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1、对量子力学做出重大贡献的物 理学家简介1927年第五届索尔维会议Max Planck 马克斯普朗克 1900年，普朗克提出辐射量子假说，假 定电磁场和物质交换能量是以间断的形 式(能量子)实现的，能量子的大小同辐 射频率成正比，比例常数称为普朗克常 数，从而得出黑体辐射能量分布公式， 成功地解释了黑体辐射现象。 在量子力学发展中所起的作用普朗克这个人普朗克十分具有音乐天赋，他会钢琴、管风琴和大提琴。慕尼黑的物理学教授菲利普冯约利曾劝说普朗克不要学习物 理，他认为“这门科学中的一切都已经被研究了，只有一些不重 要的空白需要被填补”,但普朗克回复道：“我并不期望发现新大 陆，只希望理解已经存在的物
2、理学基础，或许能将其加深。”1877年至1878年，普朗克转学到柏林洪堡大学，在著名物理学家 亥姆霍兹和基尔霍夫以及数学家卡尔魏尔施特拉斯手下学习。 关于亥姆霍兹，普朗克曾这样写道：“他上课前从来不好好准备 ，讲课时断时续，经常出现计算错误，让学生觉得上课很无聊。 ”关于基尔霍夫，普朗克写道：“他讲课仔细，但是单调乏味。”普朗克在柏林洪堡大学教授理论物理学课程，整个课程长达6个 学期。莉泽迈特纳认为他讲课“冷静理智，有些一本正经” ；一位英国人James R. Partington曾表述普朗克讲课“不用讲 稿，从不犯错误，从不手软，是我所听过的最好的讲师。”1905年，当时尚完全不为人所知的爱
3、因斯 坦在科学杂志Annalen der Physik中 发表了三篇开创性的论文，普朗克是少数 很快发现爱因斯坦狭义相对论重要性的人 之一，由于普朗克的影响力，相对论很快 在德国内得到认可。1901年的普朗克 普朗克拒绝接受由玻尔、维尔纳海森堡和泡利在20世纪20年代 末提出的量子力学的哥本哈根诠释。爱因斯坦此时也成为了保守 派。普朗克认为海森堡的矩阵力学“令人厌恶”，而将薛定谔方 程作为救世主。然而科学的真理没有顾及他的想法而继续被揭示 ，正像普朗克年轻时与老一辈科学家争论时所写的那样：“要接 受一个新的科学真理，并不用说服它的反对者，而是等到反对者 们都相继死去，新的一代从一开始便清楚地明
4、白这一真理。”1878年学生时代的普朗克 Albert Einstein 1905年，爱因斯坦引进光量子(光 子)的概念，并给出了光子的能量 、动量与辐射的频率和波长的关 系，成功地解释了光电效应。其 后，他又提出固体的振动能量也 是量子化的，从而解释了低温下 固体比热问题。 在量子力学发展中所起 的作用关于这个人就不需要多说 什么了康普顿(Arthur Holly Compton)教授 是美国著名的物理学家、“康普顿效 应”的发现者。1892年9月10日康普顿出生干俄亥俄州的伍斯特。1913年在伍斯特学院以最优异的成绩毕业并成 为普林斯顿大学的研究生，1914年获 硕士学位，1916年获博士
5、学位，后在 明尼苏达大学任教。1920年起任圣路 易斯华盛顿大学物理系主任，1923年 起任芝加哥大学物理系教授，1945年 返回华盛顿大学任校长，1953年起改 任自然科学史教授，直到1961年退休 ，1962年3月15日于加利福尼亚州的 伯克利逝世，终年70岁。另外还有同名公司及书籍等。Niels Bohr 尼尔斯玻 尔 1913年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的 基础上建立起原子的量子理论。按照这 个理论，原子中的电子只能在分立的轨 道上运动，原子具有确定的能量，它所 处的这种状态叫“定态”，而且原子只 有从一个定态到另一个定态，才能吸收 或辐射能量。这个理论虽然有许多成功 之处，但对于进一
