經歷,他說到湯川秀樹時這樣說:

 「湯川秀樹在50多歲時寫了一本自傳《漫遊者》。在這本書中,湯川秀樹提出了一個偉大發現對它的發現者所產生影響的另一側面。人們習慣於這樣想:至少從表面上看來,一個很富有而且成果纍纍的人,以他的一生為素材的自傳《漫遊者》,應該是對他整個一生的敘述。但是湯川秀樹的「漫遊」只講到他的偉大發現論文的發表為止。他以憂鬱的筆調寫到他那偉大的發現:「我再也不想寫除此之外的東西了。因為,對我來說,我不懈學習的那些日子是值得留戀的;另一方面,當我想到我的學習時間逐漸被其他事情佔有了時,我感到傷心。」

在這種偉大的歡樂面前他們這些原創者常常想湯川秀樹那樣覺得之後其他的都不重要了。這也讓人想到愛因斯坦在完成廣義相對論後病倒時曾說他現在活著已經不重要了,因為廣義相對論已經出來了。

儘管這一篇連溫伯格都說看不懂的文章卻真正成就了他對於世界最大的貢獻。但海森堡晚年常說人們記得他的就只有不確定性原理和他1941年秋天去哥本哈根拜訪玻爾。

後來由於了解到話劇《哥本哈根》,我對他在萊比錫大學以後的生平當然就極其感興趣了。再去藉以前那一排熟悉的書架上的那一本綠皮書。書中關於海森堡與德國納粹的那部分把海森堡描述成是正面的,他是要暗地裡破壞納粹的核計劃。但之後又在其他地方了解到不支持海森堡的資料。但海森堡和玻爾兩人都沒有說他們當時到底說了什麼。現在人們各種各樣的證據和推理就都不能真正揭開這個謎。雖然海森堡重新成為了馬克斯· 普朗克學會物理研究所的所長,領導著戰後德國物理學的重建,但政治使海森堡的後半生總的來說是一種悲劇。

他到美國時,原來許多的同行和朋友都不跟他握手。但其中很多人是「小男孩」和「 小胖子」的父親。關於他後來的研究工作,錢德拉塞卡在上面所說的講座中說到:

「你們也許注意到了,大約30年前,在他的有關發現量子力學的基本原理的描述中,他使用了異乎尋常的相似語言和術語。但是,對於他的基本粒子的見解,我們能像海森堡一樣,用相同的方式看待嗎?對於量子力學,他的思想立即獲得承認;相反,他有關粒子物理學的思想,卻遭到了反對和駁斥,即使長期與他討論問題的老朋友泡利也不例外」。

政治使很多科學家陷入困境。何止海森堡?奧本海默,朗道在美國和蘇聯也遇到同樣的情況。麥卡錫主義還使玻姆逃到英國,使愛因斯坦名譽一度曾嚴重受損。希特勒幹的就更不用說了,那時即使不是猶太人的科學家也有很多逃到了美國。不管海森堡到底有沒有為德國製造原子彈,但事實是德國並沒有製造出來,而奧本海默他們製造出來了。但這並不是說奧本海姆他們是錯的。我們已經無法真正知道海森堡到底幹了什麼,還不如相信他確實為破壞希特勒的核計劃做出他能做的了。歷史已經無法重現,不如讓後人以此為鑑。任何歷史都無法真正純淨地呈現給我們,我們都會對其過濾,篩選和更改。但任何歷史的意義在於未來,在於我們從中吸取的教訓和學到的道理。

歌德曾說,人類用自己的聰明劃出了許多界限,最後愛把它們推倒了。人類與自然的不和諧,國家意識,戰爭和階級甚至是人與人關係的種種個體的不和諧,自己內心的衝突都是因為我們將自己與外界劃出界限。對於從事科學的人,他們面對的是一個整體的自然,特別是物理學研究者。物理學的目的就是能找到一套能解釋整個自然界的理論。而且這一種統一的追求從沒變過,反而越來越強。

20世紀的相對論和量子力學革命不是對經典物理學的否定,而是人類追求自然規律更高層次統一的目的的體現。而人類社會的種種意識形態差別和與自然的不和諧對於追求統一和諧的科學家來說很可能是一種打擊,至少他們面對兩者時採取的態度和方法是不同的。但科學研究與人類社會和自然界本身就是一起存在的,是要以整體的觀念來看待的。如果只看到科學與政治,人類社會與自然界的差異,那是不夠的,片面的。正是科學與政治的整體關係才造成海森堡的悲劇。只是這個整體內部由於人類的原因才出現了裂痕。

海森堡在他一篇名為《精密科學中美的含義》文章中寫道,「拉丁格言『Simplex sigillum veri』——『簡單是真的印記』——以大字刻在哥廷根大學的物理報告廳裡,作為對於那些將發現新事物的人們的一種告誡。另一句拉丁格言『Pulchritudo splendor veritatis』——『美是真理的光輝』——其含義也可解釋為,探索者最初是藉助於這種燦爛光輝,藉助於他的照耀來認識真理的。」他段話要闡述的是關於科學美學的。科學研究中美,簡單所起的作用,美與真的統一性。

狄拉克方程就是這種思想一個很好的體現。我認為還有另一種更大的統一,那就是我們常說的「真善美」。伯特朗·羅素一生為三種激情所支配:愛情,對真理的渴望和對人類苦難不可遏止的同情。三者正好對於應於「美真善」。三者能集中於一體,是因為一種最廣博的「愛」。這種「愛」能推導所有界限,能使人洞察到那關於世界的永恆的真理。

不管是真是假,海森堡夫人在她一本有關她丈夫的書中那段感動的話還是在心中划過:

「帶著一種自信的微笑,他曾對我說:「我是足夠幸運的,當親愛的上帝還在工作時,我能越過他的肩膀瞧了一下。」

對他來說,那就夠了,完全夠了。這給了他巨大的喜悅和勇氣,使他能鎮定自如地對付他在這個世上一再遭到的敵意和誤解,並且不致於誤入歧途。」

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