动荡中的抉择
海森堡在中学读书时,第一次世界大战(1914年8月—1918年11月)爆发了。工业化和技术的发展,使德国发展了物质文明,带来了生活水平的提高,但是随着人的物欲上升,对物质的过分向往和依赖,逐渐激起向外掠夺的欲望。这一切造成的恶果,使德国对外与周边国家关系恶化,对内人际关系紧张。特别是在一战后,作为主战国的德国战败,高昂的战争赔偿费,君主政体的垮台,不仅使德国的政治、经济遭受重创,横扫的“革命风”与“爱国风”,也造成社会的极度混乱。国家与民族的危机感、对前途信心的丧失弥漫着整个社会,许多人因失去了目标,陷入绝望与恐惧之中。
战争给海森堡的中学也带来巨大的影响。巴伐利亚后备军团占据了海森堡学校的教学大楼,没有了充足的教室,学校只能上半天课,音乐、艺术和语言课被减少,物理实验课干脆被停掉,再加上缺少燃煤,学校面临关闭。有相当一段时间,学校上不了课,学生只是到学校领取作业和交作业。有6位教师(包括沃尔夫)应征奔赴前线。到了1915年,有452个学生登记入伍,其中有7个再也没有回来。在老师中,有22人战死,直到现在,这所学校里还竖立着镌刻阵亡人名的石碑。
1916年至1918年,随着战争的深入,社会动荡,工厂倒闭,通货膨胀,食品和燃料短缺,黑市猖獗,到处是失业的人群。1916年,罕见的早霜袭击使马铃薯减产,在经济的压力下,实行了面包、牛奶等生活必需品的定量配给制,这年的冬季成了德国历史上著名的“萝卜冬季”(turnip winter),为了防止饥饿的蔓延成灾,慕尼黑不得不设置了“汤厨房”(soup kitchens),俗称“救济粥棚”,以救济由于寒冷和饥饿濒临死亡的老人和孩子。
为了防止饥荒和由此引起的社会动荡,这一时期,大部分17岁到60岁未上前线的男人被征到农村和工厂从事义工。由于巴伐利亚的工厂不多,绝大多数青年到了农村。巴伐利亚当局把这4000多名下乡的学生按军事组织编队,每10到30名学生编为一小分队,由军事训练优秀的学生担任领导,海森堡就成了小分队队长[8]。这些孩子每天早晨6点起床,在地里干农活直到太阳落山,有时要到晚上10点。海森堡小分队负责伐木和锯木,这是最重的体力活。在田间休息时,海森堡还试图带着教科书学习,但是他总也集中不起精神,在写给父母的信中,他写道:“因为太累了,我对平常在学校做的事竟然失去了兴趣。”[9]这场战争及其经历给海森堡产生了深刻的影响,他一度感到前途渺茫。在自传中他写道:“(这一时期)具有深度唤醒能力的年长一代失去了掌控能力,年轻一代聚集在一起,企图冲出一条新路,或者起码能寻觅到一颗可以引导他们冲出黑暗的星星。”[10]年轻的海森堡找到了这颗“星星”,这就是在当时德国的青年运动中,风行一时的“新童子军”(Deutscher Neuptadfinder)。他不仅成为这个组织的活跃分子,还是一个小组的领导。他们一起远游、爬山、宿营并认真交流着对德国未来的思考。这个活动贯穿在海森堡的科研生涯中,由此他结交了几位终生的朋友。(https://www.daowen.com)
在德国社会的大动荡中,海森堡中学毕业了,他面临着专业选择。父亲建议他学习古语言学,而他在数学和音乐方面都独具天赋,既能弹得一手好钢琴,又喜好并精通基础数学。此时,他对几何学和数论更感兴趣,同时也喜欢上了哲学和原子物理,他自修了微积分和数论,能娴熟地求解微分方程。在中学毕业的口语考试时,他竟然用微积分求解牛顿的运动方程,他的演算令在场的老师目瞪口呆。根据他的学习成绩,他可以进入德国任何一所大学,在古典音乐和数学这两个风马牛不相及的专业之间,他一时摇摆不定[11]。
经过反复考虑,他决心选纯数学。父亲为他联系去面见数学教授林德曼(Lindemann)。这位教授临近退休,是老海森堡的同事,也是著名的数论研究者,更是数学物理兼通的专家,当然是教育海森堡的合适人选。然而,这次约见却令海森堡非常沮丧。事后他回忆说,他被领进办公室,林德曼坐在办公桌后,桌上蹲坐着他的那只心爱的卷毛哈巴犬。海森堡刚开始说话,那只狗就狂叫了起来,叫声之高,使这个老头子根本听不清海森堡在说什么。最后林德曼问他,最近在读什么书,当提到正在读一本贝克曼(Bachmann)写的《数论》(Number Theory),还刚自修完数学家外尔的《空间—时间—物质》(Space-Time-Matter)时,林德曼的脸上突然出现遗憾的神情,似乎非常不赞同外尔用物理玷污了纯数学,于是他粗暴地结束了这次会面,最后强调说:“看起来,你不可能成为一位数学家。”[12]
受到这一打击之后,父亲又为18岁的儿子挑了另外三位教授。一个是实验物理学教授维恩(Wien),另两个是索末菲和沃斯(Voss)。当时泡利是索末菲的学生,他告诉海森堡,索末菲即将被委任为大学的评议员。这位身材瘦小、略有秃顶且留着一撮小胡子的索末菲是更好的人选,于是海森堡父子选择了他。