侯嘉勵(lì) 趙鳳岐 姜紅軍

(1.內(nèi)蒙古師范大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究院,呼和浩特010022; 2.包頭師范學(xué)院物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,包頭014030;3.內(nèi)蒙古師范大學(xué)物理電子與信息學(xué)院,呼和浩特010022)

如今的諸多科學(xué)和技術(shù)成就都?xì)w因于量子理論。 人們總會(huì)在各種場(chǎng)合看到量子理論的實(shí)際應(yīng)用,但多數(shù)人提起“量子”時(shí),對(duì)其理解認(rèn)識(shí)不一定清晰,甚至有學(xué)者在課堂上或科普著作中對(duì)其含義有針對(duì)性的解釋也不夠全面。

尤其對(duì)于“量”的理解莫衷一是,眾說(shuō)紛紜。 有的根據(jù)量子理論中不連續(xù)性的解釋將其理解成“數(shù)量”[1];有的根據(jù)量子理論的創(chuàng)立者普朗克(Max Planck,1858—1947)所提出的能量量子化假說(shuō)而將其理解為“能量”[2];有的根據(jù)量子理論的研究范圍將其理解為“微觀世界中的物質(zhì)”[3];還有的根據(jù)量子理論是物理學(xué)范疇下的理論而認(rèn)為其是“物理量”的含義①某些大學(xué)物理課上的教師講解,因涉及課堂版權(quán),此處不做具體說(shuō)明。。

對(duì)于“子”,有的受到物理實(shí)在論的哲學(xué)解釋影響,而將其理解成實(shí)實(shí)在在的“粒子”[4];也有的根據(jù)量子理論的研究尺度將其理解為“微小的顆粒”([5],頁(yè)35—36)(子彈中的“子”就是這個(gè)意思)。 上述理解因?yàn)橥ㄋ滓锥?在一定意義上從不同側(cè)面對(duì)“量子”一詞進(jìn)行了解釋,但對(duì)其含義的解釋不夠系統(tǒng)和完整。

那么,中文“量子”概念的含義究竟是什么? 在漢字語(yǔ)境里,“量子”是如何被翻譯和確定的? 本文從現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展、傳播的歷史進(jìn)程,探析“Quantum”在西方的產(chǎn)生、在中日漢字文化圈的譯介、接受及嬗變,以期從歷史的語(yǔ)境對(duì)中文“量子”一詞有更深入的理解,借以管窺現(xiàn)代物理學(xué)的東傳脈絡(luò)。

1 “Quantum”的由來(lái)

1.1 “Quantum”詞源及術(shù)語(yǔ)含義

有學(xué)者考證,“Quantum”一詞來(lái)源于拉丁文“Quantus”[6,7]。 在拉丁語(yǔ)中,Quantum 是形容詞Quantus 的賓格形式,表示“數(shù)量”“規(guī)?！薄俺潭取?等同于英語(yǔ)中的“as far as”“as much as”“as great as”[8]。

“Quantum”一詞在科學(xué)領(lǐng)域最早出現(xiàn)在黎曼(G.F.B.Riemann,1826—1866)1854 年的論文中(德文題目為überdieHypothesen,welchederGeometriezuGrundeliegen,中文題目為《關(guān)于幾何基礎(chǔ)的若干假設(shè)》),文中的“Quanta”指的是幾何意義上的最小單元或者部分。 玻爾茲曼(L.E.Boltzmann,1844—1906)在1872 年的文章中使用“Energieelement”表示“能量單元”[9]。 維恩(W.Wien,1864—1928)在1890 年的文章中使用了“elektrische und magnetische quantum” 表示電和磁的集合[10], 在1894 年的文章中使用了“Arbeitsquantum”表示功量子[11]。 兩篇文章中,維恩已經(jīng)使用了“Quantum”一詞。

19 世紀(jì)末,面對(duì)經(jīng)典物理學(xué)中的兩朵“烏云”,科學(xué)家們?cè)谄渲兄坏臒彷椛洮F(xiàn)象研究中絞盡腦汁想破解其中的謎團(tuán)。 在經(jīng)典物理學(xué)中人們認(rèn)為,能量是連續(xù)地從黑體向外輻射的。 但是這一認(rèn)識(shí)和所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別在高、低頻范圍不能擬合。 經(jīng)過(guò)研究后,普朗克于1900 年12 月14 日向柏林科學(xué)院提交了論文überdasGesetzderEnergieverteilung imNormalspektrum(德文,中文譯為《論標(biāo)準(zhǔn)光譜中的能量分布定律的理論》)。 在文中,普朗克假設(shè)振子的總能量具有不可連續(xù)的分割性,意味著黑體輻射的總能量只能是一些相同“部分”的和。 該文中,普朗克稱(chēng)這些“部分”為“Energieelement”②此處“Energieelement”使用了玻爾茲曼1872 年論文中所使用的詞語(yǔ),如前文所述,最初表示的是“能量單元”。[12]。 普朗克在第二年發(fā)表的相關(guān)論文中,使用“Elementarquanta”和“Elementarquantum”兩個(gè)詞來(lái)代替“Energieelement”[13]。 可以看出,此處普朗克借用了Qutantum 來(lái)解決黑體輻射的描述問(wèn)題。

