物理學(xué)史講座

1、物理學(xué)史講座 -十大物理學(xué)家,高一物理組,1999年12月，物理學(xué)世界（Physics World）雜志在世界第一流物理學(xué)家中間做了一次民意測(cè)驗(yàn)，詢問在物理學(xué)中做出最重要貢獻(xiàn)的五位物理學(xué)家的名字。在收到的表格上，共有61位物理學(xué)家被提及。,那么，物理學(xué)史上最偉大的物理學(xué)家都有誰呢?,愛因斯坦以119票高居榜首 ，阿爾伯特愛因斯坦 （Albert Einstein，1879年3月14日-1955年4月18日），舉世聞名的德裔美國科學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。,愛因斯坦1879年生于德國烏耳姆 ，1900年畢業(yè)于蘇黎世工業(yè)大學(xué)，并入瑞士籍。1905年獲蘇黎世大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。曾在伯爾尼專利局

2、任職。蘇黎世工業(yè)大學(xué)、布拉格德意志大學(xué)教授。1913年返德國，任柏林威廉皇帝物理研究所長和柏林大學(xué)教授，并當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士。1933年因受納粹政權(quán)迫害，遷居美國，任普林斯頓高級(jí)研究所教授，從事理論物理研究，1940年入美國國籍。,阿爾伯特愛因斯坦，是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家、思想家。作為物理大師，他是19和20世紀(jì)之交物理學(xué)革命的發(fā)動(dòng)者和主將，是現(xiàn)代科學(xué)的奠基者和締造者。他的諸多科學(xué)貢獻(xiàn)都是開創(chuàng)性性的和劃時(shí)代的。按照現(xiàn)今的諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)，他至少應(yīng)該榮獲六次以上物理學(xué)獎(jiǎng)（狹義相對(duì)論、布朗運(yùn)動(dòng)理論、光量子理論、質(zhì)能方程、廣義相對(duì)論，以及固體比熱的量子理論、受激輻射理論、玻色-愛因斯坦統(tǒng)計(jì)

3、、宇宙學(xué)等）。愛因斯坦在物理學(xué)家心目中的威望和位置遙遙領(lǐng)先。,牛頓緊隨其后得96票 。,牛頓(Newton 1643-1727)， 1643年1月4日，生于英格蘭林肯郡的一個(gè)小鎮(zhèn)烏爾斯索普。,1661年以減費(fèi)生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，1664年成為獎(jiǎng)學(xué)金獲得者，1665年獲學(xué)士學(xué)位。,在這段學(xué)習(xí)過程中，牛頓掌握了算術(shù)、三角，學(xué)習(xí)了歐幾里得的幾何原理，讀了開普勒的光學(xué)，笛卡兒的幾何學(xué)和哲學(xué)原理，伽利略的關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明 ，R.胡克的顯微圖集，還有皇家學(xué)會(huì)的歷史和早期的哲學(xué)學(xué)報(bào)等。牛頓在巴羅的門下學(xué)習(xí)，是他學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期，巴羅比牛頓大12歲，精于數(shù)學(xué)和光學(xué)，他對(duì)牛頓的才華極為贊賞

4、，他認(rèn)為牛頓的數(shù)學(xué)才能超過自己。 16651666年倫敦大疫。劍橋離倫敦不遠(yuǎn)，為恐波及，學(xué)校停課。牛頓于1665年 6月回到故鄉(xiāng)烏爾斯索普。,就在16651666年這兩年之內(nèi)，他在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過的問題，踏進(jìn)前人從沒涉及到的領(lǐng)域，創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績。1665年初他創(chuàng)立級(jí)數(shù)近似法以及把任何冪的二項(xiàng)式化為一個(gè)級(jí)數(shù)的規(guī)則，同年11月，創(chuàng)立微分；次年 1月，研究顏色理論；5月，開始研究積分。這一年內(nèi),牛頓還開始想到研究重力問題，得出萬有引力定律。牛頓一生的重大科學(xué)思想是在他青春年華、思想敏銳短短兩年期間孕育、萌發(fā)和形成的。 1669年10月27日，巴羅便讓年僅

