陳梅
11.“百算神童”高斯(1777~1855)
和歐拉類似,德國科學(xué)家高斯也在許多科學(xué)領(lǐng)域都有重大貢獻。例如,在大地測量、電磁學(xué)與光學(xué)等領(lǐng)域的杰出成果。
高斯的綽號是“百算神童”,源于他年僅10歲時,就以閃電般的速度算出了老師要全班同學(xué)求解的題目“1+2+3+…+100=?”。
年僅16歲的高斯,就“憑直覺”先于其他數(shù)學(xué)家猜測出了素數(shù)定理;22歲就率先證明了代數(shù)基本定理。他24歲出版的傳世之作《算術(shù)研究》一書,為數(shù)論開辟了一個新紀元。因為在幾乎所有數(shù)學(xué)分支學(xué)科都有重大成果,所以高斯也被尊稱為“數(shù)學(xué)王子”。在他辭世后不久,德國漢諾威公國的最后一個國王喬治五世,就敕令鑄造了一枚直徑7厘米的紀念章贈給高斯家族,上面寫著“君王喬治向數(shù)學(xué)家之王致敬”。
1989年至2001年在德國流通的10馬克紙幣上,印有高斯的肖像和他的部分成果。
12.“萬磁之王”奧斯特(1777~1851)
古代發(fā)現(xiàn)的“頓牟綴芥”的電現(xiàn)象和“磁石引針”的磁現(xiàn)象,使人們長期思考:電和磁究竟有沒有聯(lián)系?法國物理學(xué)家?guī)靵稣J為:“電就是電,磁就是磁,它們之間不可能有聯(lián)系?!?/p>
然而,在1731年的一次驚雷閃電之后,一名英國商人偶然發(fā)現(xiàn)他的一箱新刀叉竟然有了磁性。1751年,美國科學(xué)家富蘭克林發(fā)現(xiàn)萊頓瓶放電后,附近的縫紉針也被磁化了……
“是電生的磁嗎?”一直沒有人能得出滿意的答案。
1820年4月的一天晚上,丹麥物理學(xué)家奧斯特在哥本哈根給一些頗有教養(yǎng)的人講“伽伐尼電”。當他在實驗中無意識地扳動電源開關(guān)時,偶然發(fā)現(xiàn)一枚放在細長鉑絲導(dǎo)線附近的小磁針輕微地晃動了一下……
這就是著名的“電流的磁效應(yīng)”,簡稱“電生磁”——后來稱為“電磁學(xué)第一定律”。
奧斯特在人類科學(xué)史上首次驗證了電和磁有必然聯(lián)系,是他長期尋找電和磁這兩類自然界力之間聯(lián)系的結(jié)果。這也是當今人們尋找宇宙間幾種力統(tǒng)一的起點,所以“電生磁”的意義并不限于這一事件本身——辯證唯物主義認為,自然界的事物都是互相關(guān)聯(lián)的,所以“電生磁”的發(fā)現(xiàn)在哲學(xué)上也有重要意義。
奧斯特因為發(fā)現(xiàn)“電生磁”而名聲大噪:英法兩國相繼聘他為皇家學(xué)會會員或科學(xué)院院士……
1961~1970年,在丹麥發(fā)行的100克朗紙幣上,有奧斯特的肖像與他發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的裝置圖。
13.“火車之父”斯蒂芬森(1781~1848)
2017年6月26日,速度可達400千米/小時的“中國標準”動車組“復(fù)興”號,分別從京滬首發(fā),上演了中國“高鐵版”的“雙城記”。
距今192年之前的1825年9月27日,載重90噸、速度為24千米/小時的機車(后人稱為火車)“運動”號——世界上正式啟用的第一列實用旅客列車,運載著450名旅客,也演出了“雙城記”——從英國的達靈頓到斯托克頓。它的“導(dǎo)演”就是研制這臺蒸汽機車的英國發(fā)明家斯蒂芬森。他此前于1813年研制的第一臺火車頭“布呂歇爾”號,在次年夏天成功地牽引了30噸的負載。
1829年,英國舉行過一次從曼徹斯特到利物浦(這條鐵路在1830年9月15日正式對外開放運營)的機車競速比賽,斯蒂芬森和他的兒子研制的新機車“火箭”號以56千米/小時的速度獲勝。在以后的10年中,他研制了12輛類似的火車頭。隨著鐵路建設(shè)在英國、歐洲大陸和北美洲迅速展開,斯蒂芬森繼續(xù)作為這種革命性的運輸工具的主要指導(dǎo)者,解決許多鐵道線路選線、鐵路建設(shè)、橋梁設(shè)計、機車和車輛制造等問題,并在國內(nèi)外許多鐵路工程中擔任顧問。1847~1848年,他擔任了機械工程學(xué)會第一任主席。