1.2 “Quantum”西語(yǔ)術(shù)語(yǔ)含義流變

普朗克的理論假說(shuō)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有受到歐洲物理學(xué)家的普遍認(rèn)可[14]。 由于該理論與傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)的思想觀念有強(qiáng)烈的沖突,以至普朗克自己也深深地陷入矛盾與疑惑當(dāng)中[15]。 直到1905 年,愛(ài)因斯坦(A.Einstein,1879—1955)注意到普朗克發(fā)表的成果和研究假設(shè),并在論文中借用“Elemetarquanta”的構(gòu)詞方式,使用“Lichtquant(德語(yǔ))”來(lái)表示光量子[16]。 此后,英文中“Light Quanta” 對(duì)應(yīng)德語(yǔ)中的“Lichtquant”,表示光量子,而“Quantum”表示量子(英語(yǔ)中,Quanta 是Quantum 的復(fù)數(shù)形式)。

普朗克認(rèn)為,“Elemetarquanta”所包含的輻射能量與輻射的頻率成正比,比例系數(shù)是一個(gè)常數(shù),即現(xiàn)今人們熟知的普朗克常數(shù)h。 愛(ài)因斯坦贊同普朗克的能量量子化思想,并與普朗克有類(lèi)似的觀點(diǎn),認(rèn)為該思想可用于解釋光電效應(yīng)①按照愛(ài)因斯坦提出的對(duì)光電效應(yīng)的解釋,組成光束的每一個(gè)量子所擁有的能量等于這個(gè)光束的頻率乘以普朗克常數(shù)。 若頻率大于某極限頻率,則此光子擁有足夠能量來(lái)使得一個(gè)電子逃逸,造成光電效應(yīng)。,即光量子的能量和頻率也遵從相同的關(guān)系。 值得一提的是,1926 年美國(guó)化學(xué)家吉爾伯特(N.Gilbert,1875—1946)使用“Photon”一詞替代“Light Quanta”表示光量子,該詞一直沿用至今[17]。 可以說(shuō),普朗克提出能量量子化思想開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新時(shí)代,而愛(ài)因斯坦對(duì)于光電效應(yīng)的量子化分析無(wú)疑是這個(gè)新時(shí)代的第一次重大成功。

1895 年,佩蘭(J.Perrin,1870—1942)就通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了陰極射線帶有負(fù)電,并隨后提出了自己的原子軌道的思想。 1897 年,湯姆森(J.J.Thomson,1856—1940)通過(guò)測(cè)量陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)作用下的偏轉(zhuǎn)程度證明了電子的存在,即陰極射線就是電子流[18]。 湯姆森本人用“棗糕模型”描述了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),但該模型對(duì)部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能給出滿意的解釋。 電子的發(fā)現(xiàn)為人類(lèi)打開(kāi)了一扇認(rèn)識(shí)原子級(jí)微觀世界的大門(mén),對(duì)人類(lèi)的物質(zhì)觀產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。 這一重大成果激勵(lì)很多科學(xué)家開(kāi)始致力于對(duì)微觀原子世界的描述,同時(shí)也為量子概念的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)②電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)提供了量子理論研究的基本模型,推動(dòng)了量子理論的發(fā)展,使得人們對(duì)量子概念有了更加深刻的認(rèn)識(shí)和理解。 而電子的自旋也是電子所具有的量子特性。。

在詞源上,“Quantum”來(lái)自拉丁語(yǔ)“Quantus”,而物理學(xué)中“能量(或某些物理量)不連續(xù)的分割單位”的稱(chēng)謂最早來(lái)源于玻爾茲曼使用的“Energieelement”表示,最終在德語(yǔ)中被確定為“Elementarquantum”。 同時(shí),愛(ài)因斯坦借助普朗克的構(gòu)詞法構(gòu)造了德語(yǔ)的“Lichtquant”,經(jīng)過(guò)德語(yǔ)的構(gòu)造和演變?yōu)榈抡Z(yǔ)“Licht Quanta”,經(jīng)過(guò)德語(yǔ)再翻譯為英語(yǔ)“Light Quanta”。

經(jīng)過(guò)上述梳理,對(duì)“Quntum”的思想、語(yǔ)言的來(lái)源及其含義已有清晰的認(rèn)識(shí)。 在科學(xué)思想上,“Quantum”最早產(chǎn)生于黎曼對(duì)于幾何學(xué)的研究,后經(jīng)過(guò)玻爾茲曼和維恩的發(fā)展使用,最終由普朗克的熱輻射現(xiàn)象的研究所確定在物理學(xué)領(lǐng)域,其物理意義表示振子總能量(或某些物理量)的不連續(xù)的相同分割單位。 此后,由愛(ài)因斯坦借助普朗克黑體輻射能量量子化思想,提出“光量子”概念,將普朗克思想從黑體輻射領(lǐng)域拓展到光電效應(yīng)的解釋。

追根溯源,基本勾勒出“Quantum”在西方的產(chǎn)生領(lǐng)域和語(yǔ)言及其變化路徑。 從“Quantum”概念的產(chǎn)生、傳播過(guò)程來(lái)看,普朗克和愛(ài)因斯坦使用“Quantum”的意義就在于探索微觀尺度物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律的時(shí)候,研究對(duì)象(能量或其他物理量)和傳統(tǒng)物理學(xué)理論認(rèn)為的連續(xù)出現(xiàn)不同,而是以極小且固定單位之整數(shù)倍的形式出現(xiàn)。

2 “Quantum”東傳

2.1 東傳背景

量子理論東傳的第一站是日本。 與早期“西學(xué)東漸”相比,19 世紀(jì)末20 世紀(jì)初的西方科學(xué)在東方的傳播周期已明顯縮短。 這與西方科學(xué)的發(fā)展、東方人科學(xué)意識(shí)的崛起以及東西方文化交流的深化密不可分,而翻譯始終是科學(xué)東傳的生命線。 其中,術(shù)語(yǔ)翻譯又是現(xiàn)代物理學(xué)東傳過(guò)程中譯者不可回避的關(guān)鍵問(wèn)題。