5、26歲的牛頓接替他擔(dān)任盧卡斯講座的教授。1672年起他被接納為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1703年被選為皇家學(xué)會(huì)主席直到逝世。,牛頓一生的重要貢獻(xiàn)是集16、17世紀(jì)科學(xué)先驅(qū)們成果的大成，1686年，自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理問世，從而建立起一個(gè)完整的力學(xué)理論體系，把天地間萬物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律概括在一個(gè)嚴(yán)密的統(tǒng)一理論中，這是人類認(rèn)識(shí)自然的歷史中第一次理論的大綜合。 以牛頓命名的力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程力學(xué)以及與之有關(guān)的工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。這一成就，使以牛頓為代表的機(jī)械論的自然觀，在整個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域中取得了長達(dá)兩百年的統(tǒng)治地位。,麥克斯韋（67） ，列第三位。,麥克斯韋(James Clerk Maxw

6、ell，18311879) ，英國物理學(xué)家，他的父親原是律師，但其主要興趣是制作各種機(jī)械和研究科學(xué)問題，他這種對(duì)科學(xué)的強(qiáng)烈愛好，對(duì)麥克斯韋一生有深刻的影響。,麥克斯韋是19世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家之一，經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人，統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的奠基人之一。麥克斯韋1831年出生于愛丁堡，16歲時(shí)進(jìn)入愛丁堡大學(xué)，三年后轉(zhuǎn)入劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，1854年畢業(yè)并留校任教，兩年后到蘇格蘭的馬里沙耳學(xué)院任自然哲學(xué)教授，1860年到倫敦國王學(xué)院任教，1871年受聘籌建劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，并任第一任主任。1879年在劍橋逝世。,于1864年發(fā)表了著名的電磁場(chǎng)動(dòng)力學(xué)理論的論文，將所有電磁現(xiàn)象概括為一組偏微分方程組，建立

7、了第一個(gè)完整的電磁理論體系，不僅科學(xué)地預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)的統(tǒng)一性，從而創(chuàng)立了經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)，繼牛頓之后，完成了物理學(xué)史上的又一次大綜合。這一理論自然科學(xué)的成果，奠定了現(xiàn)代的電力工業(yè)、電子工業(yè)和無線電工業(yè)的基礎(chǔ)。 麥克斯韋還在氣體運(yùn)動(dòng)理論、光學(xué)、熱力學(xué)、彈性理論等方面有重要貢獻(xiàn)。,在其短暫的生涯（ 18311879 ）中，麥克斯韋邁出了物理學(xué)中從未有人走過的最重要的幾步，他的成就無論在深度和廣度上都可以和愛因斯坦相比擬，甚至難以想象，如果不是受到麥克斯韋工作的啟發(fā)，愛因斯坦會(huì)取得那么巨大的成功。 愛因斯坦在自傳中說：“在我求學(xué)的時(shí)代，最吸引人的題目就是麥克斯韋的理論

8、”，“特殊的相對(duì)論起原于麥克斯韋的電磁場(chǎng)方程”。1931年，在紀(jì)念麥克斯韋誕辰100周年時(shí)，愛因斯坦把麥克斯韋的電磁場(chǎng)貢獻(xiàn)評(píng)價(jià)為“自牛頓時(shí)代以來物理學(xué)所經(jīng)歷的最深刻最有成效的變化。”,玻爾（47） ，位列第四。,玻爾(Niels Henrik David Bohr，18851962)， 丹麥物理學(xué)家，哥本哈根學(xué)派的創(chuàng)始人，1885年10月7日生于哥本哈根。,1903年入哥本哈根大學(xué)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)系，主修物理學(xué)。1907年以有關(guān)水的表面張力的論文獲得丹麥皇家科學(xué)院的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?，并先后?909年和1911年分別以關(guān)于金屬電子論的論文獲得哥本哈根大學(xué)的科學(xué)碩士和哲學(xué)博士學(xué)位。隨后去英國學(xué)習(xí)，先在劍橋

9、湯姆生主持的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，幾個(gè)月后轉(zhuǎn)赴曼徹斯特，參加了以盧瑟福為首的科學(xué)集體，從此和盧瑟福建立了長期的密切關(guān)系。 1913年玻爾任曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)助教，1916年任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授，1917年當(dāng)選為丹麥皇家科學(xué)院院士。1920年創(chuàng)建哥本哈根理論物理研究所，任所長。1922年玻爾榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。,1923年接受英國曼徹斯特大學(xué)和劍橋大學(xué)名譽(yù)博士學(xué)位。1937年5、6月間，玻爾曾經(jīng)到過我國訪問和講學(xué)。1939年任丹麥皇家科學(xué)院院長。第二次世界大戰(zhàn)開始，丹麥被德國法西斯占領(lǐng)。1943年玻爾為躲避納粹的迫害，逃往瑞典。1944年玻爾在美國參加了和原子彈有關(guān)的理論研究。1947年丹麥政府為

