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沃尔夫冈·泡利 编辑
沃尔夫冈·泡利(全名:沃尔夫冈·恩斯特·泡利,Wolfgang Ernst Pauli,1900年4月25日-1958年12月15日),出生于奥地利维也纳,物理学家,1945年诺贝尔物理学奖获得者,生前是苏黎世联邦理工学院教授。沃尔夫冈·泡利于1918年中学毕业后直接在慕尼黑大学做阿诺德·索末菲的研究生;1921年获得慕尼黑大学博士学位;1922年在哥廷根大学担任马克斯·玻恩的助教;同年受到尼尔斯·玻尔的邀请前往哥本哈根大学理论物理研究所从事研究工作;1923年至1928年担任汉堡大学讲师;1928年担任瑞士苏黎世联邦理工学院理论物理学教授;1935年为躲避法西斯,移居到美国;1940年受聘为普林斯顿高等研究院理论物理学访问教授;1945年获得诺贝尔物理学奖;1946年加入美国国籍,同年重返苏黎世联邦理工学院,担任理论物理系主任;1949年被授予瑞士国籍;1958年12月15日在苏黎世逝世,享年58岁。沃尔夫冈·泡利主要从事量子力学、量子场论和基本粒子理论方面的研究。
中文名:沃尔夫冈·泡利
外文名:Wolfgang PauliWolfgang Ernst Pauli
国籍:美国
出生地:奥地利维也纳
出生日期:1900年4月25日
逝世日期:1958年12月15日
毕业院校:慕尼黑大学
职业:教育科研工作者
主要成就:1925年提出泡利不相容原理 1945年获得诺贝尔物理学奖
性别:男
学位/学历:博士
全名:沃尔夫冈·恩斯特·泡利
年轻的泡利
1900年4月25日,沃尔夫冈·泡利出生于奥地利维也纳一位医学博士的家庭里,从童年时代就受到科学的熏陶,在中学时就自修物理学 。1918年,中学毕业后带着父亲的介绍信,到慕尼黑大学访问物理学家阿诺德·索末菲(Arnold Sommerfeld),要求不上大学而直接做阿诺德·索末菲的研究生,由于沃尔夫冈·泡利的才华,他成为慕尼黑大学最年轻的研究生。
1921年,以一篇氢分子模型的论文获得慕尼黑大学博士学位。
1922年,在哥廷根大学担任马克斯·玻恩(Max Born)的助教;同年秋天,受到尼尔斯·玻尔的邀请,前往哥本哈根大学理论物理研究所从事研究工作。
1923年—1928年,在汉堡大学(Universität Hamburg)担任讲师。
1928年,前往瑞士苏黎世联邦理工学院(Eidgenössische Technische Hochschule Zürich),担任理论物理学教授。
1931年,担任密歇根大学(University of Michigan)访问教授 。
1935年,为躲避法西斯,移居到美国。
1940年,受聘为普林斯顿高等研究院(Institute for Advanced Study)理论物理学访问教授,并担任理论物理学系主任 。
1941年,担任密歇根大学访问教授 。
1942年,担任普渡大学访问教授 。
1945年,获得诺贝尔物理学奖 。
1946年,加入美国国籍,是美国科学发展协会的创始人之一;同年,重返苏黎世联邦理工学院,担任理论物理系主任。
1949年,被授予瑞士国籍 。
1958年12月15日,在苏黎世逝世,享年58岁 。
科研成就
科研综述
沃尔夫冈·泡利
1918年,沃尔夫冈·泡利发表了第一篇论文,是关于引力场中能量分量的问题 。1919年,在两篇论文中指出韦耳(H.Wegl)引力理论的一个错误,并以批判的角度评论韦耳的理论 。
1921年,为德国的《数学科学百科全书》写了一篇长达237页的关于狭义相对论和广义相对论的词条 。
1922年,在哥本哈根大学理论物理研究所期间,先与克拉默斯(H.A.Kramers)共同研究了谱带理论,然后专注于反常的塞曼效应,根据朗德(Lande)的研究成果,提出了朗德因子 。
泡利原理
1925年1月,沃尔夫冈·泡利提出了泡利不相容原理(Pauli’s exclusion principle,又称泡利原理、不相容原理),为原子物理的发展奠定了重要基础。泡利不相容原理是指:在原子的同一轨道中不能容纳运动状态完全相同的电子。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能容纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n个,因此每层最多容纳电子数是2n个 。
泡利矩阵
1927年,沃尔夫冈·泡利引入了2×2泡利矩阵(Pauli Matrix)作为自旋操作符号的基础,由此解决了非相对论自旋的理论。他的结果引发了保罗·狄拉克发现描述相对论电子的狄拉克方程式 。
β衰变
1930年,沃尔夫冈·泡利考虑了β衰变中能量不守恒的问题,12月4日在一封给莉泽·迈特纳的信中,他向迈特纳等人提出了一个当时尚未观测到过的、电中性的、质量不大于质子质量1%的假想粒子来解释β衰变的连续光谱 。1934年,恩里科·费米将这个粒子加入他的衰变理论并称之为中微子 。首次证实中微子存在性的是1956年弗雷德里克·莱因斯(Frederick Reines)和克莱德·考恩(Clyde Cowan)的实验 。
人才培养
指导学生
根据2023年9月数学谱系项目网站数据,沃尔夫冈·泡利在苏黎世联邦理工学院、普林斯顿大学先后指导16名学生,具体信息如下 :
时间 | 姓名 | 毕业学校 |
---|---|---|