雖然以電為動力的“復(fù)興”號并不是蒸汽機車的翻版,但其肇始卻是蒸汽機車。
令人難以置信的是,出生在伙夫之家、8歲下礦井打工、31歲被任命為采礦工程師的斯蒂芬森,直到18歲進夜校讀書之前還是一個文盲(19歲才會寫自己的名字)。斯蒂芬森從1810年著手研制蒸汽機車,1821年開始建造英國的第一條公用鐵路(從達靈頓到斯托克頓),兩年后建立了英國第一家機車廠,他也因此與前述對鐵路運輸?shù)闹卮筘暙I被譽為“鐵路之父”。英國工程師、科學(xué)家布魯內(nèi)爾在18世紀30年代提出了當今國際通用的4英尺8.5英寸(約合1435毫米)標準軌距。為什么要采用1435毫米?原因之一是為了紀念斯蒂芬森:前述“運動”號,就行駛在1435毫米軌距的鐵路上。
在英國于1970年發(fā)行的E系列5英鎊紙幣背面,印有斯蒂芬森的肖像,以及“火箭”號的火車頭。
14.“經(jīng)典電動力學(xué)之父”法拉第
(1791~1867)
不管我們把當今的時代稱為航天時代還是原子時代,但對日常生活來說,都沒有稱為電氣時代更具有廣泛性和概括性。
無論是對電磁學(xué)做出過巨大貢獻的庫侖、伏特、奧斯特,還是安培、楞次、歐姆等,在這個領(lǐng)域都無法與“英國電磁學(xué)雙子星”法拉第與麥克斯韋相提并論。
出生貧寒、主要靠自學(xué)成才的法拉第數(shù)學(xué)較差,但擅長物理、化學(xué)實驗的探索,所以被稱為實驗物理學(xué)家、實驗化學(xué)家——兩個電解定律以他的名字命名,諸如陽極、陰極、電極、離子等使用至今的通俗名詞也是他首先提出來的。麥克斯韋則正好相反——多才多藝的“神童”,數(shù)學(xué)特好,擅長理論概括。1860年,29歲的麥克斯韋到倫敦皇家學(xué)院任教,隨即特地拜訪比他大40歲的法拉第。在這次永載史冊的難忘會晤之后的1862、1864年,麥克斯韋分別發(fā)表了一篇論文,劃時代地將紛繁雜亂的電磁現(xiàn)象、電磁場理論用簡潔、對稱、完美的數(shù)學(xué)形式統(tǒng)一為一種完整的學(xué)說,創(chuàng)建了經(jīng)典電動力學(xué)主要基礎(chǔ)的麥克斯韋方程組。
那么,麥克斯韋是如何創(chuàng)立包含此前所有電磁研究成果,并預(yù)言存在電磁波的電磁場理論的呢?這得益于上述那次難忘的會晤。
原來,法拉第在完成了他的第一項重大發(fā)明——世界上第一臺電動機(雛形)之后的1831年8月29日,還發(fā)現(xiàn)了作為發(fā)電機基礎(chǔ)的電磁感應(yīng)定律——他對人類做出的一項偉大的貢獻。法拉第這項“磁生電”的發(fā)明,得益于對奧斯特“電生磁”的逆向思維,是運用這種科學(xué)方法的最精彩典范之一。為了解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象,法拉第提出了當時所有物理學(xué)家都認為是離經(jīng)叛道的妄想——“力線”與“場”的概念。他認為空間是布滿磁力線的“場”,這是牛頓以后物理基本概念最重要的發(fā)展。直到1858年,這兩個“膽大包天”的概念,才被一個27歲的青年理論物理學(xué)家麥克斯韋首先接受。于是,麥克斯韋綜合此前的眾多電磁學(xué)成果,特別是利用法拉第的這兩個概念,在1864年創(chuàng)立了電磁理論。
麥克斯韋方程組的優(yōu)點,或者說它強大的威力,在于它的通用性:在經(jīng)典物理學(xué)的任何情況下都可以應(yīng)用,此前的所有電磁學(xué)定律都可以由它推導(dǎo)出來。
不但如此,麥克斯韋方程組還預(yù)言了電磁波的傳播速度就是光的傳播速度——光不過是波長在一定范圍內(nèi)的特殊電磁波。這樣,光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)就融合為一體了!
