玻恩:迟到的诺贝尔奖

作者:王长春来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-05-25

迟到了二十年的诺贝尔奖。

玻恩:迟到的诺贝尔奖

姓名:马克斯·玻恩

简介:马克斯·玻恩(1882~1970),德国犹太裔理论物理学家,量子力学奠基人之一。因对量子力学的基础性研究尤其是对波函数的统计学诠释,获得1954年的诺贝尔物理学奖。

名言:粒子运动遵循概率定律,而概率本身按照因果律传播。

在量子力学理论的发展历程中,我们不能忽略三个人物:玻尔、索末菲和玻恩,他们各自领导了量子理论研究的顶尖学派,即玻尔的根本哈根学派、索末菲的慕尼黑学派和玻恩的哥廷根学派。今天,让我们走近哥廷根学派的灵魂人物——玻恩。

1882年12月11日,玻恩出生于普鲁士布雷斯劳一个犹太知识分子家庭,父亲是布雷斯劳大学的解剖学和胚胎学教授。小时候玻恩受父亲影响,喜欢摆弄仪器和参加科学讨论。

1905年,玻恩进入哥廷根大学,师从数学、物理学大师希尔伯特、闵可夫斯基,在哥廷根大学取得哲学博士学位后,就留在哥廷根大学担任无薪教师。1921年,玻恩成为哥廷根大学物理系主任。在玻恩领导下,哥廷根物理界群星荟萃,形成了一个可以和哥本哈根学派媲美的新学派。玻恩善于赏识人才,并能调动他们学习的积极性。他把普朗克这样优秀的理论物理学家请来担任编外教授,并经常与普朗克组织学术活动,每周一次的“物理结构讨论班”吸引了大批学生参加。讨论班的形式是轻松活泼的,每个人都不拘礼节,允许争论。这个讨论班对量子力学的发展有决定性的作用。先后参加过讨论班的成员有泡利、海森堡、奥本海默、康普顿、约尔丹、狄拉克、鲍林等。

玻恩:迟到的诺贝尔奖

玻恩在研究中

海森堡是玻恩最为赏识的学生之一,他称赞海森堡为最敏锐和最有能力的人。1925年6月初,海森堡因患花粉过敏症到荒芜人烟的赫尔兰岛疗养,闲来无事,就思考量子力学的问题,突然灵光一现,研究出用“某种新的乘法规则”,导出量子定态的能量。疗养归来,海森堡完成了量子力学史上具有划时代意义的论文——《关于运动学与力学关系的量子论转译》(著名的 “一人论文”),交给了导师玻恩,然后到英国卡迪文许实验室访问演讲去了。玻恩慧眼识珠,意识到这篇论文意义重大,马上推荐到《物理杂志》发表。

之后,玻恩仔细思索了海森堡的论文,与精通数学的助手约尔丹合作,重建了一种量子力学的新的对易关系:pq-qp=(h/2πi)I,并完成《论量子力学》的论文(著名的 “二人论文”)。论文发表后,玻恩把副本寄给海森堡,约定进一步合作完善矩阵力学体系。后来,玻恩、海森堡、约尔丹合作写了一篇论文《量子力学Ⅱ》(著名的“三人论文”),发表在1926年初的《物理杂志》上。至此,一个崭新的“矩阵力学”王国宣告成立。

矩阵力学问世后,海森堡声名赫赫,立即受邀到美国、日本等多个国家访问和演讲,传播自己关于量子力学的最新研究成果,知名度在国际上大大的提高。而建立矩阵力学的功劳似乎成了他一个人的,连玻恩建立的公式“pq-qp=(h/2πi)I”也被称为“海森堡非对易关系”。玻恩默默无语,而海森堡也不予置评。

玻恩:迟到的诺贝尔奖

众多物理巨擘合影

1933年,海森堡获得诺贝尔物理学奖,曾经的导师——玻恩却榜上无名,因此,玻恩整个人变得郁郁寡欢。不过,玻恩还是忍住心中的烦闷,写信祝贺海森堡。收到玻恩的信后,海森堡良心发现,在回信中写到:当初这项工作是你、约尔丹和我三人共同完成的,现在唯有我接受了诺贝尔奖金,我感到羞愧。

玻恩做出一生中最大的贡献就是量子力学的几率诠释。当时,大多数物理学家都接受他的观点,但不乏爱因斯坦、普朗克和薛定谔等物理学界泰斗对此抱有怀疑,直到二十多年后,玻恩的量子力学的几率诠释观点被认定是正确的,才被授予诺贝尔物理学奖,此时玻恩已经72岁。

获奖后,爱因斯坦发来贺信,信中提到这一个迟来的奖项。玻恩在回信中说当年未能和海森堡一起被授于诺贝尔物理学奖,一直深深地伤害着他。

1970年1月5日,马克斯·玻恩去世。临终前,他吩咐把曾被称为“海森堡非对易关系”的公式:pq-qp=(h/2πi)I永远铭刻在自己的墓碑上。

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