玻恩:迟到的诺贝尔奖
姓名:梅克斯·玻恩
简介:梅克斯·玻恩(1882 ~ 1970),德国犹太理论物理学家,量子力学创始人之一。他因对量子力学的基础研究,尤其是对波函数的统计解释,获得了1954年诺贝尔物理学奖。
俗话说:粒子运动遵循概率定律,而概率本身是根据因果关系定律传播的。
在量子力学理论的发展过程中,我们不能忽视三个人物:玻尔、索末菲德和玻恩,他们领导了量子理论研究的顶尖学派,即玻尔的基础哈根学派、索末菲德的慕尼黑学派和玻恩的哥廷根学派。今天,让我们更接近波恩,哥廷根学派的灵魂。
1882年12月11日出生于普鲁士布雷斯劳的一个犹太知识分子家庭。他的父亲是布雷斯劳大学的解剖学和胚胎学教授。博恩小时候受父亲的影响,喜欢玩乐器和参加科学讨论。
1905年出生于哥廷根大学。他在希尔伯特和明科夫斯基的数学和物理大师手下学习。在哥廷根大学获得哲学博士学位后,他作为一名无薪教师留在哥廷根大学。1921年,波恩成为哥廷根大学物理系的系主任。在玻恩的领导下,哥廷根的物理圈聚集了许多星星,形成了一个与哥本哈根学派相当的新学派。天生善于欣赏人才,能激发他们的学习热情。他邀请了像普朗克这样优秀的理论物理学家担任编外教授,并经常与普朗克一起组织学术活动。每周一次的“物理结构讨论课”吸引了大量的学生。讨论课的形式轻松活泼。每个人都是非正式的,允许辩论。这门讨论课在量子力学的发展中起着决定性的作用。参加过讨论课的成员包括泡利、海森堡、奥本海默、康普顿、约尔丹、狄拉克、波林等。
博恩在学习
海森堡是波恩最受赞赏的学生之一。他称赞海森堡是最敏感和最有能力的人。1925年6月初,由于花粉过敏,海森堡在荒芜无人的埃尔兰岛上休养。闲暇时,他在思考量子力学的问题。他突然灵光一闪,发明了一种“新的乘法法则”来获得量子稳态的能量。从康复期回来后,海森堡完成了量子力学史上划时代的一篇论文——运动学和力学之间关系的量子理论的翻译(著名的“一人论文”),把它交给了他的导师波恩,然后去了英国的卡迪尔文斯基实验室做了一次演讲。博恩知道了真相并意识到了这篇论文的重要性,他立即将这篇论文推荐给《物理杂志》出版。
此后,玻恩仔细研究了海森堡的论文,并与他的数学助手约尔丹合作重建了一个新的量子力学的互反关系:pq-qp=(h/2πi)I,完成了论文《论量子力学》(著名的“两人论文”)。论文发表后,波恩给海森堡发了一份副本,同意进一步合作改进矩阵力学系统。后来,玻恩、海森堡和约尔丹共同写了一篇论文“量子力学二”(著名的“三人论文”),发表在1926年初的《物理学杂志》上。至此,一个全新的“矩阵力学”王国宣告成立。
矩阵力学出现后,海森堡开始出名。他立即被邀请到美国、日本和其他国家访问并发表演讲,传播他在量子力学方面的最新研究成果,这大大提高了他在世界上的知名度。建立矩阵力学的功劳似乎是他自己的。甚至玻恩公式“pq-qp=(h/2πi)I”也被称为“海森堡非互易关系”。伯恩保持沉默,海森堡拒绝置评。
许多物理巨人拍照
1933年,海森堡获得了诺贝尔物理学奖,但他以前的导师波恩不在名单上。结果,波恩变得不开心。然而,波恩没有感到无聊,并写信祝贺海森堡。收到玻恩的信后,海森堡的良心发现他在信中写道:“一开始,你、约尔丹和我共同完成了这项工作。现在我是唯一一个接受诺贝尔奖的人。我感到惭愧。
玻恩一生中最大的贡献是量子力学的概率解释。当时,大多数物理学家接受了他的观点,但有许多著名的物理学家,如爱因斯坦、普朗克和薛定谔,对此表示怀疑。直到20多年后,玻恩对量子力学的概率解释被发现是正确的,他才被授予诺贝尔物理学奖。出生时已经72岁了。
获奖后,爱因斯坦发了一封贺信,信中提到了这一迟到的奖项。博恩在回信中说,他因没有和海森堡一起获得诺贝尔物理学奖而深受伤害。
1970年1月5日,梅克斯·玻恩去世。临终时,他下令将曾经被称为海森堡非互惠关系的公式永远刻在他的墓碑上。
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