于是,法拉第與麥克斯韋被并稱為“經(jīng)典電動力學(xué)之父”,以及《100人》把他倆接踵排在第28、第29位的高位,也就順理成章了。
法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律,使人類第一次看到實現(xiàn)用電池以外的其他方式來獲得大功率電能的可能性。于是,人類進入電氣時代就“只爭朝夕”了。
“自從牛頓奠定理論物理學(xué)的基礎(chǔ)以來,物理學(xué)公理基礎(chǔ)的最偉大的變革,是由法拉第和麥克斯韋在電磁現(xiàn)象方面的工作所引起的。”在紀念麥克斯韋誕辰100周年的文集中,愛因斯坦寫道:“這樣一次偉大的變革是同法拉第、麥克斯韋和赫茲的名字永遠聯(lián)系在一起的?!?/p>
在英國于1970年發(fā)行的E系列20英鎊紙幣背面,是法拉第的肖像與他在皇家學(xué)會進行科學(xué)講座(《蠟燭的故事》是他深受大家喜愛的“保留節(jié)目”)時的盛況。
15.“腳踩怪物的‘大力士”阿貝爾
(1802~1829)
在挪威首都奧斯陸的皇家公園內(nèi),一座聳立著的雕像格外引人注目:一位赤身裸體的“大力士”,腳下踩著兩個怪物……
“一個一般的5次代數(shù)方程沒有統(tǒng)一的根式解?!边@個數(shù)學(xué)家們花了300多年都沒有得到的成果,是一個不起眼的“小青年”——挪威數(shù)學(xué)家阿貝爾發(fā)現(xiàn)并發(fā)表相關(guān)論文的。從此,我們知道:5次以下的一般代數(shù)方程都有統(tǒng)一的根式解,而不小于5次的一般代數(shù)方程沒有統(tǒng)一的根式解。
當然,阿貝爾的數(shù)學(xué)成果遠遠不止于此。例如,創(chuàng)立橢圓函數(shù)理論等。以他的名字命名的數(shù)學(xué)名詞達到20多個——阿貝爾積分、阿貝爾函數(shù)、阿貝爾群、阿貝爾級數(shù)……
于是,有人認為,上述腳下踩著的兩個怪物,就是一元五次代數(shù)方程和橢圓函數(shù)理論;“大力士”就是阿貝爾。不過,這位“大力士”的命運極其悲慘——僅僅度過了27個“秋水長天,眼底流年”,就因為貧?。ǚ谓Y(jié)核)交加、屈辱困厄、心力交瘁,無奈地辭別女友肯普而撒手人寰。
阿貝爾死后,肯普和她的丈夫在悼念他時發(fā)現(xiàn),隨著歲月的流逝,越來越多的人從世界各地趕到阿貝爾的墓地,而肯普夫婦倆只是這個隊伍中的一對普通“朝圣”者……
法國數(shù)學(xué)家埃爾米特說:“阿貝爾留下的(豐富數(shù)學(xué)思想)可以讓數(shù)學(xué)家們忙碌500年?!笔堑摹藗冊诎⒇悹査篮笠恢痹凇懊β怠?,例如研究“阿貝爾群”的國際會議,至今依然定期召開。
還有一件必須“忙碌”的大事。2001年8月5日,挪威政府宣布從2003年起,每年6月3日前后在奧斯陸頒發(fā)阿貝爾獎。設(shè)立獎金為600萬挪威克朗(約合100萬美元)的阿貝爾獎,既紀念了阿貝爾誕生200周年,也彌補了菲爾茲獎的獎金少、獲獎人數(shù)少與只限于純粹數(shù)學(xué)的不足,真正成了能和諾貝爾獎媲美的科學(xué)界最高獎。
從1978年起,挪威發(fā)行了第五套紙幣,其中1985年第三版的500挪威克朗那一枚的正面,就是阿貝爾的肖像。此外,挪威還在2002年8月5日發(fā)行了紀念阿貝爾誕辰200周年的銅幣。
