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2019年10月15日 - 金沙澳门官网
海森堡的老师是谁,名人大全金沙澳门官网:

  43. 沃纳·海森堡
[美]迈克尔·H·哈特 著 苏世军 周宇 译

海森堡生平简介

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姓名:马克斯·普朗克 国籍:德国 年代:1858-1947 职位:科学家

公元1901~公元1976

海森堡是德国着名的物理学家,也是量子力学这门学科的主要创始人,海森堡出生于1901年的德国南部,他曾经在1932年获得诺贝尔物理学奖,也曾经在中年的时候发表了矩阵力学理论,公元1976年的时候,海森堡因病在德国去世。

   
1900年德国科学家马克斯·普朗克提出了一个大胆的假说,在科学界一鸣惊人。这一假说认为幅射能(即光波能)不是一种连续不断的流的形式,而是由小微粒组成的。他把这种小微粒叫做量子。普朗克的假说与经典的光学说和电磁学说相对立,使物理学发生了一场革命,使人们对物质性和放射性有了更为深刻的了解。

德国物理学家沃纳·卡尔·海森堡由于在取得整个科学史上的最重要的成就之──量子力学的创立中所起的作用,于1932年获得诺贝尔物理奖。

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普朗克于1858年出生在德国的基尔市。他先后就读于柏林大学和慕尼黑大学,二十一岁时在慕尼黑大学获得物理学博士学位。他一时曾在慕尼黑大学和基尔大学任教,1889年任柏林大学教授,直到1928年70岁退休为止。

力学是研究物体运动普遍规律的物理学分支。它是物理学的最基本分支,又是最基础学科。在20世纪初的年月里,人们逐渐认识到公认的力学定律不能描写极其微小物体如原子和亚原子粒子的行为;他们对此感到迷惑不解,忐忑不安,因为公认的定律应用于宏观物体(即比个体原子大得多的物体)时是白璧无瑕,完美无缺的。

海森堡生平简介中曾经写道,海森堡是爱因斯坦之后最有作为的科学家之一,他出生于1901年,1925年从大学毕业,并且创立了初步的矩阵力学理论,提出不确定性原理和矩阵理论,1932年的时候,由于对量子理论的贡献,海森堡获得了诺贝尔物理学奖。

   
和其他几位科学家一样,普朗克对黑体幅射问题也很感兴趣,黑体幅射是描述给绝对黑体加热来做电磁幅射的术语(绝对黑体是不反射任何光而完全吸收所遇见光的物体)。实验物理学家们甚至在普朗克着手研究这个问题之前就对这样的物体幅射做过认真的测量。普朗克取得的第一项成就是提出了一个用来正确描绘黑体幅射的相当复杂的代数公式。这个代数式完美地概述了实验数据,在今天理论物理学上仍常常使用。但是却有一个问题:公认的物理学定律预示存在着一个完全不同的公式。

1925年,沃纳·海森堡提出了一个新的物理学说,一个在基本概念上与经典牛顿学说有着根本不同的学说。这个新学说──在海森堡的继承人做了某些修正后──取得了光辉的成果,今天被公认为可以应用于所有的物理体系,而不管其类型如何或规模大小。

海森堡生平简介着重提及了他对于量子力学的贡献,从1932年到1946年这十几年的时间,海森堡一直致力于爱因斯坦量子理论的研究,并且还完成了核反应堆理论的测试,他在这段时间内一直吸取前人的经验,并且和来自丹麦的物理学家波尔一起在丹麦物理研究所任职,致力于完成量子力学的实验,可以说从1932年到1946年是海森堡人生中的辉煌阶段,他也是在这个时期内成为了理论物理和原子物理学家。

   
普朗克对这个问题沉思默想,终于提出了一个崭新的学说:幅射能只能以普朗克称为量子这个基本单位的整倍数形式幅射出来。根据普朗克学说,一个光量子的大小取决于光的频率(即颜色)且与一个物理量成正比。普朗克把这个物理量缩写为h,现在被称为普朗克常数。普朗克假说与当时流行的物理概念完全对立,但是他却利用这一假说在理论上准确地推导了正确的黑体幅射公式。