1905 年,愛(ài)因斯坦提出了現(xiàn)代物理學(xué)里程碑式的成果相對(duì)論,但歐洲科學(xué)家當(dāng)時(shí)對(duì)這一革命性的思想并沒(méi)有給予十分廣泛的重視。 很多科學(xué)家認(rèn)為,該理論難以理解,并且沒(méi)有足夠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)依據(jù)。 然而,隨著相對(duì)論所預(yù)言的結(jié)果在實(shí)驗(yàn)室和天文觀測(cè)中逐漸得到證實(shí),越來(lái)越多的科學(xué)家開(kāi)始將興趣投向相對(duì)論。

在遙遠(yuǎn)的東方,明治維新后的日本開(kāi)始廣泛引進(jìn)西歐科學(xué)[19]。 這為20 世紀(jì)初日本科學(xué)家無(wú)縫對(duì)接西方科學(xué)孕育了有利的社會(huì)條件和思想準(zhǔn)備。 在19 世紀(jì)末期的日本,經(jīng)典物理學(xué)幾乎是物理學(xué)的全部,對(duì)西方物理學(xué)最新成果知之甚少,但這一現(xiàn)象不久后便有了很大的改觀。

2.2 “量子”東傳第一人

19 世紀(jì)末20 世紀(jì)初的日本留歐學(xué)者,尤其是留德學(xué)者,對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的東傳做出了突出貢獻(xiàn)。 其中,對(duì)量子理論在日本的傳播做出最突出貢獻(xiàn)的是日本學(xué)者長(zhǎng)岡半太郎(Hantaro Nagaoka,1865—1950)。 他于1893—1896 年獲得獎(jiǎng)學(xué)金而赴德國(guó)留學(xué)。 留學(xué)期間,他經(jīng)常去聽(tīng)普朗克講授的課程[20]。 1903 年長(zhǎng)岡半太郎獨(dú)立地提出了土星原子模型,與佩蘭的軌道思想類(lèi)似,電子圍繞居于原子中心的粒子沿一個(gè)或多個(gè)環(huán)(軌道)運(yùn)動(dòng)[21]。 土星模型的提出進(jìn)一步激發(fā)了長(zhǎng)岡半太郎及一批日本學(xué)者對(duì)原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究興趣和對(duì)西方物理學(xué)最新發(fā)展成果的關(guān)注,這為接受普朗克和愛(ài)因斯坦的研究成果奠定了思想基礎(chǔ)。

1910 年,長(zhǎng)岡半太郎再次獲得赴歐洲訪問(wèn)的機(jī)會(huì),這是他第三次去德國(guó)學(xué)習(xí)。 在行程中,他開(kāi)始思考相對(duì)論和量子理論的重要意義。 當(dāng)他再次見(jiàn)到普朗克時(shí),兩位科學(xué)家針對(duì)量子理論的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了更為深入的交流。 在從歐洲返回日本途中,他寫(xiě)了一封信給東京大學(xué)理學(xué)院“牛頓節(jié)”①“牛頓節(jié)”在當(dāng)時(shí)每年舉行一次。活動(dòng)的組織者和參加者。 在信中長(zhǎng)岡半太郎詳細(xì)介紹了相對(duì)論和量子論對(duì)歐洲學(xué)術(shù)界產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響,并將其稱(chēng)為“物理學(xué)革命”。 信中還用大量文字描述普朗克關(guān)于量子理論的演講②此時(shí)使用詞語(yǔ)為“量子”。,此文成為日本物理學(xué)史上具有里程碑意義的重要文獻(xiàn)([22],頁(yè)225—226)。 根據(jù)現(xiàn)有資料考察,長(zhǎng)岡半太郎的這封信件同時(shí)也是首次將“Quantum”對(duì)譯為漢字“量子”的文獻(xiàn)。

此外,長(zhǎng)岡半太郎在信中呼吁日本學(xué)界能積極主動(dòng)迎接這場(chǎng)新的“物理學(xué)革命”。 以此為起點(diǎn),物理學(xué)者桑木彧雄(Ayao kuwaki,1878—1945)、哲學(xué)家田辺元(Moto Tanabe,1885—1962)開(kāi)始翻譯大量歐洲科學(xué)思潮方面的文獻(xiàn)和材料,如龐加萊(Jules Poincaré,1854—1912)、馬赫(Ernst Mach,1838—1916)、普朗克的理論[23]。 1913 年,長(zhǎng)岡半太郎開(kāi)始興辦《新公論》雜志,該雜志的定位是“日本學(xué)術(shù)的世界地位”,其中發(fā)表了一系列日本學(xué)者的物理學(xué)研究成果,主題包括當(dāng)時(shí)物理學(xué)界的焦點(diǎn)問(wèn)題,如輻射、相對(duì)論、量子說(shuō)等([24],頁(yè)218)。 可見(jiàn),長(zhǎng)岡半太郎對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的東傳做出了突出貢獻(xiàn),也是最早將“Quantum”漢譯為“量子”的東方學(xué)者。

2.3 “量子”在日本全面?zhèn)鞑?/h3>

1910 年前后,有更多日本物理學(xué)家開(kāi)始關(guān)注西方現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展,尤其對(duì)相對(duì)論的最新成果給予持續(xù)的關(guān)注。 日本學(xué)者的興趣在聚焦相對(duì)論的同時(shí),也關(guān)注到了愛(ài)因斯坦發(fā)表的關(guān)于光量子的相關(guān)理論解釋。 1909 年,石原純(Jun Ishihara,1881—1947)開(kāi)始以相對(duì)論的相關(guān)內(nèi)容為主題做了一些基礎(chǔ)研究([22],頁(yè)221—224)。 1910 年,日本物理學(xué)界有多位學(xué)者前往歐洲訪問(wèn),其中桑木彧雄抱著對(duì)相對(duì)論的濃厚興趣赴德留學(xué),其間他曾專(zhuān)門(mén)拜訪愛(ài)因斯坦([24],頁(yè)208—218)。 在訪談中,桑木彧雄與愛(ài)因斯坦交流了光量子的相關(guān)理論問(wèn)題。 可以說(shuō),日本物理學(xué)者的歐洲訪學(xué)是日本早期接受量子理論最主要的方式。

