汉斯·贝特 编辑

德国、美国双国籍物理学家,诺贝尔物理学奖获得者

汉斯·贝特汉斯·贝特

汉斯·贝特(Hans Albrecht Bethe,1906年7月2日—2005年3月6日),拥有德国和美国双国籍的物理学家,诺贝尔物理学奖获得者,美国国家科学院院士,美国艺术与科学院院士,德国国家科学院院士,英国皇家学会外籍院士,生前是康奈尔大学约翰·W·安德森物理学荣休教授。汉斯·贝特于1924年进入法兰克福大学学习化学,改学物理后于1926年进入慕尼黑大学;1928年获得博士学位;1930年至1931年先后前往剑桥大学卡文迪许实验室和罗马大学费米实验室深造;1931年回到慕尼黑大学任讲师;1932年担任图宾根大学副教授;1933年为躲避纳粹统治而移居英国;1935年来到美国康奈尔大学任教;1941年入美国藉,后在“曼哈顿计划”中被任命为洛斯·阿拉莫斯国家试验室理论部主任;1944年当选美国国家科学院院士;1954年当选为美国物理学会会长;1957年当选英国皇家学会外籍院士;1962年当选美国艺术与科学院院士;1967年获得诺贝尔物理学奖;1975年从康奈尔大学退休,同年被授予美国国家科学奖章;1978年当选德国国家科学院院士;2005年3月6日逝世,享年98岁。汉斯·贝特主要从事粒子物理、核物理、天体物理、量子力学等领域的研究工作。

基本信息

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中文名:汉斯·贝特

外文名:Hans Albrecht Bethe

国籍:德国、美国

出生地:德意志帝国斯特拉斯堡(今属法国)

出生日期:1906年7月2日

逝世日期:2005年3月6日

毕业院校:慕尼黑大学

职业:教育科研工作者

代表作品:贝特圣经

主要成就:1944年美国国家科学院院士1955年获得普朗克奖章1957年当选英国皇家学会外籍院士1962年当选美国艺术与科学院院士1967年获得诺贝尔物理学奖展开

主要成就
1944年美国国家科学院院士1955年获得普朗克奖章1957年当选英国皇家学会外籍院士1962年当选美国艺术与科学院院士1967年获得诺贝尔物理学奖1975年被授予美国国家科学奖章1978年当选德国国家科学院院士

收起

学位:博士

研究领域:粒子物理、核物理、天体物理、量子力学

人物生平

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1906年7月2日,汉斯·贝特出生于德意志帝国的斯特拉斯堡(今属法国) 。

汉斯·贝特

1911年,随家人搬到位于波罗的海地区的基尔市生活,并进入了当地一所小型小学读书。由于严寒的环境,汉斯·贝特多次感冒,还染上了肺结核 。

1915年,随家人搬到法兰克福市生活,进入当地的歌德高中(Goethe Gymnasium)就读 。

1916年,由于肺结核发作不得不中断学业,被送到了德国小城巴特克罗伊茨纳赫疗养。

1917年康复后,进入当地一所实科学校就读,又在第二年被送到了私立寄宿学校奥登瓦尔德学校(Odenwaldschule)读书。

1919年,由于德国货币变得不稳定,从小就表现出数学才能的汉斯·贝特开始参与家庭财务管理 。

1922年,回到歌德高中就读,最终于1924年中学毕业。

1924年,在父亲以及父亲的同事的联名下发表了个人首篇论文。同年,进入法兰克福大学学习化学,之后又改学了物理 。

1926年,在老师卡尔·迈斯纳(Karl Meissner)的建议下转学至慕尼黑大学,成为了阿诺德·索末菲的学生 。

1928年,获得慕尼黑大学理论物理学博士学位 。毕业后,先后在法兰克福大学、斯图加特大学担任讲师 。

1930年5月,成为慕尼黑大学的编外讲师 ;同年,通过洛克菲勒基金会提供的留学奖学金前往剑桥大学卡文迪许实验室深造 。

1931年,前往罗马大学费米实验室深造;同年,回到慕尼黑大学担任物理学讲师 。

1932年,担任图宾根大学的代理助理教授 。

1933年纳粹上台后,由于犹太血统而失去了工作;10月,前往英国曼彻斯特大学担任临时讲师 。

1934年,准备进入布里斯托大学工作,还得到了该大学提供的为期一年的奖学金;同年夏,收到了美国康奈尔大学的职位邀请,于是他于次年前往了这所大学,并在这里度过了余生 。

