致沃纳-海森堡先生

1、文档编码 : CT1Q8M1T6R3 HA8J4O6S1Y6 ZV5M6U6N2D8致沃纳 . 海森堡先生沃纳 .海森堡先生 请答应我 代表世界物理 在这里颂扬您 颂扬您 以著名物理学家 量子力学的创立人 于 20 世纪 20 岁月创立的量子力学 可用于争辩电子 质子 中子以及原子和分子内部的其它粒子的运动 从而引发了物理界的巨大变化 开创 20 世纪物理时代的新纪元为此 1932 年 获得诺贝尔物理奖 成为继爱因斯坦和波尔之后世界级宏大科学家 世界宏大海森堡 先生 产生于德国的维尔茨堡 在慕尼黑长大 父亲是一名一般的希腊语老师早在中学时海森堡就已出现出海森堡先生天赋老师曾评判说海森堡先生能看

2、到事物本质而不仅仅拘泥于表象和细节世界只在两件事情上仍会想到我后来 海森堡 先生 成为慕尼黑的马克斯米里扬天才基金会成员一是我于 1941 年到哥本哈根拜望过尼尔斯 玻尔二是我的测不准原理”这是海森堡 先生 经常挂在嘴边的话的确 由海森堡 先生 创立的理论奠定了现代量子物理的基础它可通过数学运算将每个物理问题转化成实实在在的 可以测量的量它阐明白由量子力学说明的理论局限性 它指出某些成双的物理变量如位置和动量永久是相互影响的 虽可测量 但其有效性不行能同时测出精确值等海森堡先生的主要贡献 是帮忙科学家更深化地明白世界海森堡 先生 曾在自传中说 1925 年 5 月 海森堡先生在哥廷根给马克斯伯

3、尔恩当助手时开头酝酿海森堡先生的理论当时 这位 23 岁的年轻科学家正患枯草热医生建议海森堡先生到赫尔戈兰岛休息两周 海森堡先生就是利用这段时间完成自己事业海森堡先生说 那时海森堡先生根本就不想睡觉 每天用 13 的时间来运算量子力学、13 的时间攀岩 余下的时间背诵近东国家的诗集海森堡先生当时的想法 就是要让旧理论完全让位于新理论除闲逛外 海森堡先生始终在摸索解决问题的数学方式 几天后海森堡先生最终搞明白在物理中所观看到的量应当起作用 它可取代传统理论中的量子条件海森堡的理论公布之后 曾遭到纳粹的猛烈批判当时的德国终止了其科学黄金时代最为惨烈的是大批犹太科学家被迫害致使德国的科学和文化从一流

4、下降到了五流水平 因此海森堡的理论也不断遭到攻击纳粹把犹太人赶出德国仍不算 仍要应对 白色犹太即 精神犹太 和同情犹太人的人 即像海森堡之流的名人正如海森堡先生的一名同事所说的 只要是海森堡先生们不懂的东西都是犹太的东西很遗憾 当时正是物理将要取得重大突破的大好时机 惋惜被政治断送了海森堡 先生 对此感到痛心 希特勒发动波兰战争时 命令海森堡来柏林并要海森堡先生写出核裂变可利用报告 海森堡先生花了半个月的时间写了出来但是 海森堡先生本人虽然不公开反纳粹 却反对使用原子武器二战终止后 海森堡先生积极促进和平利用核能1957 年 海森堡先生和其海森堡先生科学家一道极力反对德国装备核武器 受到德国人

5、喜爱海森堡 先生 不仅对量子力学感爱好 对艺术和音乐也特别在行海森堡先生的争辩风格与达 芬奇作画时尽量利用素描、颜色和光线的明暗等手段相像力求达到客观与主观的和谐一样 海森堡 先生 对音乐的说明是 音乐如同语言 极具个性化而物理争辩也如同作曲 古典物理如同巴赫的交响曲海森堡 先生 把物理当成了作曲 不同的时 作曲家使用的是音符海森堡 先生 就使用数学字母 海森堡先生明白的是物理的自然法就在其理论的声音里没有游离 音 在海森堡先生的证明空间里发出的 音调 是原子法就其目的是为了完善原子理论W.K. 海森堡 先生 1901 年 12 月 5 日产生于巴伐利亚州小城乌尔兹堡1910 年海森堡 先生

6、一家迁居巴伐利亚州首府慕尼黑市海森堡先生的父亲 A.海森堡在慕尼黑高校担任中世纪及现代希腊语言学终身教授1911 年海森堡 先生 进入久负盛名的慕尼黑马克希米廉斯中学并获得巴伐利亚州马克希米廉斯基金会颁发的奖学金海森堡先生的外祖父曾任该校校长海森堡 先生 的中学时代恰逢第一次世界大战1917 年至 1919 年间海森堡先生作为理想者服务于战争后方从事救助工作1920 年海森堡 先生 以优异成果完成中学学业 转入路易 .马克希米廉斯高校 即慕尼黑高校 开头学习物理 数学 化学和天文学在高校第一学期海森堡 先生 想加入数学家 F.林德曼的研讨班 却被拒绝了海森堡先生转而选择物理学家 A. 索末菲作

