沃尔夫冈·泡利

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諾貝爾物理學獎 1945年

沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli，1900年4月25日—1958年12月15日），奥地利物理学家。他是20世纪最重要的物理学家之一和诺贝尔物理学奖获得者。他最突出的贡献在于对自旋的研究。

目录 1 生平 2 科学成就 3 人品和声誉 4 泡利-荣格-对话

[编辑] 生平

泡利1900年出生于奥地利的维也纳，全名是沃尔夫冈·恩斯特·泡利，其中恩斯特是他的教父恩斯特·马赫的名字。他在维也纳上中学，与他同班的还有1938年获得诺贝尔化学奖的理查德·库恩，1918年泡利以成绩优秀毕业。仅两个月后泡利就发表了他的第一份科学论文，这篇论文是关于阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论的。他进入慕尼黑大学，阿诺德·索末菲是他的博士导师。1921年7月泡利就电离的氢分子的量力理论获得哲學博士学位。

索末菲请泡利审查一下《数学科学百科全书》（一本德语百科全书）中关于相对论的文章。泡利在获得他的博士学位两个月后完成了这篇文章，它一共有237页长。爱因斯坦对这篇文章高度赞扬并将它出版为书，直到今天这篇文章依然是相对论最经典的参考。

此后泡利一年在哥廷根大学马克斯·玻恩手下做助手，然后他又在哥本哈根后来的尼尔斯玻尔理论物理研究所工作。从1923年到1928年他在汉堡大学教书，在这段时间里他建立了许多现代量子力学理论中重要的工具，尤其他提出了泡利不相容原理和非相对论的自旋理论。

1928年泡利被任命为瑞士苏黎世联邦高等工学院理论物理教授。

1929年5月泡利退出罗马天主教会，同年12月他结婚，但他的婚姻并不美好，两人不到一年就于1930年离婚了。

1931年泡利离婚和提出中微子的建议后不久他精神崩溃。他拜访了同他一样住在苏黎世附近的心理医生卡尔·古斯塔夫·容格。他立刻开始深深地分析他的原型梦并很快就成为容格最好的学生。很快他就开始使用科学方法来批评荣格理论中的认识论问题，他的批评在一定程度上导致了荣格对他的理论的清晰化，尤其是荣格的共时性的想法。荣格与泡利之间的许多讨论纪录在两人的通信中，这些信后来被出版为《原子与原型》。

1931年泡利赴密歇根大学任客座教授，1935年赴普林斯顿高等研究院。

1934年泡利再婚，这次婚姻一直持续到他逝世。

1938年德国占领奥地利后泡利成为了德国人，第二次世界大战爆发后他的处境就困难了。1940年他赴普林斯顿任理论物理教授。他任此职直到二战结束。1946年他返回苏黎世前加入美国国籍。此后他主要待在苏黎世。

1945年泡利获得诺贝尔物理学奖，提名泡利的是爱因斯坦，理由是他“通过他1925年发现的一个新的自然定律，泡利不相容原理，所做出的重要贡献”。

1958年泡利获马克斯·普朗克奖，同年他患胰癌。泡利一生始终感到奇怪，为什么无单位的精细结构常数的值近似1/137。他进入苏黎世的红十字会医院后有一次他的助手去看望他，他就问他的助手：“你看到这间房的号码了吗？”他的病房的号码是137。1958年12月15日泡利在这间病房中逝世。

[编辑] 科学成就

泡利在物理学上，尤其在量子力学方面，做出了许多非常重要的贡献，但是泡利很少发表论文，一般他与同行（比如他与之交往非常厚的尼尔斯·玻尔和沃纳·海森堡）交换非常长的信。许多他的主意从未被发表过，而只是在他的书信中出现。他的收信人往往将他的信拷贝后给其他同行们看。泡利显然也不关心许多他的发现因此后来没有归功于他。以下是他做出的，的确归功于他的最重要的结果：

1924年为了解决观测到的分子光谱与正在发展的量子力学之间的矛盾泡利提出了一个新的自由度。他还提出了泡利不相容原理，这可能是他最重要的成果了。这个原理说任何两个电子无法占据同一量子状态。自旋的主意是泡利与拉尔夫·克罗尼格一起提出了。一年后乔治·尤金·乌伦贝克和塞缪尔·高德斯密特证实电子自旋就是泡利所提出的新的自由度。

1926年海森堡发表了量子力学的矩阵理论后不久泡利就使用这个理论推导出了氢原子的光谱。这个结果对于验证海森堡理论的可信度非常重要。

1927年他引入了泡利矩陣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。泡利的结果引发了保罗·狄拉克发现描述相对论电子的狄拉克方程式。

1930年在一封给莉泽·迈特纳的信中泡利提出了一个到此为止电中性的、无质量的粒子来解释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。1959年中微子被实验证实。

1940年泡利证明带半数自旋的粒子是费米子，带整数的自旋的粒子是玻色子。

[编辑] 人品和声誉

在物理上泡利是一个完美主义者，这不光涉及他自己的工作，也涉及到他人的工作。因此他获得了“物理理智”的称号，他的同行非常尊重他的批评。对他觉得不完善的理论他最著名的评价是“完全错误”（德语：Ganz falsch）。不过有一次他对这样的一篇论文的评价是“这篇文章不光不正确，它甚至不错误”，成为了一句物理学家中的内行笑话。另一个关于泡利的笑话是泡利死后受到上帝的接见。他问上帝，为什么精细结构常数的值是1/(137.036...)。上帝点点头，开始快速地在黑板上写公式。泡利看着他，非常满意地点头，但是很快他就开始摇头了……

另一个故事说有一次海森堡给泡利写信报道他的新理论，泡利的回信上只有一个方块，下面写着一行小字：“我的画画得同提香一样好，只是缺乏细节。”

假如泡利在附近的话，试验往往就会不成功，有时甚至试验装置会被破坏，这个现象被称为“泡利现象”。泡利本人对此不以为然，经常以之取笑。

据说还在泡利上中学的时候有一次物理教授在黑板上推导犯了一个错误，但是他找来找去找不到这个错误。最后他说：“泡利，你肯定早就找到这个错了，你说吧错在哪里。”

[编辑] 泡利-荣格-对话

直到约1990年为止泡利与容格之间的书信对话未受到注意。但后来这些书信被仔细研究。这些书信从1932年开始，一直到1958年。这些讨论的中心内容是人内部的心理与外部物质世界之间的联系。