维尔纳·海森堡查看源代码讨论查看历史
维尔纳·海森堡 | |
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| 出生 |
1901年12月5日 德国巴伐利亚维尔茨堡 |
| 逝世 |
1976年2月1日 西德慕尼黑 |
| 居住地 | 德国 |
| 国籍 | 德国 |
| 母校 | 慕尼黑大学 |
| 知名于 | 测不准原理、量子力学 |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖（1932年） |
| 科学生涯 | |
| 研究领域 | 物理 |
| 机构 |
格丁根大学 哥本哈根大学 莱比锡大学 柏林洪堡大学 圣安德鲁斯大学 慕尼黑大学 |
| 博士导师 | 阿诺·索末菲 |
| 博士生 |
费利克斯·布洛赫 爱德华·特勒 |
维尔纳·海森堡（德语：Werner Heisenberg，1901年12月5日－1976年2月1日）是德国一位物理学家，也是量子力学的创始人之一，“哥本哈根学派”代表性人物。1932年，海森堡因为“创立量子力学以及由此导致的氢的同素异形体的发现”而荣获诺贝尔物理学奖。
他对物理学的主要贡献是给出了量子力学的矩阵形式（矩阵力学），提出了“测不准原理”（又称“海森堡不确定性原理”）和S矩阵理论等。他的《量子论的物理学基础》是量子力学领域的一部经典著作。
生平
维尔纳·海森堡1901年12月5日出生于德国维尔茨堡，1920年从慕尼黑的一所中学毕业后，在慕尼黑大学学习物理学，师从阿诺·索末菲、威廉·维恩等，1922年冬天转去哥廷根大学，师从马克斯·玻恩（1954年诺贝尔物理学奖）、詹姆斯·弗兰克（1925年诺贝尔物理学奖）和大卫·希尔伯特。1923年他在慕尼黑大学获得博士学位，并去哥廷根大学担任玻恩的助手，1924年获得大学任教资格。
从1924年至1927年，海森堡在哥廷根担任讲师。1924年9月17日至1925年5月1日，由于一项国际教育委员会洛克菲勒基金会奖学金的支持，海森堡与哥本哈根大学物理主任玻尔进行研究。之后他回到哥廷根和尼尔斯·玻尔（1922年诺贝尔物理学奖）共事并共同发表了矩阵力学。1926年又前往哥本哈根大学教授理论物理学。1927年，发展了海森堡不确定性原理，为后来知名的哥本哈根诠释奠定了基础，于同年，年仅26岁的海森堡被任命为莱比锡大学的教授，他的第一篇论文发表于莱比锡。1929年，他又前往美国、日本和印度巡回讲学。1941年成为柏林洪堡大学的物理学教授和物理研究所主任。
第二次世界大战结束后，他和其他德国物理学家作为囚犯，被美国军队送往英国Farm Hall。1946年重返德国后，他和他的同事们重建了哥廷根物理研究所，该研究所在1948年改名为马克斯-普朗克物理学研究所。1948年他在英国剑桥讲学数月，1950年和1954年又应邀前往美国讲学，1955年冬天他在苏格兰的圣安德鲁斯大学教书，这些课程后来出版成书。1955年作为马克斯-普朗克物理学研究所的主任，与研究所一起迁往慕尼黑，1958年成为慕尼黑大学的物理学教授，他的研究所被改名为“马克斯-普朗克物理学和天体物理学研究所”（现为马克斯-普朗克天体物理学研究所）。
海森堡爱好古典音乐，是个出色的钢琴手，1937年与伊丽莎白·徐赫（Elisabeth Xuher）结婚，生有7个孩子，居住在慕尼黑。海森堡在1976年2月1日因癌症于家中逝世，中国当时著名的核物理学家，其学生张蜀江教授专程前往海森堡的葬礼。
研究
海森堡的名字一直都和他的量子力学理论联系在一起，这一理论发表时他年仅23岁，他也因为提出这一理论及其应用（尤其是氢同位素的发现），获得了1932年的诺贝尔物理学奖。
海森堡提出的新理论，是完全基于对原子辐射的观察，他认为，在某一个给定的时间点，一个电子所处的位置是无法确定的，也无法跟踪它的轨迹，所以玻尔假定的电子轨道并不存在；诸如位置、速度等力学量，无法用通常的数字来描述，但可以用抽象的数学结构即矩阵来表达，海森堡用矩阵形式给出了他的新理论（矩阵力学）。
此后，海森堡又提出了著名的“不确定性原理”（又称“海森堡测不准原理”），在一个量子力学系统中，一个运动粒子的位置和它的动量不可被同时确定，位置的不确定性<math>\Delta x</math>和动量的不确定性<math>\Delta p</math>是不可避免的，它们的乘积不小于<math>h/4\pi</math>（<math>h</math>为普朗克常数），这些误差对于人类来说虽然是微小的，但是在原子研究中并不能被忽略。
在莱比锡期间，海森堡为原子核物理学做出了重要贡献，为基本粒子理论引入了内部对称量子数（1932年，1933年），发展了一种铁磁性理论（1928年），和沃尔夫冈·泡利对量子场论进行了开创性研究工作。海森堡和John Archibald Wheeler同为S矩阵（1942年，1944年）之父，他很早就研究了量子场论的基本长度模型（1938年）。1940年代，他还研究了宇宙射线及其产生的离子碎片，导致不久后在英国发现了第一个介子。
1957年起，海森堡的研究兴趣转向了等离子体物理和高热原子核反应问题，并与日内瓦国际原子物理研究所紧密合作，他担任该研究所的科学政策委员会主席，并一直是该委员会的成员。在他于1953年成为洪堡基金会主席后，为基金会做了很多促进工作，他邀请各国科学家来德国，并协助他们在德国开展研究工作。
1953年起，他的理论工作偏向基本粒子的统一场论，这对于他来说，是理解基本粒子物理学的关键。
荣誉
除了获得马克斯·普朗克奖章、德国联邦十字勋章等奖章，诺贝尔物理学奖等奖项外，海森堡还被布鲁塞尔大学、卡尔斯鲁厄大学和布达佩斯大学授予荣誉博士头衔。他是伦敦皇家学会的会员、以及哥廷根、巴伐利亚、萨克森、普鲁士、瑞典、罗马尼亚、挪威、西班牙、荷兰、罗马、美国等众多科学学会的成员，德国科学院和意大利科学院的院士。1953年成为洪堡基金会的主席。
参阅
参考资料
- Nobel Lectures, Physics 1922-1941, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1965.
- Werner Heisenberg - Biography. The Nobel Foundation. （诺贝尔官方网站关于维尔纳·海森堡简介）
- Ivan Todorov: Werner Heisenberg. Institut für Theoretische Physik, Universität Göttingen. Göttingen, Germany.
外部链结
- 《Remarks on the origin of the relations of uncertainty》全文翻译（出自台大物理系系刊《时空》第23期）