1935年,担任康奈尔大学助理教授 。

1937年,升为康奈尔大学约翰·W·安德森(John Wendell Anderson)物理学教授 。

曼哈顿计划期间的证件照曼哈顿计划期间的证件照

1941年2月,加入美国国籍 ;12月,获得从事机密军事项目的许可 。

1942年至1943年,担任麻省理工学院辐射实验室成员 。期间,他加入了由罗伯特·奥本海默在伯克利组织的研究小组 。

1943年至1946年,在“曼哈顿计划”中担任洛斯·阿拉莫斯国家试验室理论部主任,从事第一颗原子弹的组装工作 。

1944年,当选美国国家科学院院士 。

1946年,加入了以爱因斯坦为首的原子能科学家紧急委员会(ECAS),开展了反对核试验与核军备竞赛运动。他参与了对白宫的游说,促使肯尼迪和尼克松政府分别签署了1963年《部分禁止核试验条约》和1972年《反弹道导弹条约》 。

1954年,当选为美国物理学会会长 。

老年的汉斯·贝特老年的汉斯·贝特

1957年,当选英国皇家学会外籍院士 。

1958年至1959年,作为美国代表团成员前往日内瓦参加停止核武器试验讨论 。

1960年,再度在华盛顿大学访学 。

1962年,当选美国艺术与科学院院士 。

1967年,因“对核反应理论的贡献,特别是关于恒星中能的产生的研究发现”而获得诺贝尔物理学奖 。

1975年,从康奈尔大学退休,获得约翰·W·安德森物理学荣休教授头衔;同年,被授予美国国家科学奖章 。

1978年,当选德国国家科学院院士 。

2005年3月6日,因充血性心力衰竭在纽约州伊萨卡逝世,享年98岁 。

主要成就

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科研成就

  • 粒子物理

    1928年,汉斯·贝特在完成了博士论文《晶体对电子的衍射》。1929年,他研究晶体中能级的分裂,指出了晶体中的对称电场对其能级的影响。20世纪30年代前期,他以博士论文为起点,继续延伸着他的工作。他特别注意研究电子与物质的相互作用和电磁辐射与物质的相互作用之间的相似性。1930年秋,贝特访问剑桥时获得一些有关的实验数据。1931年,他把辐射理论扩展到可容纳狭义相对论的领域。1933年,在英国和海特勒共同研究带单粒子通过介子中原子核附近时辐射能量的情况。1934年,和海特勒联名在《皇家学会学报》上发表了题为《关于快速粒子停止及正电子的产生》的论文。在这篇论文中,他把量子电动力学应用到宇宙射线与介质相互作用问题上,提出了贝特-海特勒辐射公式(bethe-heitler formula for bremsstrahlung)。

    然而,贝特发现他的公式对低速宇宙射线在介质中的辐射特征的描述比较全面,但对高速宇宙射线却存在着明显偏差。1938年,他详细地研究了宇宙射线专家斯特利特( Stanley Livingston)和欧内斯特·劳伦斯取得的一组云室中的宇宙射线,确信宇宙射线中除了存在着电子和质子外,必定还有另一类粒子,即μ子。第二次世界大战结束后,贝特在测量μ子的精确质量中发挥了关键作用,他还发现μ子和π介子之间存在着密切的关联,从而使他成为开创高能粒 子物理新领域的中心人物。

  • 核物理

    1934年至1935年,汉斯·贝特和佩尔斯(Rudolf Peierls)合作,提出了最简单的氘核结构模型,即氘核是由一个质子和一个中子组成的。他们研究了质子红即在轰击中子时所受的偏折,对核力作出了精确的数学描述,得到了贝特-萨佩特方程,从而使贝特在1949年提出了计算散射时要用到的“有效射程”概念。1936至1937年,贝特和罗伯特·巴彻(Robert Bacher)、里文斯顿(Stanley Livingston)在美国《近代物理学评论》上发表了总结原子核物理学的三篇长文:《核的定态》《理论核动力学》《实验核动力学》。这三篇长文成为了后来人们不断参考引用的标准文献,被称作“贝特圣经”(Bethe Bible)。在这些论文中,汉斯·贝特澄清了当时的核力理论,核结构理论及核反应理论,为他以后探讨恒星能量生成问题打下了很好的理论基础。

