影响世界历史的100位科学家: 波函数统计解释的提出者 玻恩
波函数统计解释的提出者 玻恩
粒子的运动遵循几率定律,而几率本身则按因果律传播。
——玻恩
1954年的一个周末,玻恩家照例举行着音乐会,但与往常不同的是它带有浓烈的狂欢色彩,这是因为学生和朋友们听说了他荣获诺贝尔物理学奖的消息而特意开的“party”。
马克斯·玻恩1882年出生在德国普鲁士布雷斯劳一个犹太人家庭,从小就心灵手巧的他仿佛继承了所有犹太人的优点和智慧。19岁时,在众人艳羡的目光下跨入了雷斯劳大学。大学毕业后 ,已带上博士帽的他成为了一名骑兵。在部队里,马厩执勤是他最喜欢的工作,光滑的马背可以作为他修改论文的书桌。服役期满后,他来到了心仪已久的哥廷根,结识了科学大师爱因斯坦并成为终生的朋友。1912年,他与冯·卡门合作发表了著名论文《关于空间点阵的振动》,从此开始了创立点阵理论的事业。
20世纪20年代,波动力学刚刚产生就陷入了困境。为了描述原子系统的运动规律,奥地利物理学家薛定谔提出了波函数所遵循的运动方程——薛定谔方程,这一科学发现虽然产生了巨大的影响,但并未发挥相应的作用。原因在于它没有解决波函数与各种物理现象之间的关系。面临这样的境地,物理学界曾一度想把粒子和量子跃迁等概念放弃。但作为是矩阵力学创建人之一的玻恩不这样认为,他坚信粒子的概念不能简单地取消,应当找出使粒子和波相一致的新途径。
这种坚持真理的精神正是科学所需要的。后来,他在爱因斯坦关于“鬼波”的想法中受到了启发,找到了通垢率途径将粒子与波联系起来的关节点。这就是著名的波函数的统计解释:物质波在某一地方的强度与在该处找到它的几率成杖。从认识论的观点出发的爱因斯坦得知这个消息后,始终拒绝接受量子力学的统计诠释作为客观世界的基本规律。但这并不影响它在物理学上的地位和影响。这一解释使物质粒子的波动性和粒子性在几率波上得到了统一,为量子力学的产生和发展奠定了基础,玻恩也因此荣获了1954年诺贝尔物理学奖。
虽然玻恩获得了如此崇高的声誉,但是还是一如既往的和蔼可亲,在哥廷根,经常会有人看到他和学生一起散步或讨论问题,他的家里也经常会传出聚会的歌声,或是讨论会的争吵声。就这样,在玻恩领导下哥廷根的物理界群星荟萃,形成了一个可以和哥本哈根学派相媲美的新学派。
在玻恩心里,教师是最神圣的职业。在德国教授不屑与学生握手这样的一个典型环境中,他对学生所表现出热情关怀被广为称赞。许多学生在他的谆谆教诲之下成为杰出的物理学家,如泡利、海森堡及我国的黄昆、彭桓武、程开甲和杨立铭等。
玻恩的科学建树非常丰富,在流体动力学、非线性动力学等领域都有深入研究。此外,他还创立了一门新的学科——晶格动力学。
在60余年的学术生涯中,才思不断的他笔耕不辍,发表论文300多篇、理论专著近30部,为人类留下了宝贵的财富。1970年,89岁的玻恩在哥廷根逝世,墓碑只刻着他发现的著名公式。</p>
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