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词不达意的几个物理学概念名称

已有 3019 次阅读 2021-10-3 15:16 |系统分类:科普集锦


《论语·子路》曰:“名不正,则言不顺;言不顺,则事不成;事不成,则礼乐不兴… … ”, 这也是“名正言顺”的典故由来。从此可见“名”的重要性。现在家里的小孩比较少,给小孩取名也就成了花费心思的事情,许多小孩的名字或者寄托父母美好的期许,或者寄托长者的人生心得和理想。当然,也并不是所有父母长辈都显得那么有学问,过去甚至有把名字反着叫的,据说命贱好养活、不容易夭折,例如乳名取为大傻子、狗蛋儿、狗剩儿什么的。

 

我们这里谈物理学中几个词不达意的概念名称。物理学是科学,因此先入为主的感觉可能是物理概念名称应该比较公平、客观、公正。其实物理学概念的命名也就是一个习惯,物理学命名中乱点鸳鸯谱的现象也不少。

 

在物理学名称方面,最不容易习惯的也许是电磁学里的“磁感应强度”和“磁场强度”,这两个名字实际上叫反了。现在教课书里所谓的磁场强度实际上与介质对于外磁场的“感应”相关,而真正描写磁场的物理量应该是磁场强度(可是现在被称为磁感应强度了)。如此重要的事情,为什么这个名字被反着叫这么多年,后来者并没有“拨乱反正”呢?一方面可能从小开始被哄着习惯这两个名称了,即使知道不对也懒得造这个反,甚至说不定心里还想维护它们;我猜测大家喜欢这个反着叫的另一个原因是这个命名其实有一个长处,就是可以把磁感应强度-磁场强度的关系与静电学中电位移矢量-电场强度关系相类比,引入相对磁导率(类似于静电学中的相对介电常数), 在数学形式和表述上都有方便之处,这个优点很大。另一个类似的例子是在原子物理中的正常塞曼效应和反常塞曼效应,这两个名称也是有点儿叫反了。所谓的正常塞曼效应(产生光谱的光源处于很强的外磁场中)之所以被称为“正常”,只是因为历史上发现和研究比较早而已;不过这就使得稍后发现的、光谱稍微复杂一些(自旋轨道耦合机制)的塞曼效应即使很正常也就只好被称为非正常[反常]的了。

 

在经典电动力学在讨论电磁辐射时对于电磁势需要引入一个人为的、基于方便考量的所谓“规范”条件[在中文翻译中称为规范条件 — 其实就是人为的限定条件 — “规范”二个字比“人为限定条件”六个字要简洁而有文化]。一种方便的选择是由麦克斯韦引入的,但是把它称为库仑规范,可能是因为这种规范条件给出的标量势方程与静电场泊松方程的形式相同,因此麦克斯韦顺势把它称为库仑规范。库仑是十八世纪的法国人,他是静电问题定量化的先驱,不过那时还没有比较完善的电磁理论,因此他当然也没有引入过什么规范条件,而麦克斯韦也比较客气,于是在教课书里就有了库仑规范的名称。电磁理论中的另外一种规范条件是洛伦兹(Hendrik Antoon Lorentz)规范。我这里把洛伦兹的全名写出来,是为了区别首次引入这个规范条件的人---洛伦茨 (Ludvig Valentin Lorenz)这个洛伦茨的名字和洛伦兹确实差不多,但是洛伦兹当然更加有名得多,(估计)部分地因为这个原因,在绝大多数教科书上把这个重要得规范条件称为洛伦兹规范条件,虽然在很少数的教科书中对此正名;不过,洛伦茨引入的规范条件以及相应电磁势满足洛伦兹协变性,因而把这个规范条件称为洛伦兹规范也算是合意的,只是这样做的遗憾就是今后可能就要把洛伦茨的大名湮灭在科学海洋的深处了。

 

当今世界能源问题很重要,除了化石能源和一些所谓可再生能源以外,原子能是一个越来越现实和可行的来源,这里提一下原子能这个名称问题。其实这个原子能来自于原子的极小核心(即原子核)部分, 因此很多书籍或者文章已经把它更名为核能了;把利用重核裂变能量的炸弹原来称为原子弹,现在也更名为核弹了。这两个更名是悄悄的、同时也是很顺利的,其原因大概是把这两个东西称为原子能、原子弹并没有给人们带来什么方便;而由于教育的普及,社会大众知晓原子中有一个极小核心的人越来越多,原子能、原子弹更名为核能和核弹所付出的社会成本很少。另一方面,核能、核弹的名称也显得比原子能、原子弹听起来高大上一些,毕竟人类对于原子核系统的理解还很肤浅,因此稍显神秘。非常有趣的是,这个重核裂变的能量来源,其实是质子之间相互排斥的静电能量!原子核内的质子之间、中子之间以及质子-中子之间在核表面的相互作用能在重核裂变过程中因裂变产物的表面积增加而吸收了不少能量(大约三分之一!),否则重核裂变的威力会更大一些。因此,如果把重核裂变产生的能量称为核能,那么“核能”两个字也属于冒名顶替,因为核能来源的真正功臣不是“核力”(因为核子之间相互作用在重核裂变过程是吸取能量的!),而是质子之间很简单的静电力,只不过是因为这个裂变是发生在原子核身上而已;这方面稍微详细的说法见拙作:

http://blog.sciencenet.cn/blog-3404169-1150154.html

 

