Подписаться

Вольфганг Паули

Последняя правка сделана 2021-06-21 13:26:59 Править

Австрийский физик, лауреат Нобелевской премии по физике
Вольфганг Эрнст Паули
Pauli.jpg
РодилсяВольфганг Эрнст Паули. (1900-04-25) 25 апреля 1900. Вена, Австрия- Венгрия
Умер15 декабря 1958 (1958-12-15) (58 лет). Цюрих, Швейцария
ГражданствоАвстрия. США. Швейцария
Alma materУниверситет Людвига-Максимилиана
Известен как
Награды
Научная карьера
F ieldsТеоретическая физика
УчрежденияГеттингенский университет. Копенгагенский университет. Гамбургский университет. ETH Zurich. Институт перспективных исследований
Диссертация О водороде Модель молекулярных ионов (1921)
Научный руководитель Арнольд Зоммерфельд
Другие научные руководителиМакс Борн
Докторанты
Другие известные студенты
Влияния
ВлиялРальф Крониг
Примечания
Его крестным отцом был Эрнст Мах. Его не следует путать с Вольфгангом Полем, который называл Паули своей «мнимой частью», каламбур с мнимой единицей i.

Вольфгангом Эрнстом Паули (; Немец: ; 25 апреля 1900 - 15 декабря 1958) был австрийским (а позже американским / швейцарским) физиком-теоретиком и один из пионеров квантовой физики. В 1945 году, после того, как его номинировал Альберт Эйнштейн, Паули получил Нобелевскую премию по физике за свой «решающий вклад в открытие нового закона природы, принципа исключения или Принцип Паули ". Открытие касалось теории спина, которая является основой теории структуры вещества. Он также продемонстрировал не по годам развитые способности к физике, получив докторскую степень в 21 год, хотя окончил среднюю школу в 18 лет (примерно средний возраст для получения диплома).

Содержание

  • 1 Биография
    • 1.1 Ранние годы
    • 1.2 Научные исследования
    • 1.3 Личность и репутация
    • 1.4 Личная жизнь
  • 2 Библиография
  • 3 Ссылки
  • 4 Дополнительная литература
  • 5 Внешние ссылки

Биография

Ранние годы

Паули родился в Вене в семье химика Вольфганг Йозеф Паули (урожденный Вольф Пашелес, 1869–1955) и его жена Берта Камилла Шютц; его сестрой была Герта Паули, писательница и актриса. Второе имя Паули было дано в честь его крестного, физика Эрнста Маха. Бабушка и дедушка Паули по отцовской линии были из известных еврейских семей Праги ; его прадедом был еврейский издатель Вольф Пашелес. Отец Паули перешел из иудаизма в римский католицизм незадолго до своей женитьбы в 1899 году. Мать Паули, Берта Шютц, выросла в католической религии ее собственной матери; ее отцом был еврейский писатель Фридрих Шютц. Паули вырос как католик, но со временем он и его родители покинули Церковь. Считается, что он был деистом и мистиком.

Паули посещал Дёблингер -гимназию в Вене, которую окончил с отличием в 1918 году. Всего через два месяца после окончания учебы, он опубликовал свою первую статью по теории Альберта Эйнштейна общей теории относительности . Он учился в Университете Людвига-Максимилиана в Мюнхене, работая под руководством Арнольда Зоммерфельда, где в июле 1921 года получил докторскую степень за диссертацию по квантовой теории ионизированного двухатомного водорода (H. 2).

Зоммерфельд попросил Паули пересмотреть теорию относительности для Encyklopädie der Mathematischen Wissenschaften (Энциклопедия математических наук). Через два месяца после получения докторской степени Паули завершил статью, объем которой составил 237 страниц. Его хвалил Эйнштейн ; опубликованная как монография, она и по сей день остается стандартной справочной информацией по этому вопросу.

Вольфганг Паули читал лекции

Паули провел год в Университете Геттингена в качестве ассистента Максу Борну, а в следующем году в Институте теоретической физики в Копенгагене, который позже стал Институтом Нильса Бора в 1965 году. С 1923 по 1928 год, он был лектором в Гамбургском университете. В этот период Паули сыграл важную роль в развитии современной теории квантовой механики. В частности, он сформулировал принцип исключения и теорию нерелятивистского спина.

. В 1928 году он был назначен профессором теоретической физики в ETH Zurich в Швейцарии, где он сделал значительный научный прогресс. Он был приглашенным профессором в Мичиганском университете в 1931 году и в Институте перспективных исследований в Принстоне в 1935 году. Он был награжден медалью Лоренца. в 1931 году.

