2025年被稱為「國際量子科學與技術年」，有為「量子力學誕生100週年」這一個說法背書的意味。這一說法能否成立，及一些有趣又具啟發性的相關討論，請見以下筆者分別對近期《Physics World》和《Physics Today》兩篇名家文章的介紹和點評。
一、100週年後，重返量子力學誕生地Helgoland
1925年6月中旬，海森堡在德國漢堡外海Helgoland小島上，寫下了催生「矩陣力學」的重要一步。幾乎同時，奧地利物理學家薛丁格獨立地以不同數學型式寫下了「波動力學」方程式。兩人使用的數學工具迥異，但殊途同歸，他們(攜手前輩和同儕)共同建立了「量子力學」學科。
2025年是量子力學誕生100週年。微觀物理世界的本質，如物理實在性、古典與量子世界的界限等問題，仍然撲塑迷離，往往難以明確回答。但與過去截然不同的是，一個世紀以來科學與技術的進展，已讓科學家能夠有機會利用「實驗」去檢驗及回答這類問題，而不再如過去一般，常只能侷限於哲學層次的辯論。
「海天寥廓立多時」，這塊礁岩可能就是當年海森堡一夜無眠寫下矩陣力學後，振奮焦慮，望洋興嘆徘徊坐待旭日東升的海岬(圖片引自Return to Helgoland: celebrating 100 years of quantum mechanics, Physics World, 01 Dec., 2024)
第一次和第二次世界大戰期間，Helgoland小島被德軍做為前哨要塞。二戰末期，盟軍摧毀了島上大量的德軍庫存彈藥，雖然房屋等建築(包括海森堡在1925年停留兩週的旅店)也因此被摧毀殆盡，但戰後土地和財產又歸還原主(島民)。
2025年6月，一批科學家將重返Helgoland，討論量子力學的本質、次原子世界的實在性、量子力學的技術應用，以及如何喚起公眾對量子科學與技術的認識。聯合國教科文組織將2025年訂為「國際量子科學與技術年」(International Year of Quantum Science and Technology)。 (2025.01.24)
二、揭開量子史神話
矩陣力學及量子力學是1920–30年代群策群力，眾志成城的科學文明傑作，不是某單一英雄天光乍現，瞬間神來一筆的詩化產物。
2024年12月1日，英國物理雜誌《Physics World》刊登一篇由著名美國科學史家Robert P. Crease撰寫的短文，題目是Return to Helgoland: celebrating 100 years of quantum mechnics，如上一則。(註：Helgoland是北海中的小島，位於德國海岸線外約70公里處。島嶼的浪漫想像，添增了矩陣力學誕生的神話和英雄色彩。)
三個多月後，2025年3月21日，美國物理學會會誌《Physics Today》刊登了一篇更加精彩的文章(打擂臺？)，作者是該雜誌的一位副編輯和科學史家Ryan Dahn，他登高揚旗將題目訂為〈揭開量子史神話〉(Demythologizing quantum history)——一個鏗鏘有力的文章題目。這篇文章的宗旨意欲提醒和警告科學家及公眾，在敘說矩陣力學的誕生與發展過程故事時，應努力去除對海森堡在Helgoland小島上10天短暫旅途的美化或神格化，同時應避免對所謂海森堡在一夜之間神來一筆寫下矩陣力學的無稽英雄事蹟的推波助瀾。
Dahn的文章非常精彩，與Crease文章的宏大揮灑式(因此不免於心靈雞湯式？)敘述對比，包含了更多事實與細節，具體還原了矩陣力學建立過程的真相。Dahn指出，海森堡並未在他停留Helgoland的10日間，獨自快速地完成矩陣力學論文。他強調，矩陣力學的誕生是一項團隊合作的產物，尤其來自玻恩(Max Born, 1882–1970, 1954年諾貝爾物理獎得主)及Pascual Jordan (1902–1980)兩人的貢獻，功不可沒。還有，包立當時也在哥廷根大學，他很可能參與了部分討論，做出些許貢獻。有些科學史家認為，在海森堡於1925年7月29日投稿的原始論文中，數學計算既笨拙繁瑣，物理含意又晦澀難懂，直到玻恩、海森堡和Jordan三人的合著論文完稿(於1925年11月16日投出)，才算是首篇真正詳盡完整地揭櫫和清楚闡述矩陣力學的論文，也正是由於這一篇關鍵著作，才使得當時其他物理學家得以讀懂並進而運用和拓展矩陣力學。〔註：一讀完海森堡的原始論文後，玻恩立即邀請他以前的博士生Jordan合作，他們兩人很快在1925年9月27日投稿一篇合作成果，論文題目就直截了當訂為〈量子力學〉(On Quantum Mechanics)；這應是科學文獻中首次出現「量子力學」這一專有名詞，同時也是這篇論文首次展示了「矩陣力學」的雛形——在當時，絕大多數物理學家不懂矩陣數學。又，隨後三人合著的11月論文題目，也就順理成章訂為〈量子力學II〉(On Quantum Mechanics II)。〕
圖1 (左起)海森堡、玻恩、Jordan (圖片取自Ryan Dahn文章)
很遺憾，不知何故，1932年諾貝爾物理獎卻只頒發給海森堡一人，讓他因此贏得了在公眾面前的最大話語權——公眾和科學家總是愛聽避重就輕、魔棒一揮點石成金的簡化故事，以及詩化過的、充滿感性又天光乍現的英雄事蹟，而非全部的精雕細琢事實。Dahn又說，不僅1925年的矩陣力學是一項團隊合作的成果，整個量子力學史都是眾多英雄，以及許多位早已被遺忘殆盡的無名英雄，一起群策群力，嘔心瀝血的產物。在1925至1927年兩年間，這些無名英雄們把矩陣力學廣泛應用到不同面向的原(分)子問題，證實它預測的正確性並與實驗測量結果吻合。同時，經過以Carl Eckart (一位已消失在科學界視野之外的美國物理學家)、薛丁格，和John von Neumannn三人為主的數年努力，從不同角度證明了矩陣力學和波動力學的等價性，等等。
要之，Dahn認同1925年是量子力學發展史上的關鍵一年，但該年是否可稱作量子力學的誕生100週年，可能有商榷餘地。Dahn認為聯合國教科文組織將2025年訂為「國際量子科學與技術年」(International Year of Quantum Science and Technology，簡稱IYQ)，值得讚許，但他主張IYQ的宣傳應避免對青年海森堡的神格化，更不該在無意間加強或塑造公眾產生對他一人的英雄崇拜心理。Dahn還寫到，IYQ的組織者、推動者，和2025年6月Helgoland世紀會議參與者(請見〈100週年後，重返量子力學誕生地Helgoland〉一文)，應開誠布公地，很坦率地向世人敘說量子科學與技術的現況與前景，而非含糊其詞，乃至誇大或過度宣染。(不知Dahn走筆至此，是否心裡想到了眼前的量子電腦產業競技景況，及有時爆走的論文發表亂象？)
Dahn文中還包括其他精彩故事，尤其他舉例說明了一起建立矩陣力學的幾位(對我們而言)無名英雄做出的不可磨滅貢獻，建議讀者自行閱讀原文。 2025.03.25
封面圖片引自Return to Helgoland: celebrating 100 years of quantum mechanics, Physics World, 01 Dec., 2024)
