物理学咬文嚼字之十六荷_h_

物理学咬文嚼字之十六

)荷(hè

曹则贤

(中国科学院物理研究所　北京　1000190)

语言空间在某种观念的引力之下,总是要发生扭曲.　　

———韩少功《马桥词典》　　

)、摘　要　　英文charge一词大致对应中文的荷(hè载等词,但具有相似意思的重要物理学词汇还包括load,vec2tor,convection等等.相关词汇被译成中文时,一定程度上被扭曲或附会上了别的内容.

　　欲说荷(hè,4声),先说荷(hé,2声).荷,又称

莲、芙蓉、芙蕖、菡萏等,是一种在中国常见的水生植物.荷之叶、茎、花、子房(莲蓬)和根茎(藕),多给人以高雅、洁净、清新的感觉,所以不仅可以入口,最重要的是可以入诗.古来咏荷说莲的文章诗词不计其数.为人们所熟知的有周敦颐的道德文章《莲说》,有

(小杨万里的“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头《(晓出池》)”,“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红《

)”净慈寺送林子方》等脍炙人口的名句.莲固然高雅,然生于污泥之中,于乡间的田野水塘里也随处可

见.故爱莲者无须名士,粗鄙如笔者,也一样可以一边吃着桂花糯米藕,一边胡诌“雨打莲花莲蕊俏,风卷

(白洋淀即景》)”荷叶荷香清《之类的句子.荷因为是水生,且不枝不蔓,所以其形象挺2独2

特,无论是叶,还是花,都是由一枝中空的茎高举着托出水面(图1).因此,自然地,由名词“荷(hé,2声)”蜕变出的动词“荷(hè,4声)”,就有了负载、承载、负担、扛、擎举等意思.所以,中文有负荷、载荷、荷戟而立、荷枪实弹等说法.苏轼“荷尽已无擎雨

)”盖,菊残犹有傲霜枝(《赠刘景文》,这里的擎就是

荷(hé,2声)的形象,就有荷(hè,4声)的意思.而陶渊明诗句“晨兴理荒秽,荷锄带月归(《归园田

)”居》里的“荷”字显然是动词.

(hè常被翻译为中文“荷”,4声)字的英文词为

charge,比如electriccharge(电荷),colorcharge(色荷).英文charge来自拉丁文carricare,和cart,car(车,拉丁文为carrus)等字同源.其本意为“装车”,

・746・

图1　柔嫩的梗上顶个硕大的叶子或坚实的子房,“荷”的力感栩栩如生

例句如“tochargeatruck(给卡车装货)”.相当多的含装载、负担、填充、增加等意思的动作都是charge,

例如“tochargethewaterwithcarbondioxide(往水里添加二氧化碳)”,“tochargeabattery(给电池充电)”,“tochargeanursesomeduties(给护士增加义务)”,等等.Charge转义为“给个人信誉增添负担”的意思,进一步地就有赊账,收费的意思,这样大家就理解了为何“freeofcharge”就是免费的意思.

既然动词charge含有装载、负担、填充、增加等意思,则名词charge可代指这些动作涉及的存在.用毛皮摩擦琥珀(amber,树脂.原词就是树的意思,和伞,umbrella,同源)或者用塑料梳子用力梳头,则琥珀(梳子)能吸引小纸片,我们推测琥珀(梳子)得到了(charged)一种东西,可称为electriccharge.注意,这时把electriccharge称为电荷还太早,因为

http:ΠΠwww.wuli.ac.cn　　　　　　　　　　　　　　　　　　物理・37卷(2008年)10期

物理学咬文嚼字

electricus(由WilliamGilbert于1600年所造)源自

拉丁语琥珀,其希腊文electron同“发光、闪亮”有关,这时的“electriccharge”的本意还是“琥珀带上

(图2).啥东西?不知道.将electriccharge的东西”