    贝特圣经贝特圣经

    在“曼哈顿计划”中,汉斯·贝特领导着位于美国新墨西哥州的洛斯·阿拉莫斯实验室的理论物理学研究小组。该实验室是曼哈顿计划研制世界上第一颗原子弹的大本营 。当时他们的主要任务之一是计算出铀235维持裂变反应以驱动原子弹爆炸力的临界质量。在洛斯阿拉莫斯期间,他提拔了理查德·费曼,并提出了以他们两人命名的计算核武器效率的公式,贝特-费曼公式(Bethe–Feynman formula)。20世纪50年代,汉斯·贝特回到洛斯·阿拉莫斯实验室,参与了在氢弹的研制 。

  • 天体物理

    1938年,汉斯·贝特在关于“恒星能量如何产生”的研讨会上了解到了太阳的温度、密度、元素成分等信息。他提出了两种核反应过程来解释太阳的能量来源:一种是两个氢核变成一个氘核,氘核进一步捕获质子变成4He放出能量;另一种是经过碳核和氮核的催化,四个氢核变成4He并放出能量。它们分别被称为氢—氢链(p—p chain)和碳—氮—氧循环(CNO cycle)。经过计算贝特发现,在太阳温度附近,这两种过程所占比例大致相同,温度更低时前者主导,反之后者主导。贝特提出的上述核反应过程成功地解释了恒星能量的来源 。

    恒星中的氢—氢链(a)和碳—氮—氧循环(b)过程恒星中的氢—氢链(a)和碳—氮—氧循环(b)过程

  • 量子力学

    第二次世界大战结束后,汉斯·贝特转到了量子力学方面的研究,在氢光谱问题上做出了突出工作,还提出了量子多体系统本征态参数化的贝特拟设(Bethe ansatz)。1947年,汉斯·贝特成功地完成了氢原子中电子能量的兰姆移位的第一次“重正化”计算。他找到了一种技巧,能摆脱量子电动力学中的无穷大困扰,只剩下一个对应于兰姆移位的小而有限的相互作用量。在解决这个问题的第一个回合中,他没有考虑相对论效应,只对兰姆移位做了非相对论的计算,但这仍是向正确方向迈进了一大步 。

    人才培养

  • 培养学生

    根据2024年1月数学谱系项目网站数据,汉斯·贝特先后指导了包括戴维·索利斯(2016年诺贝尔物理学奖得奖者)在内的15名学生,具体信息如下:

    时间

    姓名

    学校

    1939年

    罗伯特·尤金·马沙克(Robert Eugene Marshak)

    康奈尔大学

    1950年

    小约翰·L·加梅尔(John L. Gammel, Jr.)

    弗朗西斯·尤金·劳(Francis Eugene Low)

    哥伦比亚大学

    1951年

    米歇尔·雅克·路易斯·巴朗格(Michel Jacques Louis Baranger)

    康奈尔大学

    戴维·B·比尔德(David Breed Beard)

    1955年

    马克·塞缪尔·内尔金(Mark Samuel Nelkin)

    1958年

    杰弗里·戈德斯通(Jeffrey Goldstone)

    剑桥大学

    樱井纯

    康奈尔大学

    戴维·索利斯

    1959年

    罗纳德·弗兰克·佩尔斯(Ronald Frank Peierls)

    1960年

    迈克尔·瑙恩伯格(Michael Nauenberg)

    1961年

    彼得·A·卡拉瑟斯(Peter Ambler Carruthers)

    1962年

    哈罗德·索尔·扎波尔斯基(Harold Saul Zapolsky)

    1966年

    罗曼·贾基夫(Roman Wladimir Jackiw)

    1969年

    约翰·W·奈格勒(John William Negele)

    荣誉表彰

    时间

    荣誉奖项

    授予方

    1944年

    美国国家科学院院士

    美国国家科学院

    1947年

    亨利·德雷伯奖章

    美国国家科学院

    1955年

    普朗克奖章

    德国物理学会

    1957年

    英国皇家学会外籍院士

    英国皇家学会

    1959年

    富兰克林奖章

    美国富兰克林学会

    1961年

    费米奖

    美国原子能委员会

    1961年

    爱丁顿奖章(Eddington Medal)

    英国皇家天文学会

    1962年

    美国艺术与科学院院士

    美国艺术与科学院

    1963年

    拉姆福德奖(Rumford Prize)

    美国艺术与科学院

    1967年

    诺贝尔物理学奖

    瑞典皇家科学院

    1975年

    美国国家科学奖章

    美国国家科学基金会

    1978年

    德国国家科学院院士

    德国国家科学院

    1993年

    奥斯特奖章(Oersted Medal)

    美国物理教师协会

    2001年

    布鲁斯奖章(Bruce Medal)