7、为导师 索末菲教授熟知原子理论引导海森堡 先生 进入了新兴的量子论最前沿领域1922 年冬季索末菲带领海森堡 先生 来到哥廷根高校倾听物理学大师 N. 玻尔关于原子结构的系列讲座 年轻的海森堡 先生 给玻尔留下了深刻印象 两人的师生友情也从今开头索末菲为海森堡选定的博士学位争辩课题是一个经典难题湍流经过深化争辩 海森堡 先生 提出了一种神奇独到的解决湍流问题的方案索末菲对海森堡 先生 的才能青睐有加 曾写信给海森堡先生父亲 A.海森堡 先生 颂扬道你的家庭出了一位物理学与数学奇才 尽管受到试验物理学家 W. 韦恩的刁难海森堡 先生 仍是通过了博士论文答辩 于 1923 年夏天毕业获得博士学位后

8、 海森堡 先生 受聘于哥廷根高校 担任物理学家 M. 玻恩的助手这时海森堡先生的主要争辩爱好转到了量子理论经过一年的努力 海森堡 先生 在哥廷根顺当通过了申请终身教授职位的资格考试1924 年 9 月海森堡 先生 离开哥廷根向往已久的理论物理学圣地哥本哈根高校玻尔争辩所以洛克菲勒基金会争辩员的身份奔赴海森堡先生这是海森堡先生人生的一个重要转折点微粒子的震动制造了量子理论 在哥本哈根拜望工作数月后海森堡 先生 于 1925 年 5 月返回德国 暂时任教于哥廷根高校1926 年 5 月海森堡先生再次拜望哥本哈根高校担任理论物理学讲师和玻尔主要争辩助手作为量子力学的创始人之一1924 至 1927

9、年是年轻的海森堡先生 学术生涯第一个颠峰期玻尔与索末菲的半经典原子理论假设电子在围绕原子核的固定轨道上转动这一理论取得了很大成功但在说明几个关键试验结果如光谱的反常拉曼效应和辐射性质 时却完全失败了为了克服玻尔 - 索末菲模型的缺陷玻恩 海森堡 先生 和 W. 泡利在德国以及玻尔等在丹麦分别开放了深化细致的争辩工作1925 年 6 月在海格兰岛养病期间海森堡 先生 的争辩有了突破性进展从而导致了全新自洽的原子理论量子力学的产生之后不久玻恩P.约丹和海森堡 先生 在哥廷根高校建立了量子力学的完备数学体系称为矩阵力学当时量子力学有五种不同的数学体系1 矩阵力学 由玻恩、约丹和海森堡 先生 在哥廷根

10、建立2Q- 代数 由 P.狄拉克在剑桥建立；3 积分方程理论 由 K.兰酋斯在法兰克福建立4 算符力学 由玻恩和 N. 维也纳合作完成5 波动力学 由苏黎世高校的 E.薛定谔于 1926 年依据 L.德布勒意在 1923 年提出的物质波思想推导建立 在这五种不同表述中 薛定谔的波动力学最为有用由于它的数学形式直观简洁 可以运算当时全部的原子问题如何诠释量子力学波函数的概念是1926 年理论物理学界的一大焦点经过一番辩论 薛定谔的 连续诠释 观点被玻恩的 统计诠释 观点和狄拉克 - 约丹的 统计变换理论 驳倒了 1927 年海森堡首次提出并证明白量子力学的测不准原理 紧接着玻尔进展了 互补性原理

11、至此量子力学的基本概念得到了完备自洽的物懂得释早在 1926 年春天海森堡 先生 收到邀请但是海森堡先生舍弃了这个难得的机会莱比锡高校有意供应应海森堡先生特聘教授职位赴哥本哈根拜望并同玻尔一起工作莱比锡高校的教授职位后来给了索末菲的另一个中意门生 G.温奇尔1927 年年关前后 莱比锡高校的两位物理学终身教授 T.德司考蒂意斯和 O. 维也纳相继去世 海森堡先生们空出的试验物理学教授职位由索末菲第一个博士生 P.德拜填补上而理论物理学教授职位就给了海森堡 先生海森堡 先生 于 1927 年 10 月到莱比锡任职后马上吸引了许多天才后生前来求学海森堡 先生 带领同学们开头了凝聚态量子力学的争辩工

