-(zh-hans:维尔纳·海森贝格;zh-hant:维尔纳·海森堡)-(Werner Heisenberg,),德国着名物理学家雅利安人,量子力学的奠基人之一,“哥本哈根学派”代表性人物,因创立量子力学而获1932年诺贝尔物理学奖

他对物理学的主要贡献是给出了量子力学的矩阵形式(矩阵力学),提出了“测不准原理”(又称“不确定性原理”)和S矩阵理论等。他的《量子论的物理学基础》是量子力学领域的一部经典着作。

生平

维尔纳·海森贝格1901年12月5日出生于德国维尔茨堡,1920年从慕尼黑的一所中学毕业后,在慕尼黑大学学习物理学,师从阿诺尔德·佐默费尔德(Arnold Sommerfeld)等,1922年冬天转去哥廷根大学,师从马克斯·玻恩(1954年诺贝尔物理学奖)、詹姆斯·夫兰克(1925年诺贝尔物理学奖)和大卫·希尔伯特。1923年他在慕尼黑大学获得博士学位,并去哥廷根大学担任玻恩的助手,1924年获得大学任教资格。

1924年至1925年,他在哥本哈根大学工作,与尼尔斯·玻尔(1922年诺贝尔物理学奖)共事,1925年夏天回到哥廷根。1926年又前往哥本哈根大学教授理论物理学,1927年,年仅26岁的海森贝格被任命为莱比锡大学的教授。1929年,他又前往美国日本印度巡回讲学。1941年成为柏林大学的物理学教授和物理研究所主任。

第二次世界大战结束后,他和其他德国物理学家作为囚犯,被美国军队送往英国。1946年重返德国后,他和他的同事们重建了哥廷根物理研究所,该研究所在1948年改名为马克斯-普朗克物理学研究所。1948年他在英国剑桥讲学数月,1950年和1954年又应邀前往美国讲学,1955年冬天他在苏格兰圣安德鲁斯大学教书,这些课程后来出版成书。1955年作为马克斯-普朗克物理学研究所的主任,与研究所一起迁往慕尼黑,1958年成为慕尼黑大学的物理学教授,他的研究所被改名为“马克斯-普朗克物理学和天体物理学研究所”(现为马克斯-普朗克天体物理学研究所)。

海森贝格爱好古典音乐,是个出色的钢琴手,1937年与伊丽莎白·舒马赫(Elisabeth Schumacher)结婚,生有7个孩子,居住在慕尼黑。海森贝格逝世于1976年2月1日。

研究

-(zh-hans:海森贝格;zh-hant:海森堡)-的名字一直都和他的量子力学理论联系在一起,这一理论发表时他年仅23岁,他也因为提出这一理论及其应用(尤其是氢同位素的发现),获得了1932年的诺贝尔物理学奖

海森贝格提出的新理论,是完全基于对原子辐射的观察,他认为,在某一个给定的时间点,一个电子所处的位置是无法确定的,也无法跟踪它的轨迹,所以玻尔假定的电子轨道并不存在;诸如位置速度力学量,无法用通常的数字来描述,但可以用抽象的数学结构即矩阵来表达,海森贝格用矩阵形式给出了他的新理论(矩阵力学)。

此后,海森贝格又提出了着名的“不确定性原理”(又称“海森堡测不准原理”),在一个量子力学系统中,一个运动粒子的位置和它的动量不可被同时确定,位置的不确定性和动量的不确定性是不可避免的,它们的乘积不小于(为普朗克常数),这些误差对于人类来说虽然是微小的,但是在原子研究中并不能被忽略。

在莱比锡期间,海森贝格为原子核物理学做出了重要贡献,为基本粒子理论引入了内部对称量子数(1932年,1933年),发展了一种铁磁性理论(1928年),和沃尔夫冈·泡利量子场论进行了开创性研究工作。海森贝格和John Archibald Wheeler同为S矩阵(1942年,1944年)之父,他很早就研究了量子场论的基本长度模型(1938年)。1940年代,他还研究了宇宙射线及其产生的离子碎片,导致不久后在英国发现了第一个介子

1957年起,海森贝格的研究兴趣转向了等离子体物理和高热原子核反应问题,并与日内瓦国际原子物理研究所紧密合作,他担任该研究所的科学政策委员会主席,并一直是该委员会的成员。在他于1953年成为洪堡基金会主席后,为基金会做了很多促进工作,他邀请各国科学家来德国,并协助他们在德国开展研究工作。

1953年起,他的理论工作偏向基本粒子的统一场理论,这对于他来说,是理解基本粒子物理学的关键。

荣誉

除了获得马克斯·普朗克奖章、德国联邦十字勋章等奖章,诺贝尔物理学奖等奖项外,海森贝格还被布鲁塞尔大学卡尔斯鲁厄大学布达佩斯大学授予荣誉博士头衔。他是伦敦皇家学会的会员,英国功绩勋章骑士勋章,他还是哥廷根、巴伐利亚、萨克森、普鲁士、瑞典、罗马尼亚、挪威、西班牙、荷兰、罗马、美国等众多科学学会的成员,德国科学院意大利科学院的院士。1953年成为洪堡基金会的主席。

参考资料

  • Nobel Lectures, Physics 1922-194', Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1965.
  • [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1932/heisenberg-bio.html Werner Heisenberg - Biography'. The Nobel Foundation. (诺贝尔官方网站关于维尔纳·海森堡简介)
  • Ivan Todorov: [http://arxiv.org/ftp/physics/papers/0503/0503235.pdf Werner Heisenberg'. Institut für Theoretische Physik, Universit?t G?ttingen. G?ttingen, Germany.
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