3月27日，德國哥廷根大學博物館“知識論壇”推出的紀念量子力學誕生100周年哥廷根特展開幕，展覽將持續至10月5日。筆者于7月初參觀了該展覽。有意思的是，特展名“Was zum Quant？！”其實是玩了一個德語中的文字游戲，帶著比較戲謔通俗的語氣，類似“量子啥玩意兒”。筆者根據中文習慣譯為“量子知多少”。
展覽海報。拍攝者：MI Gottingen
100年前，位于德國的哥廷根在塑造我們今日所知的量子物理學中扮演了核心角色，為量子力學的興起提供了肥沃土壤，如今又以這一展覽展示了其在科學史中的獨特地位與貢獻，使人們了解到百年來發生在哥廷根的故事。
該展覽作為德國“量子2025”（Quantum 2025）系列活動的重要環節，由知識論壇的策展人拉莫娜·德林與克里斯汀·納瓦策劃組織，合作單位包括哥廷根大學物理系以及該校多個檔案部門。德國物理學會擔任該展覽的名譽贊助方。
量子思維的萌芽
展覽的第一部分從20世紀初開始，那是一個經典物理學逐漸顯現局限性的時代。光的性質、原子的結構、光與物質的相互作用等問題無法通過經典物理學的連續性觀念得以解釋。1900年，德國物理學家馬克斯·普朗克提出能量量子化的概念，為之后的量子理論打開了一道新的大門。
展覽通過照片、手稿及原始實驗器材等，還原了這一理論突破自1900年以來的醞釀歷程。其對20世紀10年代至20年代哥廷根物理及數學學科發展的描繪，對馬克斯·玻恩、維爾納·海森堡、帕斯夸爾·約爾丹等人開創性工作的梳理，把觀眾帶到了哥廷根高度活躍的科學氛圍中。
此外，展覽還通過動畫視頻、互動實驗、粒子模型等多種方式，介紹了量子、光的波粒二象性，測不準原理，量子躍遷等基本原理，有很強的科普性。
展覽不僅展示了各項前沿理論的誕生，也揭示了這些理論背后所依托的制度基礎與組織支撐。例如，通過展示數學家大衛·希爾伯特的發表作品、指導的諸多畢業論文、簽署的文件及其關系網絡，突出了他在學術上的卓著成就，及他作為科學組織者在量子力學的形成中發揮的關鍵作用。他繼承并發展了費利克斯·克萊因的事業，致力于將哥廷根大學打造為世界數學及自然科學重鎮。作為沃爾夫斯凱爾獎項委員會的主席，希爾伯特積極物色優秀學者。丹麥物理學家尼爾斯·玻爾正是通過這一獎項的資助得以短期赴哥廷根大學任教，從而加強了與德國學界的互動。
1920年4月，玻恩被任命為哥廷根大學教授。他不僅在理論研究方面建樹頗豐，更擅長組織與管理。他通過一系列談判與協調，在人員編制與研究資源方面極大增強了哥廷根大學的物理學實力。由此，哥廷根大學物理系形成了4個主要研究機構：物理學家羅伯特·維查德·波耳領導的第一實驗物理研究所、物理學家詹姆斯·弗蘭克主持的第二實驗物理研究所、玻恩主導的理論物理研究所、電學教授馬克斯·賴希領導的應用電力研究所。
1922年，數學與自然科學院正式成立，為跨學科研究提供了更為堅實的組織平臺。這一系列制度性安排，不僅為量子力學的興起提供了土壤，也奠定了哥廷根作為世界自然科學中心的地位。
知識的群體生產
展覽的第二部分聚焦于量子力學理論誕生的社會條件及科學家群體的科研生活。主辦方用意明顯，偉大的科學不是天才個人的孤立創造，而是嵌入在具體社群、制度與文化實踐中的集體成果。
人們通常會認為，像海森堡1969年記述的那樣，他在黑爾戈蘭島上閱讀歌德的作品時靈光乍現，一舉提出了矩陣力學的框架。但海森堡從黑爾戈蘭島度假回來后，在寫給沃爾夫岡·泡利的一封信中呈現了兩人關于漢勒效應的討論。海森堡度假前后的科研生活的記錄表明，矩陣力學的許多靈感源于科研日常中與同行的交流和碰撞。
一張當時的地圖直觀呈現出希爾伯特、玻恩、克萊因、埃米·諾特等科學家比鄰而居，他們的住所與數學系、應用數學與力學研究所、圖書館等研究機構都聚集在方圓兩公里之內的地方。展覽中的幾張照片展示了弗蘭克、玻恩等人一道騎自行車回家的場景。
乒乓球活動、海灘日光浴、博士畢業聚會、音樂沙龍等，詳實的圖像與多媒體資料展示了那個年代哥廷根物理學界的日常。這些看似與科研無關的日常活動，實則為思想交流、靈感涌現提供了自由的空間。
科研日常生活剪影。拍攝者：刁珊