12、作并同其它原子理论争辩中心 比如哥本哈根 哥廷根 慕尼黑和苏黎世 始终保持亲热的学术沟通 海森堡先生与苏黎世的关系特别特别 由于海森堡先生的密友泡利在苏黎世高等工业高校工作泡利于 1928 年获得了理论物理学终身教授职位当 1928 年夏天温奇尔离开莱比锡去苏黎世高校接替薛定谔时后者已于早些时候赴柏林高校就任以量子论的创始人 M. 普朗克命名的终身教授职位 罗斯道克高校的 F.洪特加盟海森堡的争辩所并担任数学物理终身教授洪特与海森堡 先生 早在哥廷根就是好伴侣 两人在为人与教学等方面相得益彰吸引了大批年轻同学和著名学者从世界各地前来莱比锡参加海森堡先生们的讲座与研讨会此外 与数学家们的亲热合作

13、使海森堡进一步巩固了量子力学的数学基础名噪一时的莱比锡高校周是由德拜组织的这一活动促进了现代物理和化学的理论与试验方法的广泛沟通在第一次高校周活动中狄拉克做了关于相对论电子的全新量子理论的讲演1929 年 3 月初海森堡 先生 完成了一篇重要的争辩手稿概括海森堡先生两年来推导相对论性量子场论的尝试和结果 后海森堡先生开头拜望美国第一到达东海岸的麻省理工学院 波士顿 和哥伦比亚高校 纽约 ,接着来到芝加哥高校并做了题为 量子理论的物理原理 的系列讲座当时海森堡 先生 的伴侣狄拉克正在威斯康星高校拜望工作两人相约一道去了美国西部游玩了著名的黄石国家公园和加州高校 后来海森堡先生们经由夏威夷拜望日本

14、海森堡 先生 和狄拉克向汤川秀树等日本同行介绍了海森堡先生们各闲适量子力学方面的最新争辩工作最终海森堡 先生 取道中国和印度返回了莱比锡 狄拉克就穿越了苏联经由莫斯科回到剑桥这趟世界之旅大大提高了海森堡本人和量子力学的知名度1932 年海森堡先生再次应邀拜望美国许多美国和日本同学学者频繁来莱比锡求学或讲学国际著名的物理学大会 如 1930 年和 1933 年在布鲁塞尔召开的索尔维会议和 1931 年在罗马召开的核物理大会也纷纷邀请海森堡参加并作报告这些国际大会以及玻尔争辩所举办的精英荟萃的小型研讨会激发了海森堡的物理思想也同时传播了海森堡先生的最新争辩成果 其中包括关于原子核结构的理论和关于宇

15、宙线中的高能基本粒子过程的理论1933 年底海森堡实至名归 荣获 1932 年度的诺贝尔物理学奖该奖项确定了海森堡先生对量子力学理论及其应用的制造性贡献与此同时诺贝尔奖评委会宣布将1933 年度的物理学奖颁发给狄拉克和薛定谔以表彰海森堡先生们对新的原子理论的杰出贡献1933 年初由新纳粹政府蓄意煽动的第一波种族鄙视浪潮对德国各高校造成严肃冲击海森堡在哥廷根的老师玻恩和 J.弗兰克不得不移居国外海森堡先生的助手F.布劳赫离开了莱比锡原先同学如R.佩尔斯和 E.泰勒以及原先的助手G.贝克等都无法在德国的高校保留原职1933 年 11 月 首次针对海森堡的人身攻击开头了缘由是海森堡先生拒绝在一篇向A

16、.希特勒献媚的致词中签名然而海森堡照旧公开反对政府强行解雇更多的犹太同事尽管海森堡先生和海森堡先生的伴侣们的这种努力在残酷的现实面前是白费的在犹太学者被驱逐出德国各高校和争辩所之后 科学界的纳粹帮凶们加强了海森堡先生们反对普朗克M. 冯劳厄和索末菲的活动更有甚者 海森堡先生们把矛头指向年轻的海森堡 由于在这些人眼中海森堡 先生 是犹太物理学 特别是相对论和量子力学 的主要代表人物之一海森堡 先生 成功地抵制了用心险恶的诽谤答应去接任海森堡先生的导师索末菲在慕尼黑高校的终身教授职位但最终海森堡先生没有被当局此后 现代物理学的争辩环境在德国急剧恶化而美国就在许多方面取代德国处于领先位置许多莱比锡的