10、了表彰玻爾的功績，封他為“騎象勛爵”。1952年玻爾倡議建立歐洲原子核研究中心(CERN)，并且自任主席。1955年他參加創(chuàng)建北歐理論原子物理學(xué)研究所，擔(dān)任管委會(huì)主任。同年丹麥成立原子能委員會(huì)，玻爾被任命為主席。,玻爾從1905年開始他的科學(xué)生涯，一生從事科學(xué)研究，整整達(dá)57年之久。他的研究工作開始于原子結(jié)構(gòu)未知的年代，結(jié)束于原子科學(xué)已趨成熟，原子核物理已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的時(shí)代。他對(duì)原子科學(xué)的貢獻(xiàn)使他無疑地成為20世紀(jì)上半葉唯一與愛因斯坦并駕齊驅(qū)的、最偉大的物理學(xué)家之一。 玻爾是量子力學(xué)中著名的哥本哈根學(xué)派的領(lǐng)袖。他以自己的崇高威望在其周圍吸引了國內(nèi)外一大批杰出的物理學(xué)家如海森伯、狄拉克、玻恩、

11、泡利、約爾旦等 ，創(chuàng)建了哥本哈根學(xué)派。他們創(chuàng)建了量子力學(xué)的基礎(chǔ)理論。,愛因斯坦與玻爾圍繞關(guān)于量子力學(xué)理論基礎(chǔ)的解釋問題，開展了長期而劇烈的爭論，但他們始終是一對(duì)相互尊敬的好朋友。玻爾高度評(píng)價(jià)這種爭論，認(rèn)為它是自己“許多新思想產(chǎn)生的源泉”，而愛因斯坦則高度稱贊玻爾： “作為一位科學(xué)思想家，玻爾所以有這么驚人的吸引力，在于他具有大膽和謹(jǐn)慎這兩種品質(zhì)的難得融合；很少有誰對(duì)隱秘的事物具有這一種直覺的理解力，同時(shí)又兼有這樣強(qiáng)有力的批判能力。他不但具有關(guān)于細(xì)節(jié)的全部知識(shí)，而且還始終堅(jiān)定地注視著基本原理。他無疑是我們時(shí)代科學(xué)領(lǐng)域中最偉大的發(fā)現(xiàn)者之一?！?此外、海森伯（30）、伽利略（27）、費(fèi)曼（23）、狄

12、拉克（22）、薛定諤（22）、盧瑟福（19）等出現(xiàn)在前10名中。,狄拉克（Dirac，1902-1984）出生于英格蘭西南部的布里斯托爾，是20世紀(jì)一位大物理學(xué)家，關(guān)于他的故事很多。比如：有一次狄拉克在普林斯頓大學(xué)演講。演講完畢，一位聽眾站起來說：“我有一個(gè)問題請(qǐng)回答：我不懂怎么可以從公式2推導(dǎo)出來公式5?！钡依瞬淮稹Ｖ鞒终哒f：“狄拉克教授，請(qǐng)回答他的問題?！钡依苏f：“他并沒有問問題，只說了一句話。”這個(gè)故事所以流傳極廣是因?yàn)樗_實(shí)描述了狄拉克的一個(gè)特點(diǎn)：話不多，而其內(nèi)含有簡單、直接、原始的邏輯性。一旦抓住了他獨(dú)特的、別人想不到的邏輯，他的文章讀起來便很通順，就像“秋水文章不染塵”，沒有任

