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一次散步,改变了他一生的命运

科普小知识2022-07-10 14:22:02
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一次散步,改变了他一生的命运

姓名:沃纳·海森堡

简介:维尔纳·海森堡(1901年12月5日-1976年2月1日),德国物理学家,量子力学的主要创始人和“哥本哈根学派”的代表,海森堡提出了著名的“测不准原理”,并获得1932年诺贝尔物理学奖。

俗话说:问对问题往往等于解决了大部分问题。

1922年初夏,玻尔应邀在德国哥廷根大学发表演讲。起初,玻尔的原子理论在这里受到极大的冷遇。九年后,玻尔被认为是一个伟大的人物。从6月12日到22日,玻尔在哥廷根大学连续做了七次演讲。演讲的内容是玻尔的原子理论和元素周期表的解释。这一系列的演讲是一个巨大的成功和一个盛大的场合。被称为“波尔的节日表演”。

据当时有幸听玻尔演讲的一位学者说,玻尔说话声音很低,他们的年轻人挤不进前排的贵宾,所以他们不得不聚精会神地听。他们张开嘴,唯恐听到波尔说的每一个字,甚至忘记午餐时间。玻尔关于原子结构和光谱线内容的论述比他们在课堂上学到的更重要,这令人耳目一新。这位学者叹了口气,“今天很难描述这是一个多么光荣的事件。对我们来说,这就像当年的哥廷根狂欢节!”

观众包括许多著名的物理学家和许多来自德国大学的年轻学生。索末菲教授也来自慕尼黑。他还带了两个学生。一个是20岁的海森堡,另一个是21岁的泡利。

一次散步,改变了他一生的命运

海森堡(左)和玻尔

在玻尔演讲后的讨论会议上,一名大二学生站起来鼓起勇气反对玻尔的观点。他是海森堡的索末菲教授带来的学生之一。

海森堡的观点相当尖锐,现场一片哗然。波尔很平静。在他看来,这种观点可以反驳,但它似乎触及了一个需要进一步澄清的问题。波尔饶有兴趣地看着海森堡,认定这个年轻人是个有能力的人。研讨会结束后,玻尔走到海森堡说,“你愿意和我一起在盖廷根外面散步吗?”

海森堡愉快地跟着玻尔在郊区散步。两人在海因山脚下的林荫小道上漫步,讨论海森堡的观点。玻尔从1900年提出的普朗克量子理论开始,五年后爱因斯坦的光量子理论,卢瑟福的α粒子散射实验,巴尔默的谱线公式,玻尔的原子模型,直到索末菲新提出的氢谱线精细公式。......

海森堡听了玻尔的话,有时点点头,有时突然插入一个问题。波尔耐心地给出了答案。尽管海森堡并没有完全接受某些解释,但他觉得在玻尔仔细考虑的每个词的背后,他都能察觉到一长串如珍珠般闪闪发光的思想,这些思想反映了一些深刻的哲学概念。

玻尔也欣赏海森堡的才华。这个年轻人的每一个问题,几乎触及了原子理论的要害。善于认识人的玻尔发现,这是一位具有非凡智慧的年轻物理学家。

后来海森堡回忆说,“这是对现代原子理论的物理和哲学问题的第一次全面和彻底的讨论,它肯定会在我以后的职业生涯中发挥决定性的作用。”

整个谈话持续了大约三个小时。回去后,玻尔郑重邀请海森堡参观哥本哈根研究所。海森堡受宠若惊,当场兴奋地表示同意。所以他们同意海森堡在毕业后来哥本哈根工作一段时间。海森堡担心他的导师索末菲教授不会释放他。玻尔说,他可以负责挖掘索末菲教授的事情。

一次散步,改变了他一生的命运

海森堡(中)泡利(右)

1924年9月,海森堡来到哥本哈根。他很快适应了哥本哈根研究所的环境并进入角色。在房东阿姨的帮助下,这个家伙在三个月内学会了说丹麦语。除了日常语言,一般的学术讨论也可以处理。海森堡处于哥本哈根*而激烈的学术辩论的氛围中,他的才能和潜力得到了最大程度的激发。这使他终于第一个到达新量子力学的顶峰。

在玻尔的指导下,一年后海森堡提出了量子力学的矩阵公式,为新理论的创立做出了巨大贡献。海森堡在他的研究中使用了一种特殊的代数方法。这种计算是不可交换的,也就是说,两个量的乘积取决于它们相乘的顺序。用这种方法可以准确地计算出实验中的谱线及其强度。这是海森堡一生中最重要的突破。两年后,海森堡提出了“不确定性原理”,揭示了微观世界的客观规律。海森堡因此成为20世纪最重要的理论和原子物理学家。海森堡因其对量子理论的新贡献而获得1932年诺贝尔物理学奖。

海森堡后来经常对人们说:“这是我一生中最重要的一步,它决定了我的命运和成功。我的科学生涯始于这次行走。”