16.“海王星之父”勒維耶(1811~1877)
1781年3月13日晚上,原籍德國的英國天文學(xué)家弗里德里希·威廉·赫歇爾發(fā)現(xiàn)太陽系由內(nèi)向外的第七顆大行星——天王星。之后,天文學(xué)家們掀起了在2.8天文單位(1天文單位=太陽與地球之間的平均距離≈1.5億千米)附近搜索新行星的熱潮。
1821年,法國天文學(xué)家布瓦爾發(fā)現(xiàn)天王星的實際位置與計算出來的星歷表中的位置相比,有很小的一點異常。到了1830年前后和1845年,這種異常分別增大到20角秒與120角秒以上。顯然,這種其他6顆大行星都沒有的“天王星亂跑”,是天文學(xué)家們不能容忍的。
那么,這120角秒以上的位置異常是什么原因引起的呢?
法國天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家勒維耶拿起了筆。經(jīng)過計算,他推測是在天王星之外有一顆未知行星的引力干擾了天王星的運動軌道(天文學(xué)上叫“攝動”)。他還在1846年8月31日計算出這顆未知行星的軌道、位置與大小,然后在同年9月18日寫信請他的朋友——德國柏林天文臺的副臺長(一說臺長助理)約翰·戈特弗里德·伽勒幫助尋找:“請你把望遠鏡對準寶瓶星座中、黃經(jīng)326度的那部分天空。你將看到,就在這附近1度的范圍內(nèi),有一顆亮度為9等的星,它就是我們大家都在找的新行星?!?846年9月23 日上午,伽勒收到了勒維耶的來信,就立即請從1835年起就擔任該臺臺長的約翰·弗朗茨·恩克組織搜尋。結(jié)果,伽勒與他的助手和學(xué)生海因里?!ぢ芬姿埂み_雷斯特在當天晚上只花了1小時,就在離勒維耶預(yù)言的位置52角分之處,發(fā)現(xiàn)了一顆新的行星,只不過亮度為更大的8等星。后來,這個“誕生在筆尖上的行星”被命名為海王星。
1868年和1876年,勒維耶榮獲英國皇家天文學(xué)會金質(zhì)獎?wù)?。他還因此成為埃菲爾鐵塔上所刻的“七十二賢”之一。
1846年9月下旬,勒維耶發(fā)現(xiàn)海王星的消息傳到了隔海相望的英國,使格林尼治天文臺臺長喬治·比德爾·艾里、劍橋天文臺臺長詹姆斯·查理士和27歲的“毛頭小伙”約翰·庫奇·亞當斯都大吃一驚。這又是為什么呢?
原來,亞當斯于1843年在劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)系畢業(yè)之后,經(jīng)過兩年的計算,預(yù)言了一顆新星(即后來發(fā)現(xiàn)的海王星)的位置。1845年9月和10月21日,當他先后把計算結(jié)果報告給艾里和查理士,請他倆用天文望遠鏡尋找的時候,他倆卻置之不理?,F(xiàn)在好了,“煮熟的鴨子”讓勒維耶搶先“吃”了!這就是大吃一驚的原因。
當勒維耶發(fā)現(xiàn)海王星的消息傳來之時,艾里和查理士都追悔莫及,受到了深刻而慘痛的教訓(xùn)。艾里更是為自己的冷淡和傲慢交了“數(shù)目不菲的學(xué)費”——英國人始終忿忿不平地譴責他把發(fā)現(xiàn)海王星的優(yōu)先權(quán)拱手讓給“法國佬”,把他看作“賣國賊”。這里的背景是,亞當斯比勒維耶更早計算出海王星的位置。更具有諷刺意味的是,亞當斯是在劍橋大學(xué)畢業(yè)之前的1841年讀到艾里關(guān)于天文學(xué)的最新進展的報告之后,才開始這一計算的!