在日本,現(xiàn)代物理學(xué)在引入過(guò)程中存在諸多困難。 因?yàn)椤敖茖W(xué)理論所涉及的諸多概念,都自成一個(gè)體系,其他語(yǔ)系的移植存在困難……在現(xiàn)今使用的很多科學(xué)用語(yǔ)中,根據(jù)概念本來(lái)的意思,使用能夠直接表意的漢字而造的詞語(yǔ),更能把握和體現(xiàn)科學(xué)概念的含義”[25]。 從“Quantum”在日本的譯介實(shí)踐來(lái)看,的確如此。 在日語(yǔ)中很難找到與“Quantum”對(duì)應(yīng)的詞語(yǔ),按照正常的邏輯分析來(lái)看,有兩種方式可以解決這一困難。 一是根據(jù)英文“Quantum”發(fā)音直接利用日語(yǔ)字母寫(xiě)成外來(lái)語(yǔ)形式,如クpeas（IX）xvi(羅馬音：kuwantamu);二是利用具有表意功能且對(duì)于日本民眾更加容易理解的表意漢字來(lái)表示。經(jīng)過(guò)明治維新后的日語(yǔ)中存在大量的以漢字為基礎(chǔ)的“和制漢語(yǔ)”[26]。 從結(jié)果來(lái)看,日語(yǔ)中選用了和制漢語(yǔ)“量子”,并一直被學(xué)者沿用至今。 該翻譯方案與長(zhǎng)岡半太郎1910 年寫(xiě)給“牛頓節(jié)”的信件中所采用的漢譯“量子”完全一致。

2.4 日語(yǔ)漢字“量子”詞意探源

按照“Quantum”的物理意義,在日語(yǔ)中將詞根“quan”譯為“量”①如qua(n)lity(質(zhì)量)和quantity(數(shù)量)。,詞根“tum”被譯為“子”②這就如同electricity 被譯為“電”,而electron 是電的最小單位,故被譯為“電子”。,經(jīng)過(guò)組合后形成“量子”(羅馬音：Ryoshi)。 這一點(diǎn)可以從日本物理學(xué)會(huì)原會(huì)長(zhǎng)佐藤勝?gòu)?Katsuhiko Satou,1945— )的考證得以印證：“量子”是“Quantum”的譯詞,“小塊、單位”的意思([5],頁(yè)36)。 日本著名科普作家竹內(nèi)熏(Kaoru Takeuchi,1960— )考證：“量子”寫(xiě)成了“量”和“子”,這里面的“子”是“單位”的意思[27]。

從上可知,和制漢字“量子”中的“量”指的是十分小的“小塊”,它具有抽象的概念意義,并沒(méi)有指定具體大小。 又因?yàn)椤皦K”字字面上蘊(yùn)含了個(gè)體分離的特性,所以它還表示不連續(xù)性,可以概括為離散變量;而“子”指的是基本“單位”。 從“Quantum”物理意義上看,“量子”的含義與普朗克和愛(ài)因斯坦關(guān)于量子的思想完全一致,而且也十分符合習(xí)慣使用漢字的東亞人對(duì)其含義的理解和認(rèn)識(shí)。

可見(jiàn),日本作為量子理論傳入東方的源頭地,其引入過(guò)程有如下特征：一,多位日本學(xué)者赴量子理論的誕生地德國(guó)留學(xué)訪問(wèn),這些學(xué)者接受了新的物理學(xué)思想,為量子理論在日本的傳播儲(chǔ)備了人才資源,奠定了思想基礎(chǔ);二,翻譯是日本量子力學(xué)引入的重要渠道之一,有一大批關(guān)于量子理論的譯著,包括量子論、量子論與哲學(xué)、量子理論發(fā)展歷史等方面,這些譯著從科學(xué)上和哲學(xué)上對(duì)量子理論進(jìn)行了系統(tǒng)譯介;三,《新公論》等一批具有較高學(xué)術(shù)影響力的雜志的出現(xiàn),為日本物理學(xué)家共同體的交流提供了優(yōu)質(zhì)平臺(tái);四,日本學(xué)者對(duì)量子學(xué)說(shuō)的關(guān)注始于對(duì)愛(ài)因斯坦相對(duì)論的興趣,進(jìn)而了解到愛(ài)因斯坦“光電效應(yīng)”的量子化解釋。 20 世紀(jì)日本諾貝爾獎(jiǎng)得主湯川秀樹(shù)(Yukawa Hideki,1907—1981)、朝永振一郎(Sinitiro Tomonaga,1906—1979)的量子理論研究成果可以看作是20 世紀(jì)早期日本物理學(xué)先驅(qū)們量子理論東傳貢獻(xiàn)的最好注解。

3 “Quantum”在中國(guó)

3.1 “量子”初現(xiàn)中國(guó)

