沃尔夫冈·泡利 编辑

物理学家、诺贝尔物理学奖获得者

沃尔夫冈·泡利沃尔夫冈·泡利

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。

基本信息

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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

人物生平

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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 。

主要成就

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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

    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:

  • 个人生活

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  • 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 。

  • 人物评价

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    沃尔夫冈·泡利对二十世纪的理论物理学做出了许多重要贡献,包括解释塞曼效应,首次假设中微子的存在,并发展了后来被称为泡利不相容原理的理论(Wolfgang Ernst Pauli made numerous important contributions to twentieth-century theoretical physics, including explaining the Zeeman effect, first postulating the existence of the neutrino, and developing what has come to be known as the Pauli exclusion principle) 。(国家磁实验室评)

    “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)

    后世纪念

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  • 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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