马克斯·伯恩。一位科学家的传记

出生的马克斯。科学家的传记

伟大科学家的传记

出生麦克斯
马克斯·伯恩 （1882 1970）。

他的名字与普朗克和爱因斯坦、玻尔、海森堡等名字相提并论。玻恩理所当然地被认为是量子力学的创始人之一。他在原子结构理论、量子力学和相对论领域拥有许多基础著作。

Max Born 于 11 年 1882 月 XNUMX 日出生于布雷斯劳（现波兰弗罗茨瓦夫），是布雷斯劳大学解剖学教授 Gustav Born 和前来的才华横溢的钢琴家 Margaret (nee Kaufmann) 的两个孩子中的老大。来自一个显赫的西里西亚实业家家族。母亲去世时，马克斯四岁，四年后，他的父亲嫁给了伯塔·利普斯坦（Berta Lipstein），并为他生了一个儿子。由于他的家庭与布雷斯劳领先的知识和艺术界有联系，马克斯在有利于他发展的氛围中长大。他在布雷斯劳的威廉皇帝体育馆接受了小学教育。

尽管马克斯打算成为一名工程师，但他的父亲鼓励他在布雷斯劳大学学习各种课程，他在父亲去世后于 1901 年进入该大学。在大学里，马克斯学习了许多科目，但很快就对数学和物理产生了兴趣。他在海德堡大学和苏黎世大学度过了两个暑期学期。 1904年他进入哥廷根大学，师从著名数学家大卫希尔伯特和费利克斯克莱因，以及赫尔曼闵可夫斯基。希尔伯特欣赏博恩的才智，于 1905 年任命他为助手。马克斯还在哥廷根学习天文学。当他在 1907 年获得关于弹性体稳定性理论的博士学位时，他的兴趣已经转移到电动力学和相对论领域。

大学毕业后，玻恩被征召到柏林的一个骑兵团服了一年兵役，但几个月后很快就因哮喘病复员。这种短暂的兵役经历加深了他对战争和军国主义的厌恶，这种厌恶贯穿了他的一生。

在接下来的六个月里，玻恩在剑桥大学学习，在那里他参加了 J. J. Thomson 的讲座。回到布雷斯劳后，他开始进行实验研究，然后开始了爱因斯坦于 1905 年提出的相对论的理论工作。将爱因斯坦的思想与闵可夫斯基的数学方法相结合，玻恩发现了一种计算电子质量的新简化方法。在欣赏了这项工作后，闵可夫斯基邀请玻恩回到哥廷根并成为他的助手。然而，由于明可夫斯基于 1909 年初突然去世，博恩只与他一起工作了几周。

同年，博恩完成了相对论的理论研究，成为哥廷根大学的讲师。在这里，他根据原子的排列研究了晶体的特性。 Born 与 Theodor von Karman 一起发展了热容量与温度相关的精确理论，该理论仍然是晶体研究的基础。直到二十年代中期，晶体结构一直是玻恩的主要研究领域。

1913 年，玻恩与哥廷根法学教授的女儿海德薇·埃伦伯格结婚。他们有一个儿子；后来成为剑桥大学药理学系主任和两个女儿。

1915年，玻恩成为柏林大学马克斯·普朗克的理论物理学助理教授。在第一次世界大战期间，尽管他厌恶战争，博恩还是对声音测量进行了军事研究，并评估了火炮领域的新发明。正是在战争期间，他与爱因斯坦的友谊开始了。除了物理之外，这两个人还因为对音乐的热爱而团结在一起，他们喜欢一起演奏奏鸣曲——爱因斯坦演奏小提琴，而玻恩演奏钢琴。

战后，玻恩继续研究晶体理论，与弗里茨·哈伯合作，建立了晶体的物理性质与其组成成分的化学能之间的关系。由于两位科学家的努力，创造了一种称为 Born-Haber 循环的分析技术。

当马克斯·冯·劳厄表达了与普朗克合作的愿望时，博恩同意与普朗克暂时交换职位，并于1919年赴法兰克福大学担任物理学教授和理论物理研究所所长。两年后回到哥廷根，玻恩成为大学物理研究所所长。他的条件是任命他的老朋友兼同事詹姆斯·弗兰克到同一研究所监督实验工作。在玻恩的领导下，物理研究所成为理论物理和数学的领先中心。

起初，玻恩在哥廷根继续他对晶体理论的研究，但很快他就开始发展量子理论的数学基础。尽管他在晶体方面的工作极为重要，并帮助奠定了现代固态物理学的基础，但玻恩对量子理论的贡献给他带来了最大的成功。

到 XNUMX 年代，大多数物理学家都相信所有的能量都是量子化的，但最初的量子理论留下了许多未解决的问题。 Born 想要创建一个涵盖所有量子效应的一般理论。

1925 年，玻恩的助手维尔纳·海森堡在解决这个问题上迈出了重要一步，他提出某些数学原理是所有原子现象的基础。尽管海森堡自己无法理解他发现的关系的数学基础，但伯恩明白海森堡使用矩阵运算（根据某些规则对数字或变量表执行的数学变换）。玻恩与他的一个学生帕斯夸尔·乔丹（Pascual Jordan）一起将海森堡的方法正式化，并于同年在一篇题为“论量子力学”的文章中发表了结果。由 Born 引入的量子力学一词应该表示 XNUMX 年代后期发展起来的一种新的高度数学化的量子理论。

