前言
海森堡（1901-1976，1932年諾貝爾物理學獎得主）於24歲時創立了「矩陣力學」的天才事蹟，是許多人耳熟能詳的。尤其聯合國將今年（2025年）訂定為「國際量子科學與技術年」，更是推波助瀾，推升了海森堡在德國北海Helgoland小島上，一夜無眠，寫下了矩陣力學，進而於次日清晨觀日出於滄海的激動英雄「神話」（請參考林志忠《100週年後，重返量子力學誕生地Helgoland》，《物理》2025年2月）。然而，海森堡的年輕時代（從中學起），乃至此後一生（或許晚年除外），幾乎都是在政治與社會極端動蕩，和經濟極度蕭條下，艱苦而意志旺盛地度日的。他甚至幾度見過親友或陌生人的生命在自己的眼前消逝，而他本人的生命也曾有時瀕臨威脅。本文記錄數則海森堡的生命奮鬥故事，比如他當過農工，也當過伐木工。他說：做過這些事情——勞工階層的生計／生命歷練！——之後，任何再辛苦的工作，包括建構最艱深和最前沿的物理學理論，也都算不得辛苦了。
飢餓的青年海森堡
海森堡出生於一個知識分子家庭，置身上層社會，生活優渥，教養豐厚，直至一戰爆發。
一戰期間，海森堡就讀中學。16歲那年，由於食物極為短缺，他曾因過度飢餓衰弱而從自行車上摔下水溝裡。後來，他決定去農場做農工，保證（應）能有食物供應。
一次戰後，慕尼黑／巴伐利亞地區政治情勢動蕩紛亂，不同軍事勢力之間頻繁對峙，有時巷戰。20歲時，海森堡曾和哥哥及另一位同伴在河面結冰的夜晚，偷偷穿越「白軍」與「紅軍」封鎖線，徒步前往15公里外的農家（黑市）搜尋購買食物，餵飽自己與家人。
1922年，Sommerfeld鼓勵海森堡前去萊比錫參加德國科學家和醫生協會會議。由於手頭拮据，海森堡選擇住在一個貧民區的青年旅館，但第二天他就因財物全被偷走，不得不提前離場，返回慕尼黑了。回到慕尼黑後，他去當了一段時期伐木工人，以便賺取生活費用。
1923–1925年，因戰後馬克急遽貶值，通貨膨脹持續失控，海森堡一直依靠著由美國人和慈善基金會捐贈成立的「德國科學應急委員會」獎助金，及玻恩靠著個人關係從美籍德裔工業家和銀行家募集來的捐款的雙重資助，勒緊褲腰帶過日子。
在這幾年或飢或飽間，海森堡從中學畢業，進了大學，通過博士學位考試，獲取了德國大學授課資格，更創立了量子力學。
1927年底，海森堡已完成了幾年後將要獲得諾貝爾獎的工作——矩陣力學和測不準原理，並成為萊比錫大學教授，他同時寫下了德國歷史上最年輕正教授的紀錄。次年底生日來臨時，他母親問他想要什麼禮物？海森堡回答：一個新的枕套或一個麵包籃子。
孩子們的物理學
量子力學有時被戲稱為「孩子們的物理學」，這張歷史圖片應是對這一說法的最佳註解，所謂一張照片勝過千言萬語。
照片拍攝於1933年12月，地點是瑞典斯德哥爾摩火車站。右起依序為薛丁格、海森堡、狄拉克、狄拉克的母親、薛丁格夫人、海森堡的母親。薛丁格和狄拉克共同獲得1933年諾貝爾物理獎，海森堡一人獨得1932年的物理獎（但於1933年才宣布和頒獎）。
這一年，海森堡和狄拉克這兩位「孩子」都尚未婚，因此由他們的母親陪同前往領獎。薛丁格夫婦的故事則更加精彩與驚世駭俗，有興趣的讀者不妨自行搜尋故紙堆的字裡行間。
一見鍾情，海森堡結婚了
海森堡自1928年初起，就任萊比錫大學教授。此後幾年，他經常參加當地文化團體的聚會，在社交席間彈奏鋼琴。1937年1月28日，他在一次私人音樂會中演奏貝多芬的「G大調三重奏」，主人和另一位客人分別用大提琴及小提琴為他伴奏。
當晚，有一位剛來到萊比錫的年輕女士應邀出席。年輕女士和主人都從事圖書行業，而萊比錫是當時德國出版業的中心。這是海森堡與她的初遇：不期而遇，相見恨晚。如同海森堡，她也出生於教授家庭，比他（海森堡）小了13歲，剛從大學畢業，主修德國文學。
相識兩週後（2月11日），海森堡與她訂婚。相識三個月後（4月29日），兩人結婚了。婚後，他們生養了七個小孩，第一胎是雙胞胎。他們的婚姻持續至海森堡於1976年2月1日，因末期腎臟癌和膽囊癌，在家中去世。
圖片取自網路：(上)結婚當天，(下)新婚燕爾、1937年。
附記：對於他們的雙胞胎，包立曾玩弄文字，戲稱這是海森堡的「成對創造」（pair creation），有如基本粒子物理過程中的「成對產生」(pair production)。又，海森堡去世後，他的太太（Elisabeth Heisenberg）曾經寫了一本海森堡的傳記，書名是：Inner Exile: Recollections of a Life with Werner Heisenberg。
海森堡差點上了戰場：慕尼黑協定