不過,最終的結(jié)果還是大致圓滿的:天文學(xué)界大多承認勒維耶和亞當斯是海王星的共同發(fā)現(xiàn)者,曾在一次會議上見過面并成為好朋友的兩人,都被稱為“海王星之父”。
法國在1947年發(fā)行的50法郎紙幣正面,有勒維耶的肖像。
17.居里夫(1859~1906)婦(1867~1934)
居里夫人(瑪麗·居里)是大家熟悉的揚名四海的科學(xué)明星——主要是基于她的美德和發(fā)現(xiàn)天然放射性元素鐳等。其實,元素的天然放射性是由法國物理學(xué)家貝克勒爾最早(在1896年)在鈾(雙氧鈾硫酸鉀鹽里的鈾)中發(fā)現(xiàn)的,居里夫人是在看到他的報告之后,才和自己的丈夫皮埃爾·居里一起開始研究這個課題的。于是,《100人》把貝克勒爾排在第58位,而居里夫婦則“名落孫山”。
盡管如此,貝克勒爾與居里夫婦還是共享了1903年的諾貝爾物理學(xué)獎。
居里夫人偌大的名聲,還有另外三個原因:一個“巾幗”也可以“走出廚房”做出“須眉”那樣重要的科學(xué)貢獻;因為發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳,獨得1911年諾貝爾化學(xué)獎——世界上第一個兩獲諾貝爾獎的人;因為研究并合成人工放射性元素,居里夫婦的大女兒伊雷娜與女婿約里奧夫婦倆共享1935年的諾貝爾化學(xué)獎。居里夫人自己兩獲諾獎,丈夫獲諾獎,女兒與女婿共享諾獎,這在諾獎歷史上絕無僅有!
于是,“波蘭驕傲”與“法蘭西榮耀”交織在一起,就有了法國在1994、1998等年份發(fā)行的500法郎紙幣正面的居里夫婦肖像。
此外,波蘭也在1989年發(fā)行的20000茲羅提紙幣上印上了居里夫人的肖像。
18.“無線電之父”馬可尼(1874~1937)
對于國人來說,無線電一詞已經(jīng)不是“新鮮貨”——當今中國手機持有總量已經(jīng)超過13億部。如果再加上因特網(wǎng)、無線電廣播與電視等,無線電比“大白菜”還常見。
然而,無線電的誕生卻來之不易。
麥克斯韋在1864年創(chuàng)立的電磁學(xué)理論中預(yù)言了電磁波的存在,但只有少數(shù)幾個猶豫不決的支持者,多數(shù)知名的物理學(xué)家并不贊同,甚至譏笑為“紙上的發(fā)現(xiàn)”,是一場數(shù)學(xué)游戲,沒有任何用途。
24年之后的1888年,德國物理學(xué)家赫茲在用萊頓瓶放電的實驗中,發(fā)現(xiàn)了電磁波(包括電波和磁波),還證明它呈現(xiàn)出光所具備的所有性質(zhì)(包括反射、折射、干涉、衍射、偏振等,特別是速度與光速相等)。至此,麥克斯韋的電磁理論得到了全面證實。于是,不少人都在考慮電磁波的實用價值,以期為人類謀利。例如,赫茲的朋友——德國工程師胡布爾就設(shè)想用它來進行無線電通訊,但對在技術(shù)上是否能夠?qū)崿F(xiàn)沒有把握,就在1889年12月向赫茲請教。
但聲名遠播的“電波報春人”赫茲,卻在1889年底回信對胡布爾潑冷水說:“如果要用電磁波通訊,大概得有像歐洲大陸那樣大的巨型反射鏡才行。還要把它懸掛在天上?!?/p>
赫茲的冷水打消了胡布爾的念頭,無線電通訊的設(shè)想被赫茲扼殺在搖籃之中……