В конце 1930 года, вскоре после своего постулата о нейтрино и сразу после развода и самоубийства матери, Паули пережил личный кризис. Он консультировался с психиатром и психотерапевтом Карлом Юнгом, который, как и Паули, жил недалеко от Цюриха. Юнг немедленно начал интерпретировать глубоко архетипические сны Паули, и Паули стал одним из лучших учеников Юнга. Вскоре он начал критиковать эпистемологию теории Юнга с научной точки зрения, и это способствовало определенному прояснению мыслей последнего, особенно в отношении концепции синхронности. Многие из этих обсуждений задокументированы в письмах Паули / Юнга, которые сегодня опубликованы как Атом и Архетип. Подробный анализ Юнгом более 400 снов Паули задокументирован в Психология и алхимия.

Немецкая аннексия Австрии в 1938 сделала его гражданином Германии, что стало для него проблемой в 1939 г. начало Второй мировой войны. В 1940 году он тщетно пытался получить швейцарское гражданство, которое позволило бы ему остаться в ETH.

Паули переехал в США в 1940 году, где он работал профессором теоретической физики в Институт перспективных исследований. В 1946 году, после войны, он стал натурализованным гражданином Соединенных Штатов и впоследствии вернулся в Цюрих, где и оставался в основном до конца своей жизни. В 1949 году он получил швейцарское гражданство.

В 1958 году Паули был награжден медалью Макса Планка. В том же году он заболел раком поджелудочной железы. Когда его последний ассистент Чарльз Энц посетил его в больнице Роткройц в Цюрихе, Паули спросил его: «Вы видели номер комнаты?» Это было число 137. Всю свою жизнь Паули был озабочен вопросом, почему постоянная тонкой структуры, безразмерная фундаментальная постоянная, имеет значение, почти равное 1/137. Паули умер в этой комнате 15 декабря 1958 года.

Научные исследования

Паули как физик внес много важных вкладов, прежде всего в области квантовой механики. Он редко публиковал статьи, предпочитая длительные переписки с такими коллегами, как Нильс Бор и Вернер Гейзенберг, с которыми у него были близкие дружеские отношения. Многие из его идей и результатов никогда не публиковались и появлялись только в его письмах, которые часто копировались и распространялись получателями.

Паули предложил в 1924 году новую квантовую степень свободы (или квантовое число ) с двумя возможными значениями, чтобы устранить несоответствия между наблюдаемыми молекулярными спектрами и развивающейся теорией квантовой механики. Он сформулировал принцип исключения Паули, возможно, его самую важную работу, в которой говорилось, что никакие два электрона не могут существовать в одном квантовом состоянии, определяемом четырьмя квантовыми числами, включая его новую двузначную степень свободы. Идея вращения возникла у Ральфа Кронига. Джордж Уленбек и Сэмюэл Гоудсмит год спустя идентифицировали новую степень свободы Паули как электрон вращение, открытие, в котором Паули очень долгое время ошибочно отказывался верить.

В 1926 году, вскоре после того, как Гейзенберг опубликовал матричную теорию современной квантовой механики, Паули использовал ее для вывода наблюдаемых спектр атома водорода . Этот результат был важен для обеспечения достоверности теории Гейзенберга.

Паули ввел матрицы Паули 2 × 2 в качестве основы спиновых операторов, тем самым решив нерелятивистскую теорию спина. Иногда говорят, что эта работа, включая уравнение Паули, повлияла на Поля Дирака при создании уравнения Дирака для релятивистского электрон, хотя Дирак заявил, что он изобрел те же самые матрицы самостоятельно в то время, без влияния Паули. Дирак изобрел похожие, но более крупные (4x4) спиновые матрицы для использования в его релятивистской трактовке фермионного спина.

В 1930 году Паули рассмотрел проблему бета-распада. В письме от 4 декабря к Лизе Мейтнер и др., Начиная со слов «Уважаемые радиоактивные дамы и господа », он предположил существование до сих пор ненаблюдаемой нейтральной частицы с небольшой массой, не более 1% массы протона, чтобы объяснить непрерывный спектр бета-распада. В 1934 году Энрико Ферми включил частицу, которую он назвал нейтрино, «маленькое нейтральное» на итальянском языке Ферми, в свою теорию бета-распада. Нейтрино было впервые экспериментально подтверждено в 1956 году Фредериком Райнсом и Клайдом Коуэном, за два с половиной года до смерти Паули. Получив эту новость, он ответил телеграммой: «Спасибо за сообщение. Все приходит к тому, кто умеет ждать. Паули».

В 1940 году он заново вывел теорему спин-статистики, критический результат квантовой теории поля, который утверждает, что частицы с полуцелым спином являются фермионами, а частицы с целым спином - бозонами.

В 1949 году он опубликовал статью на тему Регуляризация Паули – Вилларса : регуляризация - это термин, обозначающий методы, которые изменяют бесконечные математические интегралы, чтобы сделать их конечными во время вычислений, чтобы можно было определить, образуют ли по существу бесконечные величины в теории (масса, заряд, волновая функция) конечное и, следовательно, вычисляемое множество, которое может быть переопределено в терминах их экспериментальных значений, этот критерий называется перенормировкой, и который удаляет бесконечности из квантовых теорий поля, но также, что важно, позволяет вычислять поправки высшего порядка в теории возмущений.