17、同事在这段困难时期赐予了海森堡 先生 巨大帮忙和劝慰1937 年 4 月 海森堡 先生 与 E.苏玛赫结婚 组成了一个典型的 德意志家庭两人共生育了七个孩子 有限的国外旅行以及那仍旧具有国际水准的莱比锡理论物理研讨会使得海森堡 先生 能够和世界范畴的量子物理学家们保持确定程度的联系和沟通尽管战争的阴云掩盖欧洲 尽管收到名声卓著的美国高校的高薪聘请海森堡经过一个夏天在巴伐利亚的阿尔卑斯山避难之后照旧于在三十岁月海森堡连续探究一个能够中意相对论的量子场理论1939 年 8 月返回莱比锡海森堡先生为此与泡利和其海森堡先生苏黎世的同行开展了合作争辩 海森堡和海森堡先生的同学在高能宇宙线和介子理论方面也

18、做了大量工作并和日本著名物理学家汤川秀树就有关问题通过书信进行探讨 海森堡先生成功地创立了莱比锡理论核物理讲习班在国际上久负盛誉 这个讲习班直到其次次世界大战爆发后才被迫停办1938 年 12 月 O.哈恩和 F.思特拉斯曼发觉了铀裂变这一发觉使得原子能的开发和利用成为可能1939 年 9 月战争在欧洲爆发德国军械局把利用铀裂变制造核武器的争辩立项并招海森堡 先生 来领导这个项目 海森堡第一在理论上分析了“ 铀裂变机器” 的工作原理然后和海森堡先生的莱比锡同事进行了试验争辩1942 年春天海森堡先生们相当确定地得出结论缓冲剂的核反应堆是现实可行的建立以自然铀为燃料和以重水为到了 1942 年年

19、中 纳粹军械局将上述铀裂变项目转交民用部门负责海森堡 先生 被任命为凯萨 -威海姆物理争辩所所长兼柏林高校教授方案在柏林进行核武器的具体研制和大规模试验由于战争条件的限制该方案直到1945 年初才在德国南部小城海格劳赫实施并近乎取得成功尽管海森堡 先生 肩负战时隐秘使命海森堡先生仍被答应数次出访国外其中包括 1941 年 9 月的哥本哈根之行 海森堡 先生 是否在哥本哈根将德国的核武器方案泄露给了玻尔已成为一个历史谜团就海森堡 先生 本人而言海森堡先生期望拜望沟通能使自己与丹麦荷兰匈牙利以及瑞士的同事和伴侣保持学术联系在欧洲战事即将终止时 一个美国特别分队逮捕了海森堡 先生 和其海森堡先生九位

20、德国原子物理学家 海森堡先生们被拘留在英国将近一年 接受盟军的隐秘审讯在拘留所里 海森堡 先生 等人获悉了日本广岛和长琦被美军原子弹摧残的消息其次次世界大战以核武器的研制成功和毁灭性使用后果而告终1945 年 10 月 和海森堡 先生 一同被拘留在英国的德国物理学家哈恩荣获1944 年度的诺贝尔化学奖该奖项确定了海森堡先生领先发觉铀裂变的科学意义在这之前英国物理学家及政府科学顾问P.布拉克特已经同哈恩海森堡 先生 和冯劳厄争辩了重建德国科学事业的可能性重建工作是在盟军的严格监督和限制下开放的由于饱受战火的摧残 德国当时一片废墟 几个前凯撒 - 威海姆学会所属的争辩所迁到英美把握区 由马克思 -

21、普朗克学会统一领导这样海森堡将海森堡先生的物理争辩所从柏林迁至哥廷根增加基本粒子物理和天体物理等新学科 不久以后海森堡与英国、意大利、瑞士和西班牙的同行复原了亲热的学术沟通日益广泛的国际沟通慢慢冲淡了盟军原定的对德国科学家从事原子和原子核物理争辩的种种限制在重振西德的科学事业过程中 海森堡 先生 和时任马普学会主席的哈恩起了关键作用1949 至 1951 年间 海森堡担任德意志争辩院院长海森堡先生同时是西德政府处理核问题的科学顾问到了五十岁月中期 西德也参加了一些开发利用核能的项目然海森堡 先生 哈恩 冯魏茨塞克和其海森堡先生科学家坚决反对政府生产制造任何核武器海森堡先生们为此于 1957 年

22、 4 月发表了著名的哥廷根限制核武器宣言1952 年 6 月 由海森堡 先生 等人倡议的西欧核子争辩中心CERN 在日内瓦正式创建这是一个以争辩基本粒子和原子核的性质与相互作用为目标的国际物理中心海森堡 先生 是该中心的首任科学政策委员会主席德国的许多科研机构如海森堡任所长的哥廷根物理争辩所都参加了西欧核子中心的合作项目1953 年海森堡 先生 担任战后重建的 A. 冯洪堡基金会主席邀请世界各国的优秀青年学者到西德的高校和争辩所从事科学争辩和沟通海森堡先生担当这一职务达二十七年之久直到去世如今冯洪堡基金会名声显要受它资助过的学者遍布全世界通过战后的各种活动 海森堡 先生 逐步规划和重组了德国的基础科学争辩特别