物理学咬文嚼字之02：量子与几何

!""#：$$%%%& %’()& *+& +,- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 物理 物理学咬文嚼字 物理学咬文嚼字之二 量子与几何 曹- 则- 贤 （中国科学院物理研究所- 北京- .///0/） - - 中文“量子”是对西文“ 1’*,"’2”的翻译。 “1’*,"’2”（复数形式为 1’*,"’3）是拉丁语，意思为 多少（!4% 2’+!）。拉丁语古谚语云：“563 ), "*,"’2 ),"6(()7)"’8，), 9’*,"’2 *2*"’8”，译成中文就是“事物 被爱到什么程度（置于多少爱之下），才会被理解到 什么程度”，可看作是对“9’*,"’2”的应用举例。源 于 1’*,"’2的词在日尔曼语系和拉丁语系罗曼语族 的几种语言中都保留了“多少”的原意。如 1’*,")"*: ");6（英语，法语）和 1’*,"*");（德语）都是指“数量上 的”意思，汉译“定量的”。 1’*,"’2 和 26+!*,)+3 联系上构成 9’*,"’2 26: +!*,)+3一词，是以德语 1’*,"6,26+!*,)<的面貌出现 的，始于 .=>? 年玻恩和海森堡发表的“分子的量子 理论”（@& A48,，B& C6)36,D687，E’8 1’*,"6,"!648)6 F68 @4(6<6(,， G,,& F& H!I3&， J?（ ?）， .—K. （.=>?））一文。到 .=>L 年玻恩自己发表“碰撞过程 的量子力学”（@*M A48,，E’8 1’*,"6,26+!*,)< F68 N"4!;487O,76，E6)"3+!8)P" PQ8 H!I3)<，KJ，0LK—0LJ （.=>L））一文时，量子力学已成为最时髦的话题了。 是何人把“1’*,"’2 @6+!*,)+3”翻译成量子力 学，笔者未能确认。据说郑贞文（.0=. R .=L=）.=.0 年自日本留学回国，进商务编译所做编辑后，就积极 译介当时自然科学的新思潮和新成就。为了介绍 >/ 世纪新出现的相对论和量子力学的新学说，他从英 文翻译了《原子说发凡》（罗素著），从日文翻译了 《化学本论》和《化学与量子》（.=KK）。这里量子一 词据信最早是日文翻译，但用日文相关的词组 S447(6 未能找到明确的始作俑者或其他线索。另， 有文献云何育杰先生 .=.K 年曾在北京大学主编物 理学教科书，讲授普通物理、原能论（又称原量论，即 量子论）、电学、热力学、气体动力论等课程。不知何 先生依据哪本书或哪些文献，.=.K 年的原能论或原 量论该是对哪个西文词的翻译？不过，何育杰先生 后来翻译了 T64#4(F U,P6(F .=K? 年所著的 V!6 %48(F ), 24F68, 3+)6,+6：2*""68 *,F 9’*,"*，取名为《物质与 量子》（上海商务印书馆，.=KL）。因此，可以断言，至 少在上世纪三十年代，量子一词作为对 9’*,"* 的翻 译已为中国学者所接受。应该说，量子一词是个比 较巧妙的翻译，其中“子”字是个小词。以“子”字结 尾的名词有小的意思，如孩子、刀子、凳子、桌子等。 小词这种结构也存在于德语和罗曼语族的几种语言 中，如德语 @Q,+!6,（小教堂，慕尼黑为对其英文词 @’,)+!的音译），@OF+!6,（小姑娘）中的“ +!6,”； 罗曼语族的小词形式较多，@439’)"4（蚊子）是 @’3: +*（蝇类）的小词，@’86""6（胸墙）是 @’84（墙）的小 词，等等。物理学中的中微子一词是由费米（W,8)+4 X682)）构造的，就是采用意大利语的小词结构，,6’: "8),4，即中性的小东西。.=// 年普朗克引入能量量 子一词时，这个应该呆板的德国学者使用的是阴性 的 1’*,"*（F68 W,687)6）这个词；有趣的是，生性风 流的意大利人却选用了阳性形式 9’*,"4（ F) 6,68: 7)*）。 在许多介绍量子力学的文本中，量子力学都被 说成是描述微观世界的学说。下面这段话比较有代 表性：“W((6 ,4’3 #6826" FY*++ZF68 *’ 24,F6 F6 (Y),: P),)26," #6")" #6’#(Z FY*"4263，F6 #!4"4,3，F6 ,6’"8): ,43，F6 9’*8<3 6" *’"863 #*8")+’(63 *’M ,423 6M4")9’63” （她（量子力学）让我们得以进入无穷小的存在如原 子、光子、中微子、夸克和其他奇异粒子所组成的世 界）。