19 世紀(jì)末20 世紀(jì)初是中國(guó)向日本學(xué)習(xí)的高峰期,當(dāng)時(shí)日本大量科技文獻(xiàn)被譯成中文,許多譯者原封不動(dòng)地照搬了日語(yǔ)詞匯,其中就包括“量子”概念[28]。 甲午戰(zhàn)敗,“在中國(guó),戰(zhàn)爭(zhēng)的失敗使得舉國(guó)上下極為震動(dòng)。 ……效仿日本、發(fā)憤努力、救國(guó)自強(qiáng),成為清末開(kāi)明官員和士人的共識(shí)。 出現(xiàn)了大批學(xué)生赴日本留學(xué)、廣泛翻譯日本書(shū)籍”[29]。 周昌壽(1888—1950)、文元模(1893—1946)、鄭貞文等一批有識(shí)之士是其中的典型代表。 這些留日學(xué)者接觸到和制漢語(yǔ)后,敏銳地發(fā)現(xiàn)借助和制漢語(yǔ)能省卻大量翻譯工作[26]。 留日學(xué)者中,有很多人成為了當(dāng)時(shí)中國(guó)近代早期的科學(xué)翻譯者,為19 世紀(jì)末20 世紀(jì)初的中國(guó)科學(xué)譯介做出了重要貢獻(xiàn)。

據(jù)考證“在中國(guó),有關(guān)量子論的文字最早出現(xiàn)在1917 年”[30]。 1917 年元旦,《中華新報(bào)》第2 卷2 號(hào)連載了蔡孑民(1868—1940)先生的演說(shuō)①題目是《蔡孑民先生在信教自由會(huì)之演說(shuō)》和《蔡孑民先生之歐戰(zhàn)觀》。。 同為留日學(xué)成歸來(lái)的許崇清(1888—1969)隨即發(fā)表了《批判蔡孑民在信仰自由會(huì)之演說(shuō)并發(fā)表吾對(duì)于孔教問(wèn)題之意見(jiàn)》一文,于9 月又發(fā)表了《再批判蔡孑民先生信教自由會(huì)演說(shuō)之訂正文并質(zhì)問(wèn)蔡先生》一文,文中提到：

若乃電氣力學(xué)的自然觀、量子論等、亦皆方今物理學(xué)之新路徑也。[31]

這是“量子”第一次出現(xiàn)在中國(guó)。 許崇清曾在日本東京帝國(guó)大學(xué)文學(xué)部留學(xué),當(dāng)時(shí)長(zhǎng)岡半太郎在該校任教,桑木彧雄、石原純?cè)谌毡緰|京帝國(guó)大學(xué)讀書(shū)。 這些都為許崇清接觸“量子”概念及其相關(guān)知識(shí)創(chuàng)造了時(shí)空上的可能性。 有理由推測(cè),“量子”一詞是1910 年由長(zhǎng)岡半太郎從德國(guó)返回日本途中通過(guò)書(shū)信的形式首先介紹到日本;許崇清在日本東京帝國(guó)大學(xué)留學(xué)而接觸到“量子”概念及學(xué)說(shuō),后于1917 年由日本引介到中國(guó)。

3.2 “量子”在中國(guó)的譯介

1920 年,同樣畢業(yè)于日本東京帝國(guó)大學(xué)的文元模,在《學(xué)藝》雜志發(fā)表題為《現(xiàn)代自然科學(xué)之革命思潮》的文章,再次提及量子論：

羅倫撤(H.A.Lorentz)等據(jù)之而創(chuàng)電子論(Theory of electron)。 愛(ài)因斯泰因(A.Einstein)據(jù)之而創(chuàng)相對(duì)律(Principle of relativity)。 蒲朗克(Max Planck)據(jù)之而創(chuàng)量子說(shuō)(Quantum theory)。[32]

可見(jiàn),文元模認(rèn)為電子論、相對(duì)律、量子說(shuō)三大理論為當(dāng)時(shí)自然科學(xué)的革命思潮,并用了很大篇幅對(duì)量子論進(jìn)行了介紹,此即為第一篇在中國(guó)介紹量子理論的文獻(xiàn),同樣以“量子”對(duì)譯了“Quantum”一詞。

此外,周昌壽于1906—1919 年期間師從日本著名物理學(xué)家石原純,對(duì)量子論、相對(duì)論、近代物理學(xué)發(fā)展有了更廣泛的認(rèn)識(shí)和深入的理解。 周昌壽在1920 年發(fā)表了《光波誘電論》一文,提到：

光波誘出之電為值甚微,然茍言其用,恐將指不勝屈,而尤以貢獻(xiàn)于量子論(Quantentheorie)者為最多。 量子論者,德人蒲朗克(M.Planck)所創(chuàng)之假說(shuō),用以解釋一切輻射現(xiàn)象者也。 自牛頓以來(lái),皆以輻射之性連續(xù)不斷,為無(wú)可容喙之公準(zhǔn)。 雖遇一二現(xiàn)象難于解釋。 亦僅視為解釋方法有所未當(dāng),未敢疑及此基礎(chǔ)觀念有所未當(dāng)也。 蒲朗克獨(dú)排眾議,別唱新說(shuō)。 謂輻射能(Strahlungsenergie)具有量元(elementare Quantum)。 茍達(dá)于其量元,即不能更減,無(wú)論發(fā)射(Emission)吸收(Absorption)。 其量皆必為量元之整數(shù)倍。[33]