觀眾們很容易發現，展示的合影中經常有露西·門辛、瑪麗亞·格佩特-梅耶兩位女性的身影，包括幾張她們的特寫照片。這是展覽有意為之——強調量子力學的誕生亦有女性科學家的參與。這打破了量子力學的誕生有賴于少數男性天才的敘述偏見，呈現出女性物理學家的重要貢獻。
門辛獲得博士學位后，前往哥廷根，與玻恩和約爾丹合作，共同完善矩陣力學體系。其間，她重點研究了雙原子分子的旋轉振動光譜——這是繼泡利對氫原子的研究后，新量子力學在物理系統中的首批實際應用之一。
格佩特-梅耶于1930年在玻恩的指導下，完成關于雙光子吸收的博士論文，第一個從理論上解釋了雙光子吸收過程。此后，她發展了解釋原子核殼層結構的數學模型，并于1963年與德國物理學家約翰內斯·漢斯·丹尼爾·延森、美籍物理學家尤金·保羅·維格納共同獲得了諾貝爾物理學獎。
動蕩時代中的道德選擇
展覽上，一張科學家的逃亡路線圖引起了筆者的注意，1933年后不少世界頂尖的學者被迫離開哥廷根，逃往世界各地避難。歷史邁入了至暗時刻。展覽的第三部分聚焦于納粹時代對德國科學界的沖擊，特別是對猶太科學家的迫害與驅逐。
玻恩因其猶太身份失去了教授職位，不得不流亡英國。展覽呈現了他的流亡生活記錄以及與同行的通信，這是一位科學家在政治高壓下的堅守與掙扎。但是，也有學者選擇了妥協或沉默，玻恩的助手約爾丹持右翼保守主義政治立場，并于1933年加入納粹黨及沖鋒隊，通過報刊文章宣揚納粹意識形態。海森堡則刻意與政治保持距離，1937年，他被黨衛軍歸類為“不問政治的學者”，同時他的民族主義情結使他多次拒絕美國多所大學的邀請。
這些學者的不同姿態成為展覽中深具批判性的部分。科學家的社會角色應當如何定位？在真理與意識形態的夾縫中，科研還能保持中立嗎？展覽未作道德評判，只是提供豐富的史料與多維度的觀察視角，引導觀眾反思知識生產與政治現實之間的復雜互動。
量子革命的現實圖景
量子力學從一開始就是一門“反直覺”的理論，但它帶來的技術變革卻極為具體、可感。展覽的第四部分通過豐富多樣的實例以及概念圖，帶領觀眾走進量子科技的當下與未來。
三塊電子屏依次展出了量子理論推動的多項關鍵技術：晶體管與半導體的誕生使計算機走進日常生活；激光廣泛應用于醫療、通信、軍事等領域；核磁共振儀成為醫院診斷的必備工具；量子計算、量子加密通信、量子雷達等技術更預示著新一輪科技革命的到來。觀眾可以通過點擊屏幕上的任意一項技術發明以獲得更具體的講解。
展覽靠近出口的部分還設置了多個互動體驗區，觀眾可以通過虛擬實驗理解“疊加態”“糾纏態”等基本概念，還可以通過放置的威爾遜云室直接觀察放射性粒子的痕跡。由青少年創作的游戲化、戲劇化的裝置以及藝術作品，讓觀眾在展覽中深入探索量子世界。這種方式吸引了各年齡段的觀眾，也體現了主辦方為跨界融合及互動化、游戲化作出的努力。
筆者花了近3個小時參觀展覽，在多件展品及介紹前駐足良久。
該展覽不僅是一堂量子物理的通識課，更是一面鏡子，照見了科學的社會根基與文化維度。從學術圈的對話、科學家的生活方式，到政治制度的干擾與技術應用的延展，量子力學百年發展的脈絡被細致地編織為一張知識與社會相互交織的網絡。該展覽不僅是一次對量子力學發展的紀念，更是一場關于科學何以可能、為何重要的深度反思。
哥廷根，這座曾經聚集了普朗克、玻恩、海森堡、格佩特-梅耶等頂尖學者的大學城，通過這個展覽，再次提醒人們，科學并非抽象的天國，而是一種嵌入社會與文化中的實踐。在今日科技深刻重塑世界秩序的背景下，展覽帶給人們一個現實的啟示：我們需要的不僅是更快的技術，更是對科學、社會與人類命運之間關系的深刻理解。
（作者單位：中國科學院自然科學史研究所）
本文鏈接：哥廷根：不僅是起點，更是反思之地http://www.sq15.cn/show-11-24525-0.html
聲明：本網站為非營利性網站，本網頁內容由互聯網博主自發貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任。天上不會到餡餅，請大家謹防詐騙！若有侵權等問題請及時與本網聯系，我們將在第一時間刪除處理。
上一篇： “小語種”如何擁抱人工智能“大未來”
下一篇： 飲食之道 博大精深