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量子计算的源头—波尔叔叔

林一平手绘之齐克果、海森堡、仁科芳雄。

量子计算被认为是新一代的计算技术,其理论的源头可追溯到丹麦人波尔(Niels Henrik David Bohr)。他被认为是20世纪最伟大的科学家之一,好友们都亲密的叫他「尼克叔叔」。

波尔早期的思想深受19世纪宗教哲学家,也是存在主义哲学之父齐克果(Soren Kierkegaard)的影响。齐克果写了被称为有史以来最长,也最隐晦难懂的情书《非彼即此》(Either/Or)给爱人奥森(Regine Olsen)。结果奥森离他而去,和别人订婚,而《非彼即此》则变成现代存在主义的圣经。

《非彼即此》和齐克果1845出版的书《生命道路的各个阶段》(Stages on Life's Way)有相当的关连性。虽然波尔不尽然完全同意齐克果《非彼即此》的看法,他的确熟读《生命道路的各个阶段》。这本书叙述一个事件在各个阶段有不同的呈现。当我们描述光的物理行为这个事件时,将波动性与粒子性都纳入考量,或许就是「光」这事件在各个阶段不同的呈现。

诸位读者可能不知道,波尔是李国鼎的师兄,2个人都曾经接受过拉塞福(Ernest Rutherford) 的指导。基于拉塞福的理论基础,波尔发展出量子理论(Quantum Theory),也因此于1922年获颁诺贝尔奖。他的儿子Aage Niels Bohr也是诺贝尔奖得主,成为物理史父子档的一段佳话。

波尔最厉害的学生是海森堡(Werner Heisenberg),他是建立量子动力学 (Quantum Mechanics) 的最重要人物。1941年波尔和海森堡讨论原子弹的可能性。海森堡后来成为德国纳粹原子弹计划的主持人。日本也于1941年开始研制原子弹,计划的负责人则是接受过波尔训练的仁科芳雄。仁科芳雄后来指导了日本第一位诺贝尔物理奖得主汤川秀树(Hideki Yukawa)。

由于教出懂原子弹理论的德国及日本徒弟,波尔深深忧虑轴心国会发展出威力强大的武器。因此于1943年逃到美国后,就参与催生了曼哈顿计划,在新墨西哥州的罗斯阿拉摩斯实验室指导美国科学家研制原子弹。为了保密,每个在该实验室的科学家都必须化名。波尔的化名是尼可拉斯?巴克。不过认识他的好友都叫不习惯,仍然昵称他为「尼克叔叔」。

波尔死后葬于哥本哈根的公墓,与齐克果及安徒生(Hans Christian Andersen) 为邻。化学元素Bohrium (Bh) 系因为纪念波尔而命名。波尔生前最后一篇论文《Light and Life revisited》 (Licht und Leben-noch einmal) 发表于1963年(他去世后一年)。显然波尔临死之前对生命仍充满好奇。

现为国立阳明交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。