用数学能演证出:在只涉及宏观体系的情况下,量子力学的预测不同于经典力学的预测,不过由于两者在量上差别太小而无法度量出来(由于这种原因,经典力学──在数学上比量子力学简单得多──仍可用于大多数的科学运算)。但是在涉及原子量纲体系的情况下,量子力学的预测与经典力学的预测迥然各异;实验表明在这样的情况下,量子力学的预测是正确的。

海森堡生平简介中也曾经提及,从1946年海森堡功成名就之后,他一直在丹麦的大学教书,后来1947年第二次世界大战爆发,海森堡离开了哥本哈根物理研究所,却被纳粹德国委以重任,负责领导研制原子弹的技术工作,后来直到1976年,海森堡在德国去世,享年75岁。

   
普朗克假说具有彻底的革命性。因此若不是他以顽固保守的物理学家而著称,他的假说无疑会被当作一种荒诞的思想而弃之一边。虽然这一假说听起来很离奇,但是在这种特殊情况下却推导出了正确的公式。

海森堡学说所得出的成果之一是著名的“测不准原理”。这条原理由他在1927亲自提出,被一般认为是科学中所有道理最深奥、意义最深远的原理之一。测不准原理所起的作用就在于它说明了我们的科学度量的能力在理论上存在的某些局限性,具有巨大的意义。如果一个科学家用物理学基本定律甚至在最理想的情况下也不能获得有关他正在研究的体系的准确知识,那么就显然表明该体系的将来行为是不能完全预测出来的。根据测不准原理,不管对测量仪器做出何种改进都不可能会使我们克服这个困难!

海森堡的老师

   
当初大多数物理学家(包括普朗克本人在内)都认为这一假说不过是适应面很窄的一个数学假设。但是几年以后表明普朗克的概念还能应用于除黑体幅射以外的许多各种不同的物理现象。1905年爱因斯坦用这一概念解释光电效应,1913年尼尔斯·玻尔在他的原子结构学说中也使用了这一概念。1918年普朗克获得诺贝尔奖。他的学说基本正确而且在物理学理论方面具有根本重要的意义。

测不准原理表明从本质上来讲物理学不能做出超越统计学范围的预测(例如,一位研究放射的科学家可能会预测出在三兆个原子中将会有两百万个在翌日放射Υ射线,但是他却无法预测出任何一个具体的镭原子将会是如此)。在许多实际情况中,这并不构成一种严重的限制。在牵涉到巨大数目的情况下,统计方法经常可以为行动提供十分可靠的依据;但是在牵涉到小数目的情况下,统计预测就确实靠不住了。事实上在微观体系里,测不准原理迫使我们不得不抛弃我们的严格的物质因果观念。这就表明了科学基本观发生了非常深刻的变化;的确是非常深刻的变化以致于象爱因斯坦这样的一位伟大的科学家都不愿意接受。爱因斯坦曾经说过:“我不相信上帝在和宇宙投骰子。”然而这却基本上是大多数现代物理学家感到必须得采纳的观点。

海森堡的老师就是大名鼎鼎的科学家波尔,波尔是丹麦物理学家也是哥本哈根大学的荣誉博士、荣誉硕士,波尔也曾经在1922年的时候获得诺贝尔物理学奖,之所以说海森堡的老师是波尔,是因为海森堡24岁的时候曾经到丹麦哥本哈根大学求学,他的硕士研究生导师就是波尔,所以波尔就是海森堡当之无愧的老师。

   
普朗克坚决反对纳粹分子,这使他在希特勒时代的处境十分危险。他的次子有一次参与一伙军官暗杀希特勒的密谋,但因刺杀未遂于1945年初被处以死刑。普朗克于1947年去世,终年89岁。

显而易见,从某种理论观点来看,量子学说改变了我们对物质世界的基本观念,其改变的程度也许甚至比相对论还要大。然而量子学说带来的结果并不仅仅是人生观的变化。

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量子力学的发展可能是二十世纪中最重要的科学发展,甚至比爱因斯坦的相对论还要重要。普朗克常数h在物理理论中有着重要的作用,现在被认为是两三个最基本的物理常数之一。它出现在原子结构学说、海森堡测不准原理、幅射学说和许多科学公式中。普朗克最初计算出来的常数数值比今天使用的相差百分之二。