6、步解释实验现象还有 许多困难。 在量子力学发展中所起的作用玻尔这个人玻尔18岁考入哥本哈根大学，很快就成了哥本哈根大学足球俱 乐部的明星守门员，他习惯在足球场上一边心不在焉地守着球 门，一边用粉笔在门框上排演着公式。大学四年级时，由于俱 乐部的成绩出众，立下汗马功劳的玻尔入选国家队。1908年的 伦敦奥运会上，丹麦队获得男子足球项目的银牌，玻尔更多时 候作为替补门将在场边挥舞着红白国旗。 玻尔提出了著名的“互补原理”，即宏观与微观理论，以及不 同领域相似问题之间的对应关系。互补原理指出经典理论是量 子理论的极限近似，而且按照互补原理指出的方向，可以由旧 理论推导出新理论。这在后来量子力学的建立
7、发展过程中得到 了充分的验证。 1997年IUPAC正式通过将第107号元素命名为Bohrium,以纪念玻尔 在对于量子力学的解释上，玻尔等人提出了哥本哈根诠释，但 遭到了坚持决定论的爱因斯坦及薛定谔等人的反对。从此玻尔 与爱因斯坦开始了玻尔-爱因斯坦论战，这一争论一直持续至爱 因斯坦去世。 玻尔与爱因斯坦在讨论问题 其子奥格尼尔 斯玻尔也是物 理学家，于1975 年获得诺贝尔物 理学奖。他和本 罗伊莫特森 、詹姆斯雷恩 沃特因发现原子 核中集体运动和 粒子运动之间的 联系，并且根据 这种联系提出核 结构理论，而得 奖奥格尼尔斯玻尔 （19222009）Erwin Schrdinger 薛定谔
8、 在量子力学发展中所起的作用1926年他提出著名的薛定谔方程，为量 子力学奠定了坚实的基础。方程的提出 只是稍晚于沃纳海森堡的矩阵力学， 此方程至今仍被认为是绝对的标准，它 使用了物理学上所通用的语言即微分方 程。他还在同年证明了自己的波动力学 是与海森堡和玻恩的矩阵力学在数学上 是等价的。Max Born 马克斯玻恩 在量子力学发展中所起的作用1925年至1926年与泡利、维尔纳 海森堡和帕斯库尔若尔当（ Pascual Jordan）一起发展了现代 量子力学（矩阵力学）的大部分理 论。1926年又发表了他自己的研究 成果玻恩概率诠释（波函数的概率 诠释），后来成为著名的“哥本哈 根诠释”。
9、Louis de Broglie 路易德布罗意 德布罗意于1923年提出微观粒子具有波粒 二象性的假说。德布罗意认为：正如光具 有波粒二象性一样，实体的微粒(如电子 、原子等)也具有这种性质，即既具有粒 子性也具有波动性。这一假说不久就为实 验所证实。 在量子力学发展中所起的作用德布罗意这个人路易天资聪颖，有惊人的记忆力。他读书能够过目不忘。在法文、 历史、物理、哲学、这些不同的领域，他都能得到很好的成绩。 中学毕业后，他进入了极具声誉的索邦大学就读。那时，他并不 清楚应该主修哪个科目。最初，他选择了历史。后来，又转为主 修法律。一直到他读了昂利庞加莱的两本巨著，科学和假设 与科学的价值，他才
10、认知物理学是他的最爱，开始专心研 读理论物理。德布罗意于 1924 年完成了博士论文。在这篇论文里，他详细解释 他所创建的的电子波理论。由于论文的题目与内容相当先进，朗 之万不能确定是否有瑕疵，所以寄给爱因斯坦一份，寻求他的意 见。爱因斯坦那时候很忙，正在研究玻色-爱因斯坦统计，抽不出 时间仔细阅读，只能稍微翻了一下。立刻，他意识到这论文很有 重量，兴奋地回信：“他已经掀起了面纱的一角”！并且将论文 送去柏林科学院，使得这理论广知于物理学界。德布罗意获得了 梦寐以求的博士学位。Werner Heisenberg 维尔纳海森堡 在量子力学发展中所起的作用他对物理学的主要贡献是给出了量子 力学的矩
11、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 的一部经典著作。海森堡这个人海森堡爱好经典音乐，是个出色的钢琴手 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岁海森堡提出的新理论，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、速度等力学量，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，海森堡用矩阵形式给出了他的新理论（ 矩阵力学）海森堡又提出了著名的“不确定性原理