Паули неоднократно критиковал современный синтез эволюционной биологии, а его современные поклонники указывают на способы эпигенетического наследования как на поддерживающие его аргументы.

Личность и репутация

Вольфганг Паули, ок. 1924

Эффект Паули был назван в честь его странной анекдотической способности ломать экспериментальное оборудование, просто находясь поблизости. Паули знал о своей репутации и радовался, когда эффект Паули проявлялся. Эти странные происшествия совпадали с его противоречивыми исследованиями законности парапсихологии, особенно его сотрудничества с К. Дж. Юнг о концепции синхронности.

Что касается физики, Паули был известным перфекционистом. Это распространялось не только на его собственную работу, но и на работу его коллег. В результате он стал известен в физическом сообществе как «совесть физика», критик, перед которым несли ответственность его коллеги. Он мог яростно отвергать любую теорию, которой он находил недостающую, часто называя ее ganz falsch совершенно неправильной.

Тем не менее, это не была его самая суровая критика, которую он приберег для теорий или тезисов, представленных настолько нечетко, что они не могут быть проверены или неоценимы и, следовательно, не принадлежат должным образом к сфере науки, даже если выдают себя за таковые.. Они были хуже, чем неправы, потому что их нельзя было доказать. Известно, что он однажды сказал о такой неясной статье: «Это даже не неправильно !"

Его предполагаемое замечание при встрече с другим ведущим физиком, Полом Эренфестом, иллюстрирует это представление о высокомерном Паули. двое впервые встретились на конференции. Эренфест был знаком с работами Паули и был весьма впечатлен ими. После нескольких минут разговора Эренфест заметил: «Думаю, мне нравится ваша статья в Энциклопедии [по теории относительности] больше, чем мне нравится вы, - на что Паули парировал, - это странно. Со мной, что касается вас, все как раз наоборот ». С тех пор они стали очень хорошими друзьями.

Несколько более теплая картина возникает из этой истории, которая появляется в статье о Дираке:

Вернер Гейзенберг [в Physics and Beyond, 1971] вспоминает дружеский разговор молодых участников Сольвеевской конференции 1927 года о взглядах Эйнштейна и Планка на религию. Вольфганг Паули, Гейзенберг и Дирак принял в нем участие. Вклад Дирака был острой и ясной критикой политического манипулирования религией, которую Бор очень ценил за ее ясность, когда Гейзенберг сообщил ему об этом позже. Среди прочего, Дирак сказал: «Я не могу понять. почему мы праздно обсуждаем религию. Если мы честны - а поскольку честность ученых - наша точная обязанность - мы не можем не признать, что любая религия - это совокупность ложных утверждений, лишенных какого-либо реального основания. Сама идея Бога - продукт человеческого воображения. [...] Я не признаю никаких религиозных мифов, хотя бы потому, что они противоречат друг другу. [...] "Точка зрения Гейзенберга была терпимой. Паули промолчал после некоторых первоначальных замечаний. Но когда, наконец, его спросили его мнение, он в шутку сказал:" Ну, я бы сказал, что у нашего друга Дирака тоже есть религия и первая заповедь этой религии - «Бога не существует, и Поль Дирак - его пророк». Все рассмеялись, включая Дирака.

Многие идеи и результаты Паули никогда не публиковались и появлялись только в его письмах, которые часто копировались и распространялись их получателями. Паули, возможно, не беспокоило то, что большая часть его работ, таким образом, оставалась незарегистрированной, но когда дело дошло до всемирно известной лекции Гейзенберга 1958 года в Геттингене об их совместной работе по единой теории поля и прессе В пресс-релизе, назвав Паули простым "помощником профессора Гейзенберга", Паули обиделся, осудив физическое мастерство Гейзенберга. В результате ухудшения отношений между ними Гейзенберг проигнорировал похороны Паули и написал в своей автобиографии, что критика Паули была перегружен, хотя в конечном итоге теория поля оказалась несостоятельной, что подтвердило критику Паули. Паули был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) в 1953. В 1958 году он стал иностранным членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук.

Личная жизнь

Бюст Вольфганга Паули (1962)

В мае 1929 года Паули покинул Римско-католическую церковь. В декабре того же года он женился на Кете Маргарет Деппнер, танцовщице кабаре. Брак оказался несчастливым и закончился разводом менее чем через год в 1930 году. В 1934 году он снова женился на Франциске Бертрам (1901–1987). У них не было детей.

Библиография

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с: Вольфганг Паули
Викискладе есть материалы, связанные с Вольфгангом Паули.
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте
Список материалов:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26