我們從高中世界歷史課本得到的一個印象是，1938年9月底，英國首相張伯倫主導盟國與希特勒簽訂了「慕尼黑協定」，把捷克斯洛伐克西部地區割讓給了德國。除了學到姑息養奸和「綏靖主義」一詞，我們對此事就無其他印象，認為事不關己了。
從納粹掌權後到二戰爆發之間幾年，每年暑假，海森堡——萊比錫大學教授和諾貝爾物理獎得主！——照例入伍接受八週的軍訓。他所屬的軍營在巴伐利亞靠近奧地利邊界的山區，那是一個步兵單位，他的軍階為陸軍下士。1938年暑假，海森堡又如往年入營。這一年，本該於9月間結束的訓練，因為邊境局勢緊張，德國和捷克斯洛伐克隨時可能開戰，他的軍訓被延長了，而且每人也都已分發了槍枝。如果「慕尼黑協定」未在最後一刻簽訂，海森堡可能已經上戰場了，而近代物理史也可能改寫。
事後，海森堡寫信給他母親說：「想想每一個人的命運和幾十萬人的死亡竟然依賴於單獨一個人的決定，這真是奇特的。」
海森堡夜騎：德國投降
1945年1月底，德國主要城市都已遭受盟軍嚴重空襲，「鈾計畫」核子反應堆實驗遂匆促撤離至德國南部偏僻鄉鎮黑欣根（Hechingen）。4月19日，法軍已經逼近該地區，海森堡於是留下一切食物和人員，單獨騎了一輛自行車，前往尋找早先已撤至阿爾卑斯山下小村莊Urfeld的家人。
海森堡先在Kleintissen他哥哥的臨時避難住所停留（他們兄弟在戰時已多年未見面），接著繼續趕路。這是一段充滿危險性的路程，白天有盟軍飛機對可疑移動物體掃射，也有潰散的士兵隨時對人開槍，還有希望完成希特勒的戰鬥到最後一個德國人的命令的熱心當地居民，常暴力私刑處置他們認為可能投降的人，因此海森堡只能晝伏夜行。此時，已經柔腸寸斷的山區路面和橋面上，到處還有積雪。從Kleintissen到Urfeld的這一段約250公里的路程，海森堡騎了三天（夜）。
5月3日，海森堡被跟蹤而至的一個急速追趕而來美軍特遣小隊（禮遇地）逮捕——特遣小隊拼命趕在美軍部隊、法軍和俄軍之前到達，以免海森堡落入後兩者之手。幾天後，各地的德軍就陸續投降了。
附記：一位台灣中研院院士問說：「後來的歷史証據，似乎顯示海森堡故意避免為希特勒製造原子彈，隱藏關鍵資訊並在計算中犯錯誤，可能是為了拖延這計畫。」我的答覆是：「應很難還原『史實』了，德方資料和文件在盟軍轟炸中燒毀一部分，海森堡等人被拘留時的說詞與辯解很可能修飾過，更可能沒說出全部真相。但從『曼哈頓計劃』牽涉的人員和經費規模來看，德國『鈾計劃』似乎沒有理由能走在美國之前。」
Samuel Goudsmit的眼淚與悲憤
1925年，荷蘭年輕物理學家Samuel Goudsmit與George Uhlenbeck一起提出了電子自旋的概念，他們兩人都是Paul Ehrenfest的學生，於1927年獲得博士學位，並同時移民美國，任教於安娜堡密西根大學。二戰末期，盟軍深入敵後，積極蒐集德國「鈾計畫」的情報、文件，和追捕其主事及參與人員。其中，Goudsmit扮演了重要的美軍科學家首腦角色，因為他熟悉歐洲的物理學家和語言，以及核物理學的最新發展。
Goudsmit是猶太人，自學生時代起，即對海森堡滿懷敬畏，後來更加相識與互動。1943年，Goudsmit留在荷蘭的年邁雙親遭納粹逮捕，他曾經請求海森堡營救，但無結果。不久，他的父親在70歲生日當天，和他雙目失明的母親，一起被送入了奧斯維辛集中營的毒氣室中。
海森堡被盟軍逮捕後，隨即受到了Goudsmit的審訊。Goudsmit的戰爭經歷，（1944年隨美軍特遣隊回到荷蘭後）目睹家園被轟炸成為廢墟，尤其是（在殺人成性的納粹手中）喪失雙親和朋友們，令他對德國、德國科學家，特別是海森堡，感到了痛心的失望與憤怒。
荷蘭Leiden的一座建築物牆上，畫著電子自旋。圖片取自：Samuel Goudsmit - Wikiwand
結語
海森堡在第一次世界大戰中成長，在第二次世界大戰中淬鍊；其間，他創立了「矩陣力學」和「測不準原理（不確定性原理）」。海森堡於19世紀下半葉至20世紀上半葉的德國文化氛圍，及德國知識份子社群的薰陶中，培養了堅毅和獨特品格，更在野營健行與彈奏鋼琴間，改寫古典物理學，創建了劃時代的科學新知識。幾十年來，我們對於抗戰期間的雲南昆明「西南聯大」的故事，時常津津樂道，對當時師生在敵機轟炸下，飢餓求學問道的事蹟與軼事，每多嚮往。或許本文能夠提供我們另外一種視野，即審視海森堡的幾個生命片段，既是它山之石可以攻錯，也能讓我們更加瞭解人性的共通性，複雜、掙扎，以及毅力與堅持不懈。
本文部分資料取材自David C. Cassidy: “Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg”。
(2025.08.09)