笔者不才，以为量子力学虽然是关于“小量” 的物理，但这“32*((,633（小）”并不是以物理体系的 广延尺度为标准的，而是以所考虑问题的特征物理 量为考量的。它很大程度上是一种处理问题时的哲 学态度和实践方式：对于存在最小单位的物理量，如 角动量，如果体系的该物理量接近于其最小单位值 时，我们描述这个物理量所用的值应是整数值而非 任意的实数值，关于该物理量的计算会取一些分立 值。如何理解上面的观点，请大家考察下面三句话： （.）我国去年 S[H比上年增长了 =& ?J>\LJ.]； （>）某事业单位去年各部门的工资增长率在 ·!"#· ! "# 卷（$%%& 年）’ 期! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ())*：++,,,- ,./0- 12- 23 "- 4$567到 ’- 8&467之间； （"）某家庭（典型的小家庭）今年人口增加了 5"- $5&7。 如何看待这三句话呢？关于第一句，人民币最 小物理单位为“分”，而国家的 9:; 以万亿元计，所 以 8- 4&$6#&57一值未必精确，但不会造成物理上的 困难，用 8- 4&$6#&57乘上 9:; 总量应是一个会计 能够接受的数字。理解第二句要加点小心。因为长 工资是按级别长的，绝对增长量是有限的几个级别 （整数）；相应地，增长率也是分立值，如果在增长率 上限和下限之间随便取个值，就算算出来的绝对增 长量是个以元为单位的整数，也可能实际上根本就 没有这一档。也就是说，这样的计算遭遇到了物理 上的困难。第三句根本就是句浑话。我们当前的一 般家庭成员数一般很少超过十人，增长 5"- $5&7是 不可能的。此时，正确的表述应该是明确给出增添 了几个人，这就是‘量子力学’的处理问题方式。我 想说的是，即使对人之家庭这样的大物理体系，量 子力学式的处理问题的方式也是必要的。 “<.13).=”的意思是多少，文绉绉一点的中文翻 译按说应是‘几何’才对。曹操《短歌行》中名句“人 生几何，对酒当歌”就是此意。可惜的是，‘几何’一 词早被占用了，成了对“9>?=>)@A”的翻译。几何一 词早在明朝的时候就有了。5#%& 年，意大利传教士 利马窦（B1))>? C0220）和徐光启共同翻译（前者口 述，后者笔录）了《几何原本》即 5" 卷的 D.2/0EFG >/>H =>3)（希腊文为 !"#$%&$’，成于公元前三世纪）之前 # 卷。 9>?=>)@A I 9>? J B>)@A， 希 腊 语 为 (&)*&"+$’，是大地测量的意思。其实，略为想一想， 几何学的起源可不就是大地测量这项工作。9>? （汉译该亚）是希腊神话中的大地之母，西语中以 9>?作为与“大地”有关词汇的词头，如 9>?/?KA（地 质学），9>?K@1*(A（地理学），9>?E>G02（测地线），等 等。几何学是物理学的重要基础，无论怎样评价几 何学在物理学中的地位都不过分。实际上自广义相 对论起，物理几何化（9>?=>)@0L1)0?3）的思想就已经 初露端倪。广义相对论很大程度上可以理解为关于 时空的几何学；就是经典力学，也一样可以从几何学 角度进行阐述。此论题对笔者来说太深，容后再论。 几何的双关寓意（几何学和多少）经常为中国文 人提供逗闷子的话题。有一副绝佳的上联就是“《 三 角》《几何》共八角，《三角》三角，《几何》几何？”不知 有人对出下联否？另有一联，云“人生几何，恋爱三 角”，趣甚。一笑 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " - - - - ！ ·信息服务· ! M@?A，N>, O?@P，Q- R- S- S.K.G)，$%%&! ! !"#$ "%& ’&()%(*+ ,-.""/ #$ 0.1,#-, 023 )3 45 )6789:;65: <= 02>?4@?，(77A46B 02>?4@?，85B (?:9<5<;> (968? <= 96?689@2：*698269:C #;8D45D 85B ?76@:9，*698?@8A6 +A6@:9<54@?， 02<:<54@ E85BD87 ?:9F@:F96?，585<6A6@:9<54@ GF85:F; ?:9F@:F96?，H4?4@?， "94D45? <= /4=6，(?:9<5<;>，+A6;65:89> 089:4@A6? 02>?4@?3 *68@245D，96?689@2 8??4?:85:?247?，85B =6AA? L .-&$#：D98B72>?4@?M9743 6BF ·!"#· 物理学咬文嚼字