1925-1926 年冬天，玻恩在麻省理工学院做客座讲师。 1926 年，薛定谔开发了波力学，其中包含量子力学的替代公式，他表明，这反过来等同于矩阵力学的公式。回到经典物理学的某些方法，波力学将亚原子粒子视为由波函数描述的波。波恩将波力学和矩阵力学原理应用于原子散射理论，得出的结论是，在空间某一点计算的波函数的平方表示相应粒子在该位置的概率。出于这个原因，他认为，量子力学只给出了粒子位置的概率描述。粒子散射的玻恩描述，后来被称为玻恩近似，已被证明对高能物理的计算极为重要。在玻恩近似发表后不久，海森堡发表了他著名的测不准原理，指出不能同时确定粒子的确切位置和动量。同样，这里只能进行统计预测。

Born、Heisenberg 和 Bohr 进一步发展了量子力学的统计解释；因为住在哥本哈根的玻尔对这种解释做了很多工作，所以它被称为哥本哈根解释。尽管包括普朗克、爱因斯坦和薛定谔在内的许多量子理论的创始人不同意这种方法，因为它拒绝因果关系，但大多数物理学家都接受了哥本哈根解释作为最富有成果的解释。玻恩和爱因斯坦就这个主题进行了长时间的信件往来，尽管根本的科学差异从未破坏他们的友谊。玻恩作为量子力学改革者的名声奠定了原子结构的新图景以及随后的物理和化学发展的基础，在哥廷根吸引了许多才华横溢的年轻物理学家。

1928 年在列宁格勒参加体能会议后，玻恩的健康状况恶化，体力消耗严重，他被迫在疗养院住了一年。在这里，他立即写了一本光学教科书，后来被纳粹禁止，但在英语国家广泛使用。它是 Born 撰写的关于各种一般物理主题的几本教科书和流行著作之一；他出版了大量和特别的作品。

Born是一个非常有魅力的人。同时，在那些不公平的事情上，他也非常坚决，毫不妥协。

1932 年，玻恩成为哥廷根科学学院的院长。希特勒上台后的第一个月，哥廷根科学中心实际上已不复存在。许多著名教授，包括伯恩，都被免职。这些研究所由法西斯高莱特领导，他们远离科学的利益。许多以前试图“忽视”肮脏政治以只保留学术自由的科学家最终进入了不同的阵营。

Born 离开德国，移居英国。在接下来的三年里，他在剑桥担任讲师。在班加罗尔的印度物理研究所工作了六个月后，他与印度物理学家文卡塔拉曼一起工作，之后于 1936 年在爱丁堡大学担任自然哲学教授。他在大学任教并从事研究工作，直到 1953 年退休，当时他成为爱丁堡的退休名誉教授。

Born 有很多学生。后来成为主要理论家的物理学家为他工作。列出他们的名字就足够了：海森堡、狄拉克和泡利、费米、布莱克特、维纳、盖特勒、魏斯科普夫、奥本海默、泰勒。 Born 与著名的苏联科学家合作：Fok、Frenkel、Boguslavsky 和 Rumer。作为一名教师，伯恩具有高度发展的批判才能，但他与善意的联系如此紧密，以至于他的所有学生都感觉像是一个大家庭的成员，其主要目标是知识。他知道如何营造这样一种仁慈的氛围，让每个人都可以毫不犹豫地选择自己的道路来解决每个人的难题。

或许，多亏了玻恩的个人品质，正是在他的学校里，站在最极端世界观立场上的人们团结了起来。回想一下，帕斯夸尔·乔丹（Pascual Jordan），与玻恩一起完成了许多出色的物理工作，在他的哲学观点中通常被描述为一个主观唯心主义者，而马克斯·玻恩本人是一个唯物主义者，而他的另一个学生狄拉克是一个无神论者，他否认任何宗教。

如此不同的世界观并没有干扰他们的科学合作，直到每个人都被要求在纳粹掌权时果断地确定他的政治观点。玻恩的一些学生和同事已经因为他们在量子理论方面的工作而获得了诺贝尔奖，但玻恩自己的贡献直到 1954 年才被授予诺贝尔物理学奖，因为他“在量子力学的基础研究，特别是在他的统计解释。“波函数”。他与沃尔特·博特分享了这个奖项，后者因在基本粒子方面的实验工作而获奖。在诺贝尔演讲中，玻恩描述了量子力学的起源及其统计解释，并提出了一个问题：“我们能不能把不能以通常方式与“位置”和“运动”概念联系起来的东西称为对象或一个粒子？” 他总结如下：“这个问题的答案不再属于物理学，而是属于哲学。”

尽管玻恩因其在量子力学领域的工作而广为人知，但他的研究和工作在他们所涉及的所有领域都发挥了重要作用。 “我从不喜欢成为一个狭隘的专家，”他在自传中写道，“我不会太接近由大量专家进行科学研究的现代方式。科学的哲学基础一直比具体的结果更让我感兴趣。”

在他辞职后不久，玻恩和他的妻子在哥廷根附近的一个小镇巴特皮尔蒙特定居，战后政府恢复了他们的养老金权利和没收的财产。在这里，玻恩继续他的科学工作，准备他的出版物的新版本，撰写和演讲科学家的社会责任，特别是与使用核武器有关的社会责任。 1955 年，他是 XNUMX 位诺贝尔奖获得者之一，他们聚集在位于瑞士康斯坦茨湖的迈瑙岛上，发表声明谴责进一步发展和使用核武器。最终，五十一位诺贝尔奖获得者签署了这份宣言。两年后，玻恩成为了 XNUMX 名哥廷根主义者（均来自一群领先的西德物理学家）之一，他们发誓不参与此类武器的开发和生产，并参与了反对西德核武器的运动。

出生于 5 年 1970 月 XNUMX 日在哥廷根医院去世。

作者：萨明 D.K.

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