一次散步,改變了他一生的命運

海森堡的科學生涯是從一次散步開始的。

一次散步,改變了他一生的命運

姓名:沃納·海森堡

簡介:沃納·海森堡(1901年12月5日-1976年2月1日),德國物理學家,量子力學的主要創始人,“哥本哈根學派”的代表人物,海森堡提出著名的“測不準原理”,並於1932年諾貝爾物理學獎獲得者。

名言:提出正確的問題,往往等於解決了問題的大半。

1922年初夏,玻爾應邀到德國哥廷根大學講學。當初玻爾的原子理論曾在這裡大受冷遇,九年之後玻爾卻被當成了一個偉大的人物。從6月12日到22日,玻爾在哥廷根大學一連作了七次演講,演講的內容為玻爾原子理論和元素週期表詮釋。這個系列演講非常成功,盛況空前。被稱為“玻爾的節日演出”。

據一位當時有幸聆聽玻爾演講的學者後來回憶,玻爾說話的聲音低沉,他們年輕人又不能擠到貴賓坐的前排去,只得聚精會神地聽。他們張著嘴,惟恐聽漏了玻爾的每一句話,連午餐時間都忘了。玻爾講的原子結構和譜線內容,比起他們在課堂學的,更涉及到極為本質的東西,讓人耳目一新。這位學者嘆道:“今天已難以形容這是多麼榮耀的大事;對我們說來,它猶如當年舉辦的哥廷根狂歡節!”

聽眾中有不少有名望的物理學家,也有許多從德國各大學慕名趕來聽講的青年學生。索末菲教授也特地從慕尼黑趕來,他還帶來了兩個學生。一個是20歲的海森堡,另一個是21歲的泡利。

一次散步,改變了他一生的命運

海森堡(左)和玻爾

在一次玻爾演講後的討論會議上,有一位大二學生站起來,鼓起勇氣對玻爾的觀點提出了反對意見。他就是索末菲教授帶來的學生之一海森堡。

海森堡的意見頗為尖銳,現場不禁譁然。玻爾卻很平靜,在他看來這個意見是可以反駁的,但似乎觸及到一個有待進一步澄清的問題。玻爾饒有興趣地打量了一眼海森堡,認定了這個年輕人是可造之才。待討論會結束,玻爾走過去對海森堡說:“願意和我到格廷根城外走走嗎?”

海森堡很高興地跟著玻爾在郊外散步。兩人沿著海因山麓的林蔭小路,一邊漫步,一邊討論海森堡提出的意見。玻爾從普朗克1900年提出量子論談起,五年後愛因斯坦的光量子說,盧瑟福的α粒子散射實驗,巴耳末譜線公式,玻爾原子模型,直到索末菲新近提出的氫譜線精細公式......

海森堡聆聽著玻爾的話,時而點著腦袋,時而冷不丁插上一句質疑。玻爾耐心地給予瞭解答。雖然有的解釋海森堡並沒有完全接受,但他感到玻爾經過精心斟酌的每一個詞句背後,都能夠覺察到一長串的思想,像珍珠一樣閃閃發光,其中透射出來某種深邃的哲學觀念。

玻爾對海森堡的才能也非常賞識。小夥子的每一個發問,幾乎都觸及到了原子理論的要害。善於識人的玻爾了看出這是一個才智非凡的青年物理學家。

後來海森堡回憶說:“這是關於近代原子理論的物理問題和哲學問題的第一次全面徹底的討論,而且它對我後來的事業肯定起了決定性的作用。”

一次散步,改變了他一生的命運

海森堡(中)泡利(右)

1924年9 月,海森堡來到了哥本哈根。他很快適應了哥本哈根研究所的環境,進入了角色。在房東大娘的幫助下,這傢伙三個月就學會了說丹麥話,除了日常生活用語,一般的學術討論也能對付。海森堡置身於哥本哈根自由激烈的學術爭鳴氛圍中,他的天賦和潛能得到最大限度的激發。這使得他終於第一個登上了新量子力學的高峰。

在玻爾的指導下,一年之後,海森堡提出了量子力學的矩陣公式,為創立新說作出了巨大貢獻。海森堡在研究中採用了特別代數方法,這種計算是不具交換律的,即兩個量的乘積決定於它們相乘的次序。實驗中的光譜線及其強度可以用這種方法進行精確的計算。這是海森堡生命中最重要的突破。兩年後,海森堡又提出“測不準原理”,揭示了微觀世界的客觀規律。海森堡因此成了20世紀最重要的理論物理和原子物理學家。由於對量子理論的新貢獻,海森堡於1932年獲得了諾貝爾物理學獎。

海森堡後來常對人說:“這是我一生中最為重要的散步,決定我命運與成功的一次散步。我的科學生涯是從這次散步開始的。”


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