首页 名人故事 海森堡,1932年诺贝尔物理学奖获得者

海森堡,1932年诺贝尔物理学奖获得者

时间:2022-08-30 名人故事 版权反馈
【摘要】:1932年的诺贝尔物理学奖授予了德国物理学家海森堡,因为他在创建量子力学理论方面发挥了重要作用。这一新理论获得了极大的成功,以后海森堡的继承者对它又做了一些修改。海森堡理论的一项成果是著名“测不准原理”,这是由他自己于1927年提出的。海森堡1901年生于德国。1923年在慕尼黑大学获得理论物理学博士学位。1924到1927年间在哥本哈根同伟大的丹麦物理学家波尔一起工作。海森堡1976年去世,享年75岁(此处原文有误。

1932年的诺贝尔物理学奖授予了德国物理学家海森堡,因为他在创建量子力学理论方面发挥了重要作用。量子力学是整个科学史上最重要的成就之一。
力学是物理学的一个分支,它涉及物体运动的一般规律,是物理学中最基础的分支。而物理学又是整个科学最根本的基础。在20世纪早期,一种现象变得越来越明显,即已经为人们普遍接受的力学定律无法描述像原子亚原子这样特别轻小的物体的运动。由于应用这些已知的定律描述那些较大的物体(这是指那些比单个的原子要大的物体)时很圆满,所以这一现象既令人沮丧也令人困惑。
1925年时,海森堡提出了一个新的物理学公式,它在基本概念上同牛顿的经典力学公式有着根本性的区别。这一新理论获得了极大的成功,以后海森堡的继承者对它又做了一些修改。今天它被用来所有各种类型和各种规模的物理学体系中。
通过数学可以证明,在仅仅涉及宏观世界时,量子力学的结论同经典力学的计算结论相差无几。(正因为如此,经典力学仍然可以用在大多数科学计算中。另外经典力学的数学计算比量子力学要简单得多。)但是在涉及到微观世界时,量子力学的结论同经典力学就有很大出入。实验证明在此时量子力学的结论是正确的。
海森堡理论的一项成果是著名“测不准原理”,这是由他自己于1927年提出的。该原理被认为是所有科学原理中最深刻和最广泛的原理之一。测不准原理从理论上指出了我们进行科学测量的能力的局限。这一原理的含义是非常重要的。如果在最理想的环境中,物理学的基本原理都不允许科学家获得他试图了解的系统的准确知识,那么很显然,该系统的未来运动是不可能被完全预知的。根据测不准原理,不论我们的测量仪器如何改进,我们也无法克服这一困难!
测不准原理使我们确信,按照事物的常规来说,物理学不可能做出统计预测更多的事。(例如一个在研究放射性物质的科学家可能能够指出从10000亿个镭原子中将针有200万个在第二天释放出伽玛射线,但他绝不可能指出哪一个镭原子这样做了。)在许多实际环境中,这并不是一个重大的限制。在涉及很大数量时,统计方法通常能为行动提供一个非常可靠的基础;但在数量很小时,统计方法的确不那么可靠。事实上在涉及一个小的体系时,测不准原理使我们不得不放弃要求严格的物理学因果关系的思想。这是在基本的科学哲学观上意义最深远的变化,其意义如此重大,以致于某些伟大的科学家如爱因斯坦等人从来不愿意接受它。爱因斯坦曾说道:“这是上帝在同世界掷骰子玩。”但无论如何它是大多数现代物理学家感到必须接受的一个不可或缺的观点。
显然量子力学的理论观点已经改变了我们关于物理学世界的基本概念,其改变程度可能超过了相对论。但这一理论的结果不仅仅只具有哲学上的意义。
该原理被实际应用到许多现代仪器上,如电子显微镜激光仪和晶体管。量子理论还被广泛应用到核物理学和原子能上。它是光谱学的基础,也被广泛应用于天文学和化学。它还被用于像液态氦的特性、星体的内部构造、铁磁学以及放射学等多种学科的理论研究中。
海森堡1901年生于德国。1923年在慕尼黑大学获得理论物理学博士学位。1924到1927年间在哥本哈根同伟大的丹麦物理学家波尔一起工作。1925年他发表了有关量子力学的第一篇重要论文。1927年提出了“测不准原理”。海森堡1976年去世,享年75岁(此处原文有误。——译者注)。他有妻室和7个孩子。
鉴于量子力学的重要性,读者可能会奇怪为什么海森堡没有被排在更高的位置。海森堡毕竟不是惟一推动量子力学发展的科学家,他的前辈们也对此作出了重要贡献,如马克斯?普朗克、阿尔伯特?爱因斯坦、玻尔以及添置物理学家德布罗意。另外还有许多其他的科学家,如奥地利人薛定谔和英国人迪拉克,在海森堡发表他那篇重要论文之后也为量子力学理论的发展作出了重要贡献。尽管如此,我还是认为海森堡是量子力学发展中的一个重要人物,即使是荣誉归功于大家,他的贡献仍使他有资格在此表中占据高位。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