同天上的闪电(lightning)现象(一种discharge,放电)联系起来要等到1752年.1750年富兰克林(BenjaminFranklin,1706—1790)建议用风筝验证闪电就是“electricity”.1752年法国人Thomas-Fran󰂴oisDalibard实施了富兰克林建议的实验,证实了所谓的electricity和闪电里某些存在是一致的.近代西学传入中国时“lightning是electricity”的观念已经确立,于是“electricity”就成了电,很少有人关心它本身是什么意思了.实际上,简体“电”字与它的繁体形式“電(下雨时出现的弯弯曲曲的东西)”字相比,被祛除了(discharged)自身的内涵.可以说,是到了18世纪后叶,electriccharge才开始有我们今天用中文说“电荷”的那些内容.

一个层面上,电荷(electriccharge)是一些基本粒子

(电子、质子等)的固有性质,是不可分割的.实际上,电荷是和规范不变性相联系的一个守恒量.在近代物理的概念里,基本粒子本身携带的任何性质都可以看作一种“荷”,无须一个“charge”它的过程.如夸克和胶子可以贴上称为“颜色”的标签,所以有色荷.此概念由OscarW.Greenberg于1964年引入,目的是解释夸克以看起来相同的状态存在于某些重子中,又要照顾到所谓的泡利不相容原理.此特性有三重性(threeaspects),联想到欧洲国旗的众多的、又必须相互区分开来的三色设计,所以被称为“colorcharge”,当然大家也就理解了为什么具体是哪三种颜色(和我们视觉上的颜色无关,记号而已.电荷也应作如是观)是一笔糊涂账了.如果有磁单极的话,我们也管其携带的表征磁性质的基本特性称为磁荷.

图2　想象的电荷形象:颗粒带上一种或正或负的特性.在基本电荷被发现之前,电荷被认为是可以被添加到物体上面的一种神奇的存在.不过这种把电荷表示为加到电极表面的“+”和“-”对理解电荷之内涵所造成的危害是不可低估的.Saslow就曾写到:“孩子们看到电被图画成导电表面的”

-“号,他们被告知”-“号代表被带正电的棒吸引到表面上

的电子.成年的物理类学生,即便在修习了量子力学以后,仍

[1]然改不过来这样的错误观念.”

可以看到,随着物理学的发展,物理学文献中的charge一词包含两个不同层面上的意义.利用比如摩擦过程,可以让不同的(远大于基本粒子的)物体带上电,这类似装车的过程,这时那个被装载的货物(电子)相对于车(电极)是外在的.图1中的莲梗与其上荷载着的蜻蜓,大约就是这样的关系,是可以装(charge)也可以卸(discharge)的.实际上,把电荷装载到长发上一直是经典的静电演示实验(图3).这时电荷和带电粒子这两个概念基本上是混同的.另

当一个物体,如金属球,或一块云彩,被charge了太多的electriccharges时,它可能就会自动卸货(discharge).电荷被放出来时,会引起气体的离化,自由电子和离子又复合还会放出光来,此过程以及

・747・

　物理・37卷(2008年)10期　　　　　　　　　　　　　http:ΠΠwww.wuli.ac.cn

物理学咬文嚼字

此时部分离化了的气体笼统地都被称为气体放电(gasdischarge)[2].英文gasdischarge一词有时同Plasma混用,但是Plasma又别有它意,参见文献[3].今天,discharge已被认为是被离化甚至能发光的气体,实际上其本意指的是电极上的过程(图4).电极释放了原先积聚的电荷,itisdischarged.类似同电有关的,具有负荷、装载意思的英文词是load.在电工电子学、电子线路的语境里,load被翻译成负荷、负载,指所需承担的输出功率.有意思的是,按Webster大字典解释,load的意思受到了德语动词laden的影响(senseinfluencedby),笔者以为它实际上就是来自德语动词laden.在德语物理文献里,电荷是elektrischeLadung.德语有将介词直接加到动词上构成转义词的习惯,如装货(aufladen=auf+laden),卸货(entladen=ent+laden).其相应的名词Aufladung是充电的意思,而Entladung就是放电的意思.英语是一种混合语言,对古德语和凯尔特语都是部分地继承,所以有discharge=Entla2dung,entladen(放电),而充电(Aufladung,auflad2en)和电荷就用简单的charge一个词凑合了.