13、何渣滓，直達(dá)深處，直達(dá)宇宙的奧秘。,狄拉克最了不起的工作是1928年發(fā)表的兩篇短文，寫下了狄拉克方程，這個(gè)簡單的方程式是驚天動(dòng)地的成就，是劃時(shí)代的里程碑，它對(duì)原子結(jié)構(gòu)及分子結(jié)構(gòu)都給予了新的層面和新的極準(zhǔn)確的了解。沒有這個(gè)方程，就沒有今天的原子、分子物理學(xué)與化學(xué)。沒有狄拉克引進(jìn)的觀念就不會(huì)有今天醫(yī)院里通用的核磁共振成像技術(shù)，不過此項(xiàng)技術(shù)實(shí)在只是狄拉克方程的一項(xiàng)極小的應(yīng)用。,狄拉克方程“無中生有，石破天驚”地指出為什么電子有“自旋”，而且為什么“自旋角動(dòng)量”是1/2而不是整數(shù)。初次了解此中奧妙的人都無法不驚嘆其為“神來之筆”，是別人無法想到的妙算。當(dāng)時(shí)最負(fù)盛名的海森伯看了狄拉克的文章，無法了解狄拉

14、克怎么會(huì)想出此神來之筆，于1928年5月3日給泡利寫了一封信描述了他的煩惱：“為了不持續(xù)地被狄拉克所煩擾，我換了一個(gè)題目做，得到了一些成果。”,海森伯（WernerKarlHeisenberg 19011976）德國理論物理學(xué)家，量子力學(xué)第一種有效形式（矩陣力學(xué)）的創(chuàng)建者。,海森伯1901年12月5日生于維爾茲堡，出身于一位教古希臘語言的中學(xué)教師家庭，從小就受到家庭在古代文學(xué)方面的熏陶。1920年中學(xué)畢業(yè)，進(jìn)慕尼黑大學(xué)學(xué)習(xí)理論物理學(xué)，他在慕尼黑大學(xué)時(shí)，在索末菲（Sommerfeld）指導(dǎo)下學(xué)習(xí)理論物理學(xué)。1923年在那里獲得哲學(xué)博士學(xué)位。然后，他到哥廷根大學(xué)深造，成為玻恩教授和希爾伯特教授的學(xué)

15、生，備受玻恩教授賞識(shí)。,據(jù)玻恩回憶：“海森伯是我所能想象的最敏銳和最有能力的合作者”，“要跟上年青人，這對(duì)我一個(gè)上了年紀(jì)的人來說是很困難的”。 1924年，海森伯開始在哥廷根大學(xué)講課。兩年后成為哥本哈根大學(xué)的講師。在那里，由洛克菲勒基金發(fā)給薪水，在玻爾的指導(dǎo)下進(jìn)行研究。1927年，年僅26歲的海森伯回到德國擔(dān)任萊比錫大學(xué)的理論物理學(xué)教授，一直到1941年。,1941年至1945年間，他在德國柏林大學(xué)擔(dān)任物理學(xué)教授兼任凱澤威廉（Kaiser-wihelm）物理學(xué)研究所所長。1946年他再度到哥廷根大學(xué)擔(dān)任物理學(xué)教授并兼任哥廷根的普朗克物理學(xué)研究所所長，一直到1958年。在此期間，1955至195

16、6年還兼任圣安德勒斯大學(xué)革福特（Gifford）講座講師，1955年成為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。,1958年至1970年，在德國慕尼黑擔(dān)任物理學(xué)與天體物理學(xué)的普朗克研究所所長兼慕尼黑大學(xué)教授。1970年以后成為上述研究所的榮譽(yù)退休所長。 1932年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金于1933年授予海森伯，因?yàn)樗麆?chuàng)立了量子力學(xué)（矩陣力學(xué)）。它導(dǎo)致了氫的同素異形形式的發(fā)現(xiàn)。此外，他還獲得許多其他方面的獎(jiǎng)勵(lì)。 1976年2月1日海森伯教授與世長辭，終年75歲。,海森伯在物理學(xué)中的主要成就是和別的學(xué)者一起創(chuàng)立了量子力學(xué)，發(fā)現(xiàn)了測(cè)不準(zhǔn)原理，第一個(gè)提出基本粒子中的同位旋概念。 海森伯于1925年七月在德國物理學(xué)雜志上發(fā)表第一