該文是中國(guó)第一篇系統(tǒng)介紹量子理論的文獻(xiàn)。 從文章的敘述邏輯看,其目的是介紹光量子相關(guān)理論,但是其中要用到普朗克的能量量子化假說(shuō)。 其中,在譯介過(guò)程中,周昌壽在描述輻射問(wèn)題時(shí)采用了創(chuàng)譯①所謂創(chuàng)譯,一般是指對(duì)原來(lái)語(yǔ)言系統(tǒng)中的詞匯進(jìn)行編輯、重組、創(chuàng)造性重寫(xiě)、創(chuàng)意性重構(gòu)等轉(zhuǎn)述方式,以達(dá)到以準(zhǔn)確翻譯為目標(biāo)語(yǔ)言系統(tǒng)的目的。的方式,而不是直接借用日語(yǔ)“量子”一詞。 他使用“量元”對(duì)“Elementare Quantum”進(jìn)行翻譯,但其他涉及“Quant”的地方都使用“量子”一詞進(jìn)行翻譯。 也就是說(shuō),周昌壽對(duì)“Quantum”“Quant”分別采用了“量元”“量子”不同的術(shù)語(yǔ)。

可見(jiàn),早期關(guān)于中文“量子”的譯介受到日本較大影響,部分學(xué)者在關(guān)注日本引介的量子論述外,同時(shí)也把目光直接投向現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)源地歐美的研究成果。 當(dāng)時(shí)“Quantum”傳入中國(guó)的途徑除經(jīng)日本翻譯而來(lái)外,也有從歐美直接譯介而來(lái)的論述。 如周昌壽在1920 年直接翻譯普朗克的著名演講《熱輻射律及作用量元之假說(shuō)》②第一屆索爾維會(huì)議的主題是“輻射和量子理論”,普朗克在會(huì)議尚做了題為“über neuere thermodynamische Theorien(Nernstsches W?rmetheorem und Elementare Wirkungsquanten hypothese) ”的報(bào)告,周昌壽翻譯的就是演講內(nèi)容。。 作為創(chuàng)譯詞匯,譯文中使用“作用量元”對(duì)應(yīng)詞匯“Elementare Wirkungsquanten”③“Wirkungsquantum”在第一屆索爾維會(huì)議上是熱點(diǎn),如柏林帝國(guó)物理技術(shù)研究院院長(zhǎng)瓦爾堡(EmilWarburg,1846—1931)和魯本斯(Heinrich Rubens,1865—1922)等人做了普朗克輻射公式實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證報(bào)告;能斯特(Walther Hermann Nernst,1864 —1941)做了關(guān)于量子在物理化學(xué)中的應(yīng)用;昂尼斯(Heike Kamerlingh Onnes 1853—1926)報(bào)告了電阻的新實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。 會(huì)議上12 位物理學(xué)家的報(bào)告都提到對(duì)量子問(wèn)題的爭(zhēng)議性討論。,很有針對(duì)性地對(duì)量子理論進(jìn)行了介紹。 直至今日,仍然有很多學(xué)者認(rèn)為“量元”的譯法比較科學(xué),如東吳大學(xué)劉源俊教授在2010 年的報(bào)告中認(rèn)為“Quantum”應(yīng)該譯為“量元”[34]。 綜合前面分析來(lái)看,“量子”和“量元”的不同譯法體現(xiàn)了不同文化對(duì)“子”和“元”的不同理解,日語(yǔ)中的和制漢語(yǔ)“子”在此處表示“單位”之意,而中文漢字“元”本來(lái)包含著“基本”和“單元”之意。

1921 年北京大學(xué)成立物理系后,將量子理論相關(guān)內(nèi)容編入《原量論》的課程中。 當(dāng)時(shí)的系主任是何育杰(1882—1939)。 很少見(jiàn)到相關(guān)材料說(shuō)明譯詞“原量”的來(lái)歷,從他留學(xué)英國(guó)的經(jīng)歷來(lái)看,很可能也屬于創(chuàng)譯的一種。 部分學(xué)者習(xí)慣使用“原量”一詞,如郭貽誠(chéng)(1906—1994)發(fā)表的《波力學(xué)與新原量論》中,將“Quantum”譯為“原量”[35]。

1928 年浙江大學(xué)文理學(xué)院成立,開(kāi)設(shè)《輻射及元量說(shuō)》課程①該課程主要內(nèi)容是介紹量子理論相關(guān)內(nèi)容。,這里使用了“元量”一詞[36]。 當(dāng)年,王守競(jìng)(1904—1984)先生到浙江大學(xué)任物理系主任,他宣傳了新量子論[37]。 同時(shí),他也介紹了不確定度關(guān)系等概念。 此后王守競(jìng)在報(bào)告中都使用“量子”的表述,且其他文獻(xiàn)中很少見(jiàn)到使用“元量”一詞。

1921—1928 年與量子理論相關(guān)的文獻(xiàn)中多使用“量子”一詞,如周昌壽發(fā)表《量子說(shuō)的梗概》中再次使用了“量子”這一表述,“量子說(shuō)”對(duì)應(yīng)的詞匯為“Quantum Hypothesis”,“量子”概念內(nèi)涵的定義體現(xiàn)了“不連續(xù)”和“單位”的含義。 文中寫(xiě)到：

明白了輻射的狀況,蒲郎克才更進(jìn)一層,創(chuàng)設(shè)一個(gè)假說(shuō)出來(lái)。 說(shuō)是共振的能,不問(wèn)是得是失,他那變化,總是驟而不漸,斷而不續(xù),好像有一種一定不移的單位。 至少也得要達(dá)到一個(gè)單位,才能變化。 這單位的能蒲郎克叫他做“量子”(Quantan)。[38]