与discharge同义的有unload,disburden,更有范的写法为exonerate(来自拉丁语exonerare).从unload经过disburden到exonerate,卸除的对象从

半导体是不能导电的,虽然其电荷在外电场的作用下也运动.只有在导带里的电子,以及在未占满的价带里的电荷才能构成导电行为.后一种情形下的导电行为(想象一下剧院里少数位置空闲时可能的观众挪动行为),可看作是缺少的少数电子所留下之空位(空穴,hole)的运动.可见空穴是一个等效的概念.所谓空穴(hole)是带正电的chargecarrier,也不过是固体整体电中性背景下的等效概念.中文“载流子”一词强调了它们对形成电流的贡献.而“载荷子”的说法无可无不可.无论是中文的“载荷子”,还是chargecarrier,若只从字面上看都涉嫌语义重复,因为carrier,动词carry,本身就有load,charge的意思.Carrier是能负载其他东西的东西,比如负载作战飞机,它就是航空母舰.当然若说某个带菌者、带病毒者,我们常用的词是vector.大意上vector=carrier.另外,vec2tor作为一个科学名词,中文物理学将之译为矢量(原来是数学家这么叫的),而数学将之译为向量(物理学家原来这么叫的).这两个翻译都没有表达

出vector的意思.一般书籍里关于矢量的介绍基本上都是错误的,但此话说来太长,一般要等学到微分几何、代数几何才能明了为什么,有必要的话应专文介绍.

此外,convection(=carrytogether)一词也具有“一起携带”的意思,描述热传导三途径之一.中文翻译成“对流”是非常误导人的,望文生义就会误解其实际的物理过程,相关讨论见文献[5].

参考文献

[1]　WayneM.Saslow.Physicstoday,1993,9:9.引用的这一段原

实在的物理负担渐渐过渡到心理负担(负疚感、负

罪感).如被指控在bubble-fusion(泡泡核聚变)一事上造假的美国普渡大学RusiTaleyarkhan教授在给Nature的信中宣称:“‘adulyconstitutedcom2mitteein2006lookingatthesesametwoissues’exon2eratedhim.”这里“exoneratedhim”就是让他卸掉心理负担的意思(美国物理教授真可怜,成功地造出了那么轰动的物理研究成果还要背负心理负担,被

[4]

人秋后算账).与“载”、“荷”、“载荷”有关的,让人联想起在固体(特别是半导体)物理领域有一个名词叫“载流子”,相应的英文是“chargecarrier”,也有将其译为“载荷子”的,特别是在台湾地区的刊物上(此处内容得自同张其锦先生的通讯).笔者以为,chargecarrier本身并不是用来强调其是电荷携带者的,它

文为“Childrenseeillustrationsofelectricitywithminussignson

conductingsurfaces,whichtheyaretaughtrepresentactualelec2tronsthatareattractedtothesurfacesbyapositivechargedrod.A2dultphysicsstudents,evenafterlearningquantummechanics,donothavethismisconceptioncorrected.”

[2]　YuriRP.GasDischargePhysics.NewYork:Springer2Verlag,

1991

[3]　曹则贤.物理,2006,35:1067[CaoZX.Wuli(Physics),2006,

35:1067(inChinese)][4]　News,Nature,2008,455:13

[5]　曹则贤.物理,2008,37:203[CaoZX.Wuli(Physics),2008,

37:203(inChinese)]

是人们在讨论固体导电行为时引入的一个词.在所

有的气体、液体、固体里,并不是所有的电荷都参与导电,构成电流的.以半导体为例,处于基态的本征

・748・

http:ΠΠwww.wuli.ac.cn　　　　　　　　　　　　　　　　　　物理・37卷(2008年)10期