17、篇關(guān)于矩陣力學(xué)的論文，題目是關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的量子力學(xué)解釋。海森伯認(rèn)為量子力學(xué)的問題不能直接用不可觀測(cè)的軌道來表述，應(yīng)該采用躍遷幾率這類可以觀測(cè)的量來描述。接著，海森伯就和玻恩、約爾旦一起進(jìn)行研究，創(chuàng)立了量子力學(xué)的一種表達(dá)方式矩陣力學(xué)。,1927年海森伯首先提出了測(cè)不準(zhǔn)原理，他在原子核物理學(xué)一書中提出：“有兩個(gè)參數(shù)：微觀粒子的位置和速度，可以確定該微觀粒子的運(yùn)動(dòng)。不過，任何時(shí)候也不可能同時(shí)準(zhǔn)確地了解這兩個(gè)參數(shù)。任何時(shí)候也不可能同時(shí)了解：微觀粒子處于何處，以多大的速度和向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。如果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，如精確地測(cè)定粒子在特定時(shí)刻所處的位置，那么運(yùn)動(dòng)即遭到破壞，以致以后不可能重新找到該粒子。反之

18、，如果精確地測(cè)出它的速度，那么它的位置圖象就完全模糊不清?！?后來海森堡還提出，不但坐標(biāo)和動(dòng)量，而且方位角和角動(dòng)量、能量和時(shí)間等也都是成對(duì)的測(cè)不準(zhǔn)量。,為了表彰他在科學(xué)上的重大貢獻(xiàn)建立量子力學(xué)，海森伯獲得1932年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，并獲得普朗克獎(jiǎng)?wù)隆?海森伯從1930年起作了長期而系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)了中子和中子、質(zhì)子和質(zhì)子、質(zhì)子和中子之間的相互作用力都是相同的，是一種特殊的核力。從這個(gè)事實(shí)出發(fā)，海森伯認(rèn)為質(zhì)子和中子實(shí)際上是同一種粒子的兩種量子狀態(tài)，只是內(nèi)部坐標(biāo)不同，這種內(nèi)部坐標(biāo)被稱為同位旋。 此外，海森伯還對(duì)高能粒子的碰撞作用進(jìn)行過理論研究，創(chuàng)立了S矩陣?yán)碚摗Ｔ阼F磁體理論的研究方面，海森

19、伯也做出了一定的貢獻(xiàn)。,海森伯有一個(gè)幸福和安寧的童年。他在11歲時(shí)，曾因在歡迎攝政王路德維希（Ludwig,即后來的國王路德維希三世）訪問馬克西米利安高級(jí)文科中學(xué)時(shí)背誦了他母親所寫的一首小詩，而獲得路德維希贈(zèng)給他的一副刻有王冠的純金飾物。家庭和生活圈子對(duì)他的熏陶不只是古典文學(xué)，還有古典音樂。他在十三四歲時(shí)，已能準(zhǔn)確無誤地看譜演奏鋼琴，參加室內(nèi)音樂的演奏，以至于考慮是否應(yīng)該做一個(gè)音樂家，可是在那個(gè)時(shí)候，他的興趣和未來的生活道路已經(jīng)基本上確定了。,海森伯8歲時(shí)，他的家庭從維爾茨堡遷到了慕尼黑，這里雖然看不到故鄉(xiāng)維爾茨堡那令人陶醉神往的山川河流和森林，卻是他有聲有色的物理學(xué)生涯的真正故鄉(xiāng)和出發(fā)點(diǎn)。學(xué)

20、校的功課對(duì)他算不了什么，所以他有足夠的時(shí)間按照自己的計(jì)劃忙個(gè)不停。他曾和哥哥一道做了一只有0.75米長的大型軍艦?zāi)Ｐ?，上面裝有自己制作的小炮，真的可以射擊，并且是用電來觸發(fā)的。在這個(gè)時(shí)期，海森伯已經(jīng)深深地被自然科學(xué)特別是數(shù)學(xué)和物理學(xué)吸引住了。后來在回憶這一時(shí)期的生活時(shí)，他曾有點(diǎn)靦腆地說過：“我有點(diǎn)像個(gè)神童?！?他在14歲時(shí)，就曾幫助過家里的一位朋友準(zhǔn)備化學(xué)博士考試中的數(shù)學(xué)問題。除了數(shù)學(xué)本身外，海森伯很早就意識(shí)到與數(shù)學(xué)緊緊聯(lián)系的那些哲學(xué)問題的重要性。韋耳的空間、時(shí)間和物質(zhì)那本書使他著了魔，以至他在中學(xué)畢業(yè)后就去找慕尼黑大學(xué)的數(shù)學(xué)家林德曼（Lindemann）教授討教。林德曼拒絕了他，因?yàn)榻淌谡J(rèn)為