    太平洋天文学会

    2005年

    本杰明·富兰克林科学杰出成就奖章

    美国哲学学会

  • 社会任职

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    时间

    任职

    1941年、1948年

    哥伦比亚大学访问教授

    1942年至1943年

    麻省理工学院辐射实验室成员

    1943年至1946年

    洛斯·阿拉莫斯国家试验室理论部主任

    1946年

    原子能科学家紧急委员会委员

    1950年、1960年、1967年、1973年、1976年

    华盛顿大学访问教授

    1953年至1963年

    原子能开发协会顾问

    1954年

    美国物理学会会长

    1955年至1956年、1975年、1977年、1982年

    剑桥大学访问教授

    1955年至1987年

    Avco Everett研究所顾问

    1956年至1957年

    美国国防动员办公室科学咨询委员会委员

    1957年至1959年

    美国总统科学顾问委员会委员

    1958年至1959年

    日内瓦停止核武器试验讨论美国代表团成员

    1964年、1970年、1974年、1978年、1981年、1984年

    北欧理论物理研究所访问教授

    1964年、1982年、1985年、1987年

    加州理工学院访问教授

    1975年、1977年

    麻省理工学院访问教授

    1981年至1984年

    加州大学圣塔芭芭拉分校理论物理研究所顾问委员会委员

    个人生活

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  • 家世背景

    汉斯·贝特和妻子罗斯汉斯·贝特和妻子罗斯

    汉斯·贝特的父亲阿尔布雷希特·贝特(Albrecht Julius Bethe,1872–1954)是生理学家,是一名新教徒,曾在斯特拉斯堡大学、基尔大学、法兰克福大学任教;母亲安娜(Anna,1876–1966)是犹太音乐人和儿童故事作家,是斯特拉斯堡大学一位医学教授的女儿 。

  • 感情生活

    1939年9月,汉斯·贝特与比自己小十岁的罗斯·埃瓦尔德(Rose Ewald)结婚,她是德国物理学家保罗·彼得·埃瓦尔德(Paul Peter Ewald)的女儿。罗斯曾在曼哈顿计划中加入洛斯·阿拉莫斯国家试验室,成为汉斯·贝特的助手 。他们有两个孩子:亨利(Henry)和莫妮卡(Monica) 。

  • 兴趣爱好

    汉斯·贝特是一个登山运动爱好者,每年夏天至少花两三周时间在美国落基山脉或瑞士阿尔卑斯山徒步。他同时也是一个集邮爱好者 。这一爱好也影响了儿子亨利,他们二人都是德国集邮协会的成员 。

  • 人物影响

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  • 小行星命名

    1990年,美国国家航空航天局将绕太阳运转的小行星30828命名为“30828 Bethe” 。

  • 奖项命名

    1998年,美国物理学会创办了年度奖项“汉斯·A·贝特奖”(Hans A. Bethe Prize),授予在天体物理,核物理、核天体物理学或密切相关的领域做出突出贡献的科学家 。

  • 人物评价

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    汉斯·贝特汉斯·贝特

    汉斯·贝特是20世纪最伟大的物理学家之一,是巨人中的巨人,他的遗产将多年影响着未来的物理学界和更广泛的科学界。他因其科学成就、正直、公正以及对科学和人类进步的深切关注而受到普遍钦佩,这使他成为“科学的良心” 。(英国皇家学会评)

    汉斯·贝特是20世纪物理学的伟大先驱,也是康奈尔大学一位敬爱的老师、导师和朋友。汉斯·贝特以其洞察力的广度、研究的严谨性、社会良知的深度以及对康奈尔大学坚定的承诺,为积极参与科学的公民树立了标准,成为了子孙后代的灯塔 。(康奈尔大学第11任校长杰弗里·雷蒙评)

    汉斯·贝特是20世纪的科学巨匠,他一直受到康奈尔大学同事的尊敬。他在康奈尔大学、美国和整个世界留下了深刻而持久的思想领导力印记 。(诺贝尔物理学奖得奖者罗伯特·科尔曼·理查森评)

    人物纪念

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  • 事物命名

    2005年,宜居世界委员会(Council for a Livable World)将其驻地建筑更名为“汉斯·贝特中心”(The Hans Bethe Center)。

    2007年,康奈尔大学将一所寄宿制学院命名为“汉斯·贝特之家”(Hans Bethe House)。

    2008年,德国波恩大学成立了“贝特理论物理研究中心”(The Bethe Center)。

  • 影视形象

    在2023年上映的电影《奥本海默》中,古斯塔·斯卡斯加德饰演了汉斯·贝特。