泡利 - 人物簡(jiǎn)介
瑞士籍奧地利理論物理學(xué)家,1900年4月25日生于維也納。1918年中學(xué)畢業(yè)后就成為慕尼黑大學(xué)的研究生,導(dǎo)師是A.索末菲。1921年以一篇關(guān)于氫分子模型的論文獲得博士學(xué)位。1922年在格丁根大學(xué)任M.玻恩的助教,結(jié)識(shí)了來該校講學(xué)的N.玻爾。這年秋季到哥本哈根大學(xué)理論物理學(xué)研究所工作。1923~1928年,在漢堡大學(xué)任講師;1928年到瑞士蘇黎世的聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)任理論物理學(xué)教授。1935年為躲避法西斯迫害而到美國(guó),1940年受聘為普林斯頓高級(jí)研究院的理論物理學(xué)訪問教授。由于發(fā)現(xiàn)“不相容原理”(后稱泡利不相容原理),獲得1945年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1946年重返蘇黎世的聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)。1958年12月15日在蘇黎世逝世。1921年,索末菲推薦年僅21歲的泡利為《數(shù)學(xué)科學(xué)百科全書》撰寫了關(guān)于相對(duì)論的長(zhǎng)篇綜述文章。泡利的這篇論著得到了A.愛因斯坦本人的高度贊許,至今還是相對(duì)論方面的名著之一。
泡利的博士論文是他在舊量子論方面的最初貢獻(xiàn)。他到哥本哈根以后,不久就開始了關(guān)于反常塞曼效應(yīng)的理論探索,通過對(duì)精細(xì)結(jié)構(gòu)譜項(xiàng)的深入分析,引入了與后來的自旋量子數(shù)相對(duì)應(yīng)的量子數(shù);并且在1925年1月間正式提出了不相容原理。這一原理可以表述為:對(duì)于完全確定的量子態(tài)來說,每一量子態(tài)中不可能存在多于一個(gè)的粒子。泡利又用(非相對(duì)論的)量子力學(xué)理論處理了□/2自旋問題,引入了二分量波函數(shù)的概念和著名的泡利自旋矩陣。通過泡利等人對(duì)量子場(chǎng)的研究,終于認(rèn)識(shí)到只有自旋為半整數(shù)的粒子(即費(fèi)密子)才受不相容原理的限制,這樣就確立了自旋統(tǒng)計(jì)關(guān)系。
泡利 - 科學(xué)貢獻(xiàn)
泡利為創(chuàng)立量子力學(xué)作出了重要貢獻(xiàn),不僅發(fā)表了許多有獨(dú)創(chuàng)性的論文,而且還提出許多很有創(chuàng)見的批評(píng)和見解。他的許多關(guān)于量子力學(xué)的綜述性文章中,最著名的一篇《波動(dòng)力學(xué)的普遍原理》(1933),是量子力學(xué)方面的重要文獻(xiàn)。
泡利 - 所獲成就
泡利特別重視物理規(guī)律的對(duì)稱性和不變性。早在β衰變中宇稱不守恒被確認(rèn)的前一年,泡利就在E.施溫格、G.C.F.呂德斯等人工作的基礎(chǔ)上指出了自然規(guī)律的洛倫茲協(xié)變性必然導(dǎo)致 CPT不變性的成立(見對(duì)稱性和守恒律)。從20年代末期開始,他把主要精力用于粒子物理學(xué)和量子場(chǎng)論的研究方面。他和W.K.海森伯一起在1929年發(fā)表了關(guān)于場(chǎng)的正則量子化方法的論文,被認(rèn)為起了開辟道路的作用。
泡利另一個(gè)歷史性的功績(jī)是中微子概念的提出。為了解釋?duì)滤プ冎蟹懦龅碾娮幽芰繛槭裁从幸粋(gè)連續(xù)譜,他在1930年提出一個(gè)假說,認(rèn)為原子核在β衰變中不僅放出電子,而且還放出一種質(zhì)量甚小,穿透力甚大的中性粒子。他當(dāng)時(shí)把它叫做“中子”;1932年后,E.費(fèi)密才把它改稱做中微子。泡利這一假說解決了β衰變中角動(dòng)量和能量不守恒的困難。1933年,費(fèi)密就根據(jù)這種假說提出了他的β衰變理論。隨著基本粒子物理學(xué)的進(jìn)展,中微子假說在弱相互作用中的重要性日益顯著。此外泡利還在量子場(chǎng)論、固體物理等方面做了很多重要的工作,他關(guān)于量子力學(xué)的哲學(xué)見解,在學(xué)術(shù)界也有重要的影響。
泡利在青年時(shí)期受到E.馬赫的很深影響,自稱是“反形而上學(xué)的后裔”;所發(fā)表的關(guān)于相對(duì)論的論文中,曾經(jīng)提出“計(jì)算中只應(yīng)出現(xiàn)本質(zhì)上可以觀察的量”的原則。這個(gè)原則后來在海森伯創(chuàng)立矩陣力學(xué)中體現(xiàn)出來,甚至在整個(gè)哥本哈根學(xué)派觀點(diǎn)的形成中都起了重大的作用。