21、讀這本書已毀了他學(xué)數(shù)學(xué)的前途。后來是索末菲（Sommerfeld）教授把他的這個(gè)興趣富有成效地引導(dǎo)到同物理結(jié)合起來。,1920年海森伯中學(xué)畢業(yè)后，進(jìn)入慕尼黑大學(xué)學(xué)習(xí)理論物理，在索末菲的指導(dǎo)下，海森伯很快就進(jìn)入當(dāng)時(shí)物理學(xué)研究的前沿，表現(xiàn)出出眾的才華。第一學(xué)期，為了解釋反常塞曼效應(yīng)的譜線，他首先引進(jìn)了半量子數(shù)。這需要很大膽識(shí)，當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為量子數(shù)都是整數(shù)。第二學(xué)期上流體力學(xué)課，海森伯寫了一篇關(guān)于卡門渦流的絕對(duì)大小的論文，深得索末菲的贊賞，1922年6月，海森伯隨索末菲到格廷根大學(xué)，參加由玻恩（Born）和夫蘭克（Franck）發(fā)起的關(guān)于原子物理的討論，這個(gè)討論會(huì)是圍繞玻爾（Bohr）的一系列關(guān)于原子

22、物理和元素周期律的演講而展開的，在一次討論中，當(dāng)時(shí)年僅20歲的海森伯竟站起來對(duì)玻爾的某些論點(diǎn)提出異議，并勇敢地進(jìn)行辯論。討論結(jié)束時(shí)玻爾約他當(dāng)日下午一同去散步，以便繼續(xù)討論。,這次與玻爾在散步中的長時(shí)間談話，對(duì)海森伯啟發(fā)很大，無怪乎他說，這次散步是他科學(xué)上成長的起點(diǎn)。 愛因斯坦和狄拉克的思考方式與研究風(fēng)格，是從第一性的原理出發(fā)，經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯推理和數(shù)學(xué)演繹，來獲得對(duì)物理現(xiàn)象的深入和全新理解。這是理論物理學(xué)家思考方式與研究風(fēng)格的一種類型。而海森伯的思考方式與研究風(fēng)格更接近玻爾，他們先從具體物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象的分析中發(fā)掘新的思想觀念和物理原理，然后再在此基礎(chǔ)上建立理論體系。這是理論物理學(xué)家思考方式與研究

23、風(fēng)格的又一種類型。他們熟悉具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，強(qiáng)調(diào)新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象蘊(yùn)含著新的物理，而在研究工作中往往更依賴于過去的經(jīng)驗(yàn)、對(duì)現(xiàn)象的綜合和物理的直覺。多數(shù)獲得了實(shí)際成果的理論研究都屬于這后一種類型，所以海森伯的思想和哲學(xué)在西方物理學(xué)界有很大影響。,薛定諤(18871961),奧地利理論物理學(xué)家，是波動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人。,薛定諤1887年8月12日生于維也納一個(gè)油布工廠主的家庭，中學(xué)時(shí)就對(duì)數(shù)學(xué)、物理學(xué)和邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓糯Z法有濃厚的興趣。19061910年，他在維也納大學(xué)物理系學(xué)習(xí)。1910年獲得博士學(xué)位。畢業(yè)后，在維也納大學(xué)第二物理研究所工作。1913年與科耳勞施合寫了關(guān)于大氣中鐳A含量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)物理論文，為此獲

24、得了奧地利帝國科學(xué)院的海廷格獎(jiǎng)金。第一次世界大戰(zhàn)期間，他服役于一個(gè)偏僻的炮兵要塞，利用閑暇研究理論物理學(xué)。戰(zhàn)后他回到第二物理研究所。1920年移居耶拿，擔(dān)任維恩的物理實(shí)驗(yàn)室的助手。,1921年，薛定諤受聘到瑞士蘇黎士大學(xué)任數(shù)學(xué)物理學(xué)教授，在那里工作了6年。1927年接替普朗克任柏林大學(xué)理論物理學(xué)教授。同年當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士。1933年受德國納粹黨徒的迫害，離開蘇黎士到英國任牛津大學(xué)物理學(xué)教授。同年和狄拉克一起榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1938年在格拉茲再度受到納粹的迫害，于9月1日僅“帶了一只小小皮箱”逃往都柏林，成為都柏林高級(jí)研究所理論物理學(xué)的領(lǐng)袖。在那里，他逗留了17年。在此期間，他繼續(xù)從事