12、”（又称“海森堡测不准原 理”）。他指出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。1927年，年仅26岁的海森堡被任命为莱比锡大学的教授 n 海森堡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）。 n发展了一种铁磁性理论（1928年）。 n和沃尔夫冈泡利对量子场论进行了开创性研究工作。 n海森堡和John Archibald Wheeler同为S矩阵（1942年，1944 年）之父其他开创性贡献 沃尔夫冈泡利（Wolfgang E.Pauli，19001958） ，1900年4月25日生于奥地利维也纳一位医学博士的家庭里，
13、从童年时代就受到科学的熏陶，在中学时 就自修物理学。1918年中学毕业后，泡利带着父亲的介绍信，到慕尼黑大学访问著名物理学家索末菲 （A.Sommerfeld）,要求不上大学而直接做索末菲的研究生，索末菲当时没有拒绝，却难免不放心，但 不久就发现泡利的才华，于是泡利就成为慕尼黑大 学最年轻的研究生。 1918年，18岁的泡利初露锋芒，他发表了第一篇论文，是关于 引力场中能量分量的问题。1919年，泡利在两篇论文中指出韦 耳（H.Wegl）引力理论的一个错误,并以批判的角度评论韦耳 的理论。其立论之明确，思考之成熟，令人很难相信这出自一 个不满20岁的青年之手。 1921年，泡利以一篇氢分子模型
14、的论文获得博士学位。同年， 他为德国的数学科学百科全书写了一片长达237页的关于 狭义和广义相对论的词条，该文到今天仍然是该领域的经典文 献之一，爱因斯坦曾经评价说：“任何该领域的专家都不会相 信，该文出自一个仅21岁的青年之手，作者在文中显示出来的 对这个领域的理解力、熟练的数学推导能力、对物理深刻的洞 察力、使问题明晰的能力、系统的表述、对语言的把握、对该 问题的完整处理、和对其评价，使任何一个人都会感到羡慕。 ” 1922年，泡利在格丁根大学任玻恩（Max Born)的助 教，和玻恩就天体摄动理论在原子物理中的运用联 名发表论文。玻恩邀请丹麦著名物理学家尼尔斯.玻 尔到格丁根讲学，在谈论
15、中，玻尔了解到泡利的才 华，和他广泛交谈，从此开始了他们之间的长期合 作。当年秋，泡利就到了哥本哈根大学理论物理研 究所从事研究工作。在哥本哈根，泡利先是与克拉 默斯（H.A.Kramers)共同研究了谱带理论，然后专 注于反常的塞曼效应，泡利根据朗德（Lande）的研 究成果，提出了朗德因子。 Paul Dirac 保罗狄拉克 在量子力学发展中所起的作用n给出描述费米子的相对论性量子力学方 程（狄拉克方程），给出反粒子（正电子 ）解。1932年，美国物理学家安德森证实 反粒子的存在； n使用狄拉克符号统一了量子力学理论描 述的数学形式 n预言磁单极； n费米狄拉克统计。 n另外在量子场论尤其是量子电动力学方 面也作出了奠基性的工作狄拉克这个人1933年狄拉克与薛定谔共同获得诺贝尔物理奖。他却对拉塞福 说，他不想出名，他想拒绝这个荣誉。”拉塞福对他说：“如 果你做这样做，你会更出名，人家更要来麻烦你。狄拉克重视学术的追求，在物质生活上毫无享受，他不喝酒， 不抽烟，只喝水。喜欢走路和游泳，偶而也会和朋友去电影院 看电影。波尔说：“在所有的物理学家中，狄拉克是有最纯洁 的灵魂。” 他的量子力学原理，一直是该领域的权威性经典名著，甚至 有人称之为“量子力学的圣经”。杨振宁曾提到狄拉克的文章给人“秋水文章不染尘”的感受，没 有任何渣滓，直达深处，直达宇宙的奥秘。