1931年 | 亚历山大·鲁斯特霍尔茨(Rusterholz, Alexander) | 苏黎世联邦理工学院(ETH Zürich) |
1932年 | 保罗·古廷格(Güttinger, Paul) | 苏黎世联邦理工学院 |
1937年 | 莫里斯·普赖斯(Pryce, Maurice) | 普林斯顿大学(Princeton University) |
1935年 | 尼古拉斯·凯默(Kemmer, Nicholas) | 苏黎世大学(Universität Zürich) |
1938年 | 安德烈亚斯·瓦尔科(Valkó, Andreas) | 苏黎世联邦理工学院 |
1946年 | 约翰·布拉特(Blatt, John) | 普林斯顿大学 |
1946年 | 菲利克斯·维拉尔(Villars, Felix) | 苏黎世联邦理工学院 |
1949年 | 马克斯·沙夫罗斯(Schafroth, Max) | 苏黎世联邦理工学院 |
1951年 | 让-皮埃尔·布拉泽(Blaser, Jean-Pierre) | 苏黎世联邦理工学院 |
1951年 | 萨利赫·塞利姆-尤尼斯(Selim-Younis, Saleh) | 苏黎世联邦理工学院 |
1952年 | 汉斯·埃普利(Aeppli, Hans) | 苏黎世联邦理工学院 |
1952年 | 阿莫斯·德沙利特(de Shalit, Amos) | 苏黎世联邦理工学院 |
1952年 | 阿明·塞隆(Thellung, Armin) | 苏黎世联邦理工学院 |
1952年 | 比特·特罗施(Troesch, Beat) | 苏黎世联邦理工学院 |
1955年 | 菲利普·乔夸德(Choquard, Philippe) | 苏黎世联邦理工学院 |
1956年 | 查尔斯·恩茨(Enz, Charles) | 苏黎世联邦理工学院 |
参考资料来源: |
荣誉表彰
时间 | 荣誉表彰 | 授予单位 |
---|---|---|
1931年 | 洛伦兹奖章(Lorentz Medal) | 荷兰皇家艺术和科学院( Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences) |
1945年 | 诺贝尔物理学奖(Nobel Prize in Physics) | 瑞典皇家科学院 |
1952年 | 富兰克林奖章(Franklin Medal) | 富兰克林研究所(Franklin Institute) |
1953年 | 英国皇家学会院士(Fellowship) | 英国皇家学会(Royal Society) |
1956年 | 马泰乌奇奖章(Matteucci Medal) | 意大利科学院(Italian Society of Sciences) |
1958年 | 普朗克奖章(Max Planck Medal) | 德国物理学会(German Physical Society) |
参考资料来源: |
家世背景
泡利与朋友
沃尔夫冈·泡利的父亲沃尔夫冈·约瑟夫·泡利(Wolfgang Joseph Pauli)是维也纳大学物理化学教授,主要研究胶体化学;母亲伯塔·卡米拉·舒茨(Berta Camilla Schütz)是一位作家;教父是物理学家兼哲学家恩斯特·马赫(Ernst Mach,1838年2月18日—1916年2月19日) 。婚姻家庭
1929年,沃尔夫冈·泡利与凯特·玛格丽特·德普纳(Käthe Margarethe Deppner)结婚,但不到一年后两人就离婚了 。
1934年,沃尔夫冈·泡利与弗朗西斯卡·伯特伦(Franca Bertram)结婚,两人一直生活到他去世。他两次婚姻都没有孩子 。
健康状况
1929年,沃尔夫冈·泡利的母亲去世对他产生了深远的影响,让他患有严重的抑郁症,之后得到瑞士精神病学家卡尔·荣格的帮助,直到1934年再次结婚后结束了卡尔·荣格的治疗,之后两人一生中的大部分时间都有通信 。
1958年,沃尔夫冈·泡利在一次演讲中,突然感到一阵剧烈的疼痛。几周后死于胰腺癌 。
人物轶事
沃尔夫冈·泡利的同事,尤其是实验物理学家所担心的一种现象:“泡利效应(Pauli effect)”。这种效果表现于沃尔夫冈·泡利在场时技术设备突然坏了:实验失败,机器放弃了幽灵,电器坏了。奥托·斯特恩(Otto Stern)想拒绝沃尔夫冈·泡利进入他的研究所,因为害怕发生这样的事故 。
“善良,直率,不妥协的原则,他(沃尔夫冈·泡利)是物理学的良心”(Kind, forthright, and of uncompromising principles he was the conscience of physics) 。(伊西多尔·拉比(Isidor Rabi)评)
沃尔夫冈·泡利为现代原子物理学的发展做出了很大贡献(Wolfgang Pauli did much to shape the development of modern atomic physics) 。(苏黎世联邦理工学院评)
沃尔夫冈·泡利讲座
沃尔夫冈·泡利讲座(Wolfgang Pauli Lectures)是苏黎世联邦理工学院以沃尔夫冈·泡利的名字命名的一年一度的系列讲座,交替进行物理、数学和生物学方面的演讲 。
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