25、科學(xué)研究，并發(fā)表了許多論文。1956年，他回到奧地利，成為維也納大學(xué)物理系的名譽(yù)教授。 1957年薛定諤接受了德國高級(jí)榮譽(yù)勛章。他還被許多大學(xué)和科學(xué)團(tuán)體授予榮譽(yù)學(xué)位，其中包括英國倫敦皇家學(xué)會(huì)、柏林普魯士科學(xué)院、奧地利科學(xué)院等。1961年1月4日，他在奧地利的阿爾卑巴赫山村病逝。,薛定諤實(shí)際上把幾乎全部注意力都集中于理論物理學(xué)問題的研究。1924年，德布羅意首先提出了物質(zhì)波理論，即一切微觀粒子象光一樣也都具有波粒二象性。在此基礎(chǔ)上，薛定諤于1926年獨(dú)立地創(chuàng)立了波動(dòng)力學(xué)，提出了薛定諤方程，確定了波函數(shù)的變化規(guī)律。這與海森伯等人幾乎同時(shí)創(chuàng)立的矩陣力學(xué)成為量子力學(xué)的雙胞胎。這些理論現(xiàn)在已成為研究原子

26、、分子等微觀粒子的有力工具，并奠定了基本粒子相互作用的理論基礎(chǔ)。薛定諤的理論，與海森伯所發(fā)展的形式不同，這個(gè)理論的數(shù)學(xué)式子便于實(shí)際應(yīng)用。盡管形式上好象兩種完全不同的理論，但是薛定諤能夠證明它們?cè)跀?shù)學(xué)上是等價(jià)的。薛定諤波動(dòng)方程提出之后，在微觀物理學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。薛定諤的許多科學(xué)論著中，以1927年和1928年發(fā)表的波動(dòng)力學(xué)論文集和關(guān)于波動(dòng)力學(xué)的四次演講最為著名。,1944年，薛定諤還發(fā)表了生命是什么活細(xì)胞的物理面貌一書。在此書中，薛定諤試圖用熱力學(xué)、量子力學(xué)和化學(xué)理論來解釋生命的本性，引進(jìn)了非周期性晶體、負(fù)熵、遺傳密碼、量子躍遷式的突變等概念。這本書使許多青年物理學(xué)家開始注意生命科學(xué)中提出

27、的問題，引導(dǎo)人們用物理學(xué)、化學(xué)方法去研究生命的本性，使薛定諤成了今天蓬勃發(fā)展的分子生物學(xué)的先驅(qū)。 薛定諤對(duì)哲學(xué)有濃厚的興趣。早在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期，他就深入研究過B斯賓諾莎、A叔本華、E馬赫、R西蒙、R阿芬那留斯等人的哲學(xué)著作。晚年，他致力于物理學(xué)基礎(chǔ)和有關(guān)哲學(xué)問題的研究，寫了科學(xué)和人文主義當(dāng)代的物理學(xué)等哲學(xué)性著作。,論文的發(fā)表，引起了知名物理學(xué)家的普遍關(guān)注，科學(xué)界把他的方程命名為“薛定諤方程”。對(duì)于薛定諤論文的反響，在原子時(shí)代的先驅(qū)者一書中有著這樣的記載：“當(dāng)普朗克于1926年4月接到波動(dòng)力學(xué)的第一篇論文的單行本時(shí)，立即給薛定諤寫信，表示贊揚(yáng)，信中說：我正像一個(gè)好奇的兒童聽他久久苦思的謎語那

28、樣，聚精會(huì)神地拜讀您的論文，并為在我眼前展現(xiàn)的美而感到高興。幾個(gè)星期之后，他又以極大的熱情寫信告訴薛定諤：您可以想象，我懷著怎樣的興趣和振奮的心情，沉浸在對(duì)這篇具有劃時(shí)代的著作的研究之中，盡管現(xiàn)在我在這特殊的思維過程中進(jìn)行得十分緩慢。愛因斯坦認(rèn)為：薛定諤的構(gòu)思，證實(shí)著真正的獨(dú)創(chuàng)性?！?薛定諤方程的創(chuàng)立，打破了某種以往看來是十分神秘的觀念，為波動(dòng)力學(xué)的建立奠定了牢固的基礎(chǔ)。它是量子力學(xué)中，描述運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)比光速小的微觀粒子（如電子、質(zhì)子、中子等）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基本規(guī)律，在量子力學(xué)的發(fā)展歷史中，其地位如同牛頓運(yùn)動(dòng)定律在牛頓力學(xué)中一樣的重要。,1926年，愛因斯坦在多次通信中高度評(píng)價(jià)了薛定諤的工作：“我確