同時(shí)期的譯著和科技詞匯典籍中,也大都用中文“量子”表示“Quantum”。 如1928 年錢(qián)秀之翻譯美籍奧地利物理學(xué)家哈斯(A.E.Haas,1884—1941)的文章《量子通論》,其中“量子論”對(duì)應(yīng)的詞匯為“Quantum Theory”[39];1928 年,黃巽撰寫(xiě)的《量子說(shuō)之端倪》中,“量子”二字對(duì)應(yīng)的詞匯是“Quanta”[40];1932 年的《物理學(xué)名詞匯》中,“Quantum”(Quanta)被譯為“量子”或者“原量”。 由前國(guó)立編譯館編訂、商務(wù)印書(shū)館發(fā)行于1934 年1 月,中國(guó)物理學(xué)會(huì)審查公布的《物理學(xué)名詞》中,“Quantum”被譯為“量子”[41]。 同年,當(dāng)時(shí)的教育部公布的《物理學(xué)名詞》中“Quantum”被譯為“量子”[42]。 1934 年后,大多數(shù)文獻(xiàn)使用“量子”一詞。 由官方組織編寫(xiě)發(fā)布的《物理學(xué)名詞》形式固定下來(lái),是“Quantum”中譯混亂狀態(tài)得以平息的轉(zhuǎn)折;中文語(yǔ)境中,“Quantum”最終以學(xué)術(shù)共同體內(nèi)部規(guī)范的“量子”一詞對(duì)譯接納。

從上述分析梳理可知,在早期的科學(xué)文獻(xiàn)和譯文來(lái)看,“量子”對(duì)應(yīng)的詞匯是“Quantum”(Quanta 或者Quanten)。 中文中“量子”一詞更多受到日本科學(xué)譯介的影響,使用了來(lái)自日語(yǔ)中的和制漢語(yǔ)譯名;“量子”作為物理專(zhuān)用詞匯,體現(xiàn)出了“小”“不連續(xù)”“單位”等基本含義。

日本的明治維新運(yùn)動(dòng)推動(dòng)了日本科學(xué)界的持續(xù)進(jìn)步,使得日本學(xué)者相對(duì)于中國(guó)學(xué)者更早地接觸到了經(jīng)典物理學(xué),同時(shí)日本留學(xué)歐洲的學(xué)生帶回了先進(jìn)的思想和理念。 當(dāng)時(shí)清政府的改革運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及日本的高效,甲午戰(zhàn)爭(zhēng)后才有大量留學(xué)生赴歐洲和日本學(xué)習(xí)。這其中,很多人提出赴日直接采用“拿來(lái)主義”的方式提升學(xué)習(xí)效率。 梁?jiǎn)⒊?、康有為等人都認(rèn)為可以直接借鑒日文書(shū)籍的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)[26]。 再加上日本的文字和漢語(yǔ)接近,且當(dāng)時(shí)很多人認(rèn)為西學(xué)中不重要的部分,日本已經(jīng)根據(jù)需要進(jìn)行了刪減[43]。 在這種思想的影響下,很多科技術(shù)語(yǔ)采用了從日語(yǔ)中直接援用的方式,“量子”就是其中的典型案例。許崇清和文元模作為赴日留學(xué)生,都接觸到了量子論帶來(lái)的思潮,他們?yōu)閲?guó)人帶來(lái)了“量子”學(xué)說(shuō)。 而后來(lái)的周昌壽、何育杰、王守競(jìng)為進(jìn)一步譯介“量子”及其思想做出了貢獻(xiàn)。

至此可知,“Quantum”向中國(guó)的譯介有東、西兩條引介路徑;國(guó)人最早經(jīng)東來(lái)路徑日本學(xué)界接觸學(xué)習(xí)了量子概念及其理論;此后又獨(dú)立開(kāi)辟了“英國(guó)-中國(guó)”(原量)“美國(guó)-中國(guó)”(量元)“德國(guó)-中國(guó)”(量元)的西來(lái)路徑。 經(jīng)當(dāng)局頒布的學(xué)術(shù)共同體的規(guī)范,“Quantum”最終以早期東來(lái)路徑的“量子”譯詞確定下來(lái),沿用至今。

4 “量子”概念在中國(guó)的進(jìn)一步接受

隨著量子理論在中國(guó)的傳播,很多學(xué)者開(kāi)始對(duì)該理論進(jìn)行深入研究。 針對(duì)“量子”概念的理解和認(rèn)識(shí),學(xué)者們提出了自己的見(jiàn)解,較為具有代表性的有何育杰、夏敬農(nóng)以及戴學(xué)熾(1906—?)等學(xué)者。

何育杰于1936 年翻譯茵菲爾(L.Infeld,1898—1968)的TheWorldinModernScience：MatterandQuanta(中譯本《物質(zhì)與量子》),通過(guò)將光的波動(dòng)說(shuō)中的波長(zhǎng)和量子概念中的能量進(jìn)行對(duì)比的形式來(lái)解釋量子理論,以便讀者更深入地理解。 文中寫(xiě)到：

用輻射波動(dòng)說(shuō)之名詞所表示之語(yǔ),由此可移轉(zhuǎn)于以輻射量子說(shuō)之名詞所表示之語(yǔ)。[44]

在介紹愛(ài)因斯坦關(guān)于光量子理論時(shí),通過(guò)光本性的探究,提出光兼具粒子性和波動(dòng)性的特性。 該譯介將量子說(shuō)和波動(dòng)說(shuō)相關(guān)聯(lián),通過(guò)對(duì)比的方法來(lái)闡明量子概念及其理論。在夏敬農(nóng)《量子論之今昔》中運(yùn)用了比喻和類(lèi)比的方法描述量子概念,文中指出：

蒲朗克作黑體輻射之研究,所得結(jié)論是:輻射線與物質(zhì)間的能力之交換并不是相續(xù)不斷,而是時(shí)作時(shí)息,不是像河流,而是像落葉。 這一顆一顆的能力即近三十年來(lái)威震物理學(xué)界之量子。[45]