在量子学说的实际应用的行列之中,有诸如电子显微镜、激光器和半导体等现代仪器。它在核物理学和原子能领域里也有着许许多多的应用;它构成了我们的光谱学知识的基础,广泛地用于天文学和化学领域;它还用于对各种不同论题的理论研究,诸如液态氦的特性、星体的内部构造、铁磁性和放射性等等。

波尔出生于公元1885年,他出生于一个富有的犹太家庭,1903年的时候进入哥本哈根大学学习数学和自然科学,1912年波尔又考察了金属中的电子运动,把普朗克的量子学说和卢瑟福的原子和概念结合了起来,创造性地提出了量子力学概念。

   
一般认为普朗克是量子力学之父。虽然他对此理论后来的发展没有起什么作用,但是若把他的名次排得太后是不公正的。他所做的起始突破非常重要,使人们在思想上摆脱了先前的错误概念。因此他的继承人才能创立出今天这样完美的学说。

沃纳·海森堡于1901年出生在德国,1923年在慕尼黑大学获得理论物理学博士学位。从1924年到1927年他在哥本哈根与伟大的丹麦物理学家尼尔斯·玻尔共事。他的关于量子力学的第一篇重要论文发表于1925年,他对测不准原理论述的结果于1927年问世。海森堡1976年溘然长逝,享年七十四岁,他留下了妻子和七个儿女。

1913年的时候波尔又担任曼彻斯特大学的物理学教授,他就是在这一年提出了原子结构的玻尔模型,并且按照这一模型成功做出了实验,释放出一个带固定能量的光子,1921年波尔又阐释了元素周期表的形成,并且揭示了元素周期表的内在规律,1922年由于对元素周期表的补充获得了诺贝尔物理学奖。

就量子力学的重要性而论,读者可能要问为什么不把海森堡的名次在本册中排得更加高些。然而海森堡并不是量子力学创立中的唯一重要的科学家,为此做出了有深远意义贡献的有他的前辈马克斯·普朗克、阿伯特·爱因斯坦、尼尔斯·玻尔和法国科学家路易·德·布罗格利。此外,在海森堡的那篇具有独创性的论文发表不久以后的年月里,许多其他科学家其中包括奥地利人欧文·施罗丁格和英国人P·A·M迪拉克都对量子学说做出了重要的贡献。但是我认为海森堡是量子力学创立中的主要人物,即使按劳分功,他的贡献也理应使他在本册中名列高位。

海森堡的老师波尔自从1930年之后,一直在致力于量子力学的研发工作,也被称为世界上最优秀的几位科学家之一,不过1946年第二次世界大战爆发,,希特勒为了自己的军事野心不得不笼络波尔,想让波尔来到纳粹德国给自己制造原子弹,波尔作为一名爱好和平的科学家毅然离开了德国前去丹麦,所以最后波尔在丹麦病死。

海森堡量子力学贡献

一直以来海森堡量子力学贡献都是后来科学家们关心的话题,其实海森堡对于量子力学这门学科作出了卓越的贡献,他是量子力学这门学科的主要创始人,和爱因斯坦一起为量子力学后来的发展奠定坚实的基础,海森堡也是那个年代最着名的量子力学科学家之一。

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其实海森堡量子力学贡献有很多,1925年的时候海森堡提出了一个与众不同的新的物理学说,这个物理学说跟经典牛顿学说有着根本的不同,今天这个学说被公认为可以覆盖所有的物理体系,不管其类型和规模大小都能用,这就是海森堡理论模型,也是量子力学的来源,量子力学中最重要的一个体系是不确定性原理,这也是海森堡在1927年亲自提出的。

海森堡提出的不确定性原理是世界上意义最深远的原理之一,向人们说明了科学度量的能力存在局限性,并且为量子力学发展奠定了基础,本质上揭示了物理学家不能做出超越统计学范围的预测,给量子力学的发展提供了理论依据。

其实海森堡量子力学贡献还应该包括重要论文,从1924年到1927年是海森堡和着名物理学家玻尔共事的三年,他在波尔的帮助下发表了一篇关于量子力学的重要论文,主要阐述了不确定性原理对于量子力学的分析,这篇论文后被后人公认为是量子力学的基础。1927年的时候海森堡还发表了着名的测不准原理论述,测不准原理可以说是不确定性原理的补充版本,也对于量子力学的发展有莫大的意义。

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