29、信，通過你（指薛定諤）的關(guān)于量子條件的公式表述，你已作出了決定性的進(jìn)展?！薄霸谶@些對(duì)量子規(guī)則作深刻闡明的新嘗試中，我最滿意的是薛定諤的表達(dá)方式?！薄把Χㄖ@的構(gòu)思，證實(shí)著真正的獨(dú)創(chuàng)性?！钡茄Χㄖ@卻非常謙虛地說：建立波動(dòng)力學(xué)是受到德布羅意的影響，并在給愛因斯坦的信上說：如果如果不是愛因斯坦和德布羅意的啟發(fā)，如果不是德布羅意的想法的重要性，波動(dòng)力學(xué)不可能建立，可能永遠(yuǎn)不會(huì)建立。,矩陣力學(xué)的創(chuàng)建者們，當(dāng)時(shí)對(duì)薛定諤理論并不是贊賞的。海森伯在1926年的一篇論文中公開批評(píng)薛定諤的方法“并沒有得到德布羅意意義上的自洽的波動(dòng)理論?！迸堇谝环庑胖姓f：“我越掂量薛定諤理論的物理部分，我越感到憎惡”。同樣，薛定

30、諤也對(duì)矩陣力學(xué)提出了批評(píng)，可是沒有拒絕海森伯的論文，而是鉆研它。1926年4月，薛定諤發(fā)表了題為關(guān)于海森伯-玻恩-約爾旦的量子力學(xué)與我的波動(dòng)力學(xué)的關(guān)系的論文。在這篇論文中，他證實(shí)了矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)的等價(jià)性，指出可以通過數(shù)學(xué)變換從一個(gè)理論轉(zhuǎn)換到另一個(gè)理論。后來人們便將波動(dòng)力學(xué)和矩陣力學(xué)合在一起，統(tǒng)稱量子力學(xué)。,薛定諤于1926年提出其波動(dòng)方程時(shí)已39歲，比起量子力學(xué)史上的其他英雄們，可謂是大器晚成（發(fā)表他們的第一篇成名論文時(shí)，愛因斯坦26歲，玻爾28歲，海森伯24歲，泡利25歲，狄拉克24歲，約當(dāng)23歲，烏倫貝克和戈德斯密特分別為25和23歲），在這一點(diǎn)上，他倒是與其柏林大學(xué)的前任普朗克不無相

31、似。且一發(fā)而不可收，在短短不到五個(gè)月時(shí)間里，一連發(fā)表了六篇論文，不僅建立起波動(dòng)力學(xué)的完整框架，系統(tǒng)地回答了當(dāng)時(shí)已知的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而且證明了波動(dòng)力學(xué)與海森伯矩陣力學(xué)的等價(jià)，令整個(gè)物理學(xué)界為之震驚。,盧瑟福(Ernest Rutherford, 18711937)，英國物理學(xué)家。,盧瑟福1871年8月30日生于新西蘭納爾遜， 1895年在新西蘭大學(xué)畢業(yè)后，獲得英國劍橋大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金進(jìn)入卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，成為湯姆生的研究生。1898年，在湯姆生的推薦下，擔(dān)任加拿大麥吉爾大學(xué)的物理教授。1919年接替退休的湯姆生，擔(dān)任卡文迪什實(shí)驗(yàn)室主任。1925年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會(huì)主席。1931年受封為納爾遜男爵，1937年10月19日因病在劍橋逝世，與牛頓和法拉第并排安葬，享年66歲。 盧瑟福是本世紀(jì)最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之一，在放射性和原子結(jié)構(gòu)等方面，都做出了重大的貢獻(xiàn)。,他關(guān)于放射性的研究確立了放射性是發(fā)自原子內(nèi)部的變化。放射性能使一種原子