现代物理学在中国是舶来品,因此很多概念是根据法、英、德、日等翻译或借用过来(中文借鉴了物理学名词中的一些日文翻译 — 而日本人借用了汉字)。近几十年来,日本社会可能对于由于公众认识的汉字相对于老一辈而言越来越少,因此他们对于物理学新词汇似乎往往习惯音译,而我们在很多地方利用汉字意译。前些年人们合成了许多新超重元素,扩充了元素周期表,人们还特意制造了新的汉字以便标记这些新元素名称。我们的老祖宗之一仓颉造字非常了不起,而现在大家一商量也可以做这种事情。

 

说到翻译,容易想起伟大的玄奘大师(鲁迅称之为“中华民族的脊梁”)。现在说起某些人在多方面具有才能或者在多个领域取得成就,因而觉得不错;其实比起玄奘大师多方面的伟大贡献相比是小巫见大巫。玄奘能够在那个年代不畏生死、不远万里往返印度,西游亲历那时的100多个国家,讲学辩经、渡化众生,取回并翻译那么多经书(与弟子合译佛典75部、1335卷)。这里提及的是大师翻译中的所谓五不翻:“秘密故不翻、多含故不翻、此无故不翻、顺古故不翻、生善故不翻”,这里不展开讨论这“五不翻”,不过如果去探究大师这样做的原因,就会觉得大师实在太明智;佛经之所以流传、流行,玄奘大师功莫大焉。虽然物理学名称没有佛经那么繁复,但是合情合理地翻译这些名称也是需要考究的,翻译得不好,就显得翻译者特别没有文化;因此个别经典物理学中的名词现在还没有统一的翻译。有些物理学名称这本书这样称呼、那本书那样称呼,后学者开始学习时会略显不适。

 

我们回过头来,最后提及两个物理学名称。一个是粒子物理中的“EDM”,一个是原子核结构中的“张量力”(tensor force)。在这两个领域外的同胞是不是这觉得这两个名称听起来都略显高大上?

 

这种高大上一定程度上来自于心理上的神秘感,这一点就像在玄奘翻译佛经时的“秘密故不翻”微妙深隐,不以义译,保持神秘、庄重和典雅;而如果按照字面的意思来翻译说明,反而显得很土气了(例如六字真言“唵嘛呢叭咪吽”意为“哦,莲花里的珠宝”!);粒子物理中的那个 EDM 其实指的是粒子电偶极矩。实验上去测量粒子(如中子和电子)的电偶极矩, 对于扩展标准模型是一个重要的约束条件;实验上只要测到了大于标准模型所给出的电偶极矩,就是看到了“超出标准模型的新物理”[前段时间网上讨论的缪子反常磁矩实验也类似于此,即缪子反常磁矩的理论计算值与实验测量值的偏差对于扩展标准模型很有意义]; 给圈子外面的人抑扬顿挫地说自己是测量 EDM 的, 别人会觉得比较神秘,而对人家说自己测量电偶极矩,语气上就略显得多少有点儿 low 了. 类似地,在核结构理论工作中,很多人在做口头报告和写文章时,很喜欢说的“张量力”几个字其实就是非中心二体力;这个非中心力使得氘核(唯一状态)的轨道角动量不是纯粹的轨道角动量等于零的状态,而是轨道角动量等于0 和 轨道角动量等于2 (质子-中子的总自旋等于1) 的混合,氘核不是球形,而有很小的电四极矩。如果没有这个自旋相关的非中心力(即张量力),那么氘核的电四极矩就应该等于零。在与准外行讨论问题时,说张量力几个字在语态上肯定要比说非中心力显得要奥妙高深。

 

总而言之,科学是人做的,物理学概念的名称也是由人来命名的,人都有主观性,因此名称就不会完全的公平、公正、客观,人为痕迹或多或少会残留在那里;当然,绝大多数名称肯定是很合适的,而少数生硬甚至歪歪扭扭的名称也许会慢慢地纠正过来;而极个别名称即使大家都同意不一定合适,不过习以为常可能就算了。

 

另一方面,在实际工作中把研究成果乃至研究课题取一个好的、适合的名字实际上也是很重要的。如果名字能够取得好,简单而朗朗上口,形象特征鲜明,同行甚至外行观众们就容易留下深刻印象,从这个意义上说,善于“取名”也是活跃学者们应该具备的一个重要技能。

 




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