夏先生用河流和落葉形象地闡明了連續(xù)和不連續(xù)的概念區(qū)分,同時(shí)又以河流和落葉說(shuō)明了量子概念中的“小塊”之意義。 實(shí)際上,落葉同樣可以被視為“基本單位”,只是在當(dāng)時(shí)的文章中沒(méi)有明確強(qiáng)調(diào)這一意義。 可以說(shuō),夏先生的文字已經(jīng)把“量子”概念的理解進(jìn)行了形象化表述,便于具象化理解接受。

此外,還有戴學(xué)熾在《量子是什么》一文中的代表性表述。 文中“Quantum”同樣對(duì)譯為“量子”。 關(guān)于究竟如何理解“量子”概念,需要找到一種能貼近人們生活,又不失物理專(zhuān)業(yè)權(quán)威性的解釋方法。 戴先生成功地運(yùn)用了歸納和類(lèi)比的方法來(lái)深化人們對(duì)這一概念的理解,把量子和貨幣、房子、世間萬(wàn)物進(jìn)行聯(lián)系。 如文中提到：

具體點(diǎn)說(shuō),一枚銅元便是量子——錢(qián)的量子,一間臥室,也是量子——房屋的量子。 ……。 一件任意的事物,是不是可以叫做量子呢? 當(dāng)然,當(dāng)然! 可是量子還有個(gè)最小的意義,所以量子多半指最小的單位而言,愈小愈妙,小到不能再小,不能再分時(shí)最好。[46]

從這個(gè)形象的類(lèi)比,可以看到戴先生對(duì)量子的理解體現(xiàn)了三個(gè)特點(diǎn),即“小”“不連續(xù)”“單位”。 文中的表述利用人們生活中常見(jiàn)且關(guān)切的事物進(jìn)行巧妙類(lèi)比：一方面是從橫向上,尺度變成為“愈小愈妙,小到不能再小”。 另一方面,從范圍上講,把“量子”的概念推廣到了對(duì)萬(wàn)事萬(wàn)物的理解和認(rèn)識(shí)。

隨后的1933 年,戴先生在《量子的大小問(wèn)題》一文中進(jìn)一步澄清了理解“量子”概念的含義及量子大小的問(wèn)題。 文中先從光的量子理論進(jìn)行討論,然后說(shuō)到：

量子沒(méi)有一定大小。 ……關(guān)于量子,我們當(dāng)然有許多地方還不清楚,不過(guò)我們已經(jīng)有了許多證據(jù),保證了我們以他是存在的信仰。 我們對(duì)于他的行動(dòng)依然所知甚少;他究竟是微粒,是波浪,還是二者兼之;我們誠(chéng)實(shí)依然感覺(jué)懷疑。 然而這種量子的概念,實(shí)是二十世紀(jì)物理學(xué)新觀念中最大的果實(shí)。[47]

從上述文字,可以看出戴先生對(duì)“量子”概念的把握非常精準(zhǔn),他認(rèn)為量子沒(méi)有固定大小,而是根據(jù)實(shí)際情況和具體研究的問(wèn)題來(lái)確定的。 他還意識(shí)到“量子”既有粒子性又有波動(dòng)性的屬性特征。 此外,他也對(duì)量子理論的科學(xué)價(jià)值進(jìn)行了準(zhǔn)確預(yù)言。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述梳理可知,在源頭上,“Quantum”最早出現(xiàn)的科學(xué)領(lǐng)域是幾何學(xué),隨后玻爾茲曼和維恩在相關(guān)領(lǐng)域做出了有價(jià)值的推進(jìn),進(jìn)而由普朗克于1900 年最終確定下來(lái)。 此后,由愛(ài)因斯坦等人對(duì)“Quantum”一詞的概念進(jìn)行了延伸和實(shí)際運(yùn)用,取得了卓越成就。

“量子”在不同語(yǔ)言文化中譯介時(shí)需要正確理解概念內(nèi)涵,進(jìn)行深入研究和分析,再結(jié)合所面對(duì)群體的文化背景進(jìn)行準(zhǔn)確翻譯。 在日本,日語(yǔ)漢字“量子”就是對(duì)其的精準(zhǔn)譯文,能夠被使用百余年也充分證明了其重要的理論和實(shí)踐意義。 它表示了“不連續(xù)”“單位”“小”等意義。 而“量”可以理解為“小”和“塊”,“子”可以理解為“單位”。

“量子”傳播到中國(guó)主要是通過(guò)“日本-中國(guó)”和“西方-中國(guó)”①主要包括“德國(guó)-中國(guó)”“英國(guó)-中國(guó)”“美國(guó)-中國(guó)”三條路線。兩條路徑,按照先后順序分別被譯為“量子”“量元”“原量”,最后由當(dāng)時(shí)的中國(guó)物理學(xué)會(huì)和教育部統(tǒng)一譯為“量子”。 中國(guó)學(xué)者對(duì)“量子”進(jìn)行譯介的過(guò)程中,在準(zhǔn)確把握概念涵義的同時(shí),能從“量子是什么”“量子的大小”等角度,運(yùn)用比喻、類(lèi)比等方法對(duì)其認(rèn)識(shí)和理解進(jìn)行獨(dú)到的闡述,這些工作為量子理論在我國(guó)的傳播與發(fā)展奠定了良好的概念和思想基礎(chǔ)。 對(duì)“Quantum”東傳過(guò)程的考察,可以進(jìn)一步加深對(duì)“量子”一詞所包含意思的理解和認(rèn)識(shí),同時(shí)也為理解量子力學(xué)在東方的傳播實(shí)踐提供一個(gè)實(shí)證案例。