然而,“不依古法但橫行,自有風(fēng)雷繞膝生”。意大利物理學(xué)家、發(fā)明家馬可尼就是“不依古法”,贏得“風(fēng)雷繞膝生”中的一個。1895年,他成功地發(fā)明了一個能傳遞無線電信號的裝置,于次年在英國短距離試驗成功之后,在世界上首次獲得這項發(fā)明的專利。又經(jīng)過不懈的努力,終于在1901年實現(xiàn)了從英格蘭到加拿大紐芬蘭省之間橫跨大西洋的無線電信息傳播。1909年,被稱作“無線電之父”的馬可尼與德國物理學(xué)家卡爾·費迪南德·布勞恩共享諾貝爾物理學(xué)獎?!?00人》也把馬可尼(排第41位)列在比電話的發(fā)明者貝爾(排第44位)更靠前的位置上。馬可尼成功的秘訣有兩個:廣開思路;善于吸收別人的長處,并把這些成果結(jié)合起來應(yīng)用。
俄國發(fā)明家波波夫也是“無線電之父”:他和馬可尼各自獨立幾乎同時完成了這項影響巨大的發(fā)明。
意大利1990年發(fā)行的2000里拉紙幣正面,印有馬可尼的肖像。
19.“相對論之父”愛因斯坦(1879~1955)
“20世紀最偉大的科學(xué)家,永遠屬于智慧超群行列中的天才,愛因斯坦以其相對論而最為世人所知?!惫卦凇?00人》中寫道,“實際上相對論包括兩種學(xué)說,即1905年提出的狹義相對論和1915年提出的廣義相對論”。
1905年——“愛因斯坦奇跡年”,愛因斯坦總共寫成了在三個重要領(lǐng)域(涉及4項歷史性貢獻)都有開創(chuàng)性成果的6篇論文。6篇論文之一、當年5月11日寫成(9月28日發(fā)表在德國的《物理年鑒》上)的《論動體的電動力學(xué)》就提出了狹義相對論。
狹義相對論有兩個基本原理(或者說兩個假設(shè)):一切物理定律(涉及引力的除外)乃至自然規(guī)律對所有慣性參考系都具有相同的形式——物理學(xué)相對性原理或狹義相對性原理;真空中的光速在各個方向上都相同,與光源和觀察者的運動狀況無關(guān)——光速不變原理。
1915年,愛因斯坦在德國做了幾次關(guān)于廣義相對論的報告;相關(guān)成果的總結(jié)性論文《廣義相對論的基礎(chǔ)》,以單行本的形式于次年3月20日發(fā)表在《物理年鑒》上。
廣義相對論也有兩個基本原理:慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等——等效(價)原理;所有的物理定律在任何參考系中都有相同的形式——廣義相對性原理。
對于我們普通人來說,這些理論是難懂的。難懂的還有一些由這些理論推出的匪夷所思的“直觀”結(jié)果:質(zhì)量增加、尺子縮短、時鐘變慢。例如,1千克的物體快跑起來之后會成1.2千克!于是,據(jù)說在1905年時全世界懂得相對論的科學(xué)家也只有3個,質(zhì)疑高深莫測的相對論是否正確的聲音也就不絕于耳。例如,許多人都把相對論看成沒有任何實用價值、無法驗證的“象牙之塔”。
然而,隨著英國天文學(xué)家們對1919年日全食的觀測(得到的光線偏離的角度,與相對論預(yù)言的很接近),特別是1945年8月原子彈先后在長崎、廣島上空爆炸(愛因斯坦質(zhì)能方程式顯示出的威力),人們終于對相對論刮目相看了!
2004年6月10日,聯(lián)合國大會通過決議,把2005年定為“國際物理年”,以紀念愛因斯坦為現(xiàn)代物理學(xué)奠定基礎(chǔ)的開創(chuàng)性工作。這樣,《100人》把他排在第10位的高位,也就不難理解了。
不過,愛因斯坦在1921年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎,不是因為他的相對論,而主要是發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的規(guī)律——他在1905年研究的成果之一。
由于愛因斯坦曾先后擁有6個不同國家的國籍,甚至在1896~1901年“無國籍”,所以哪個國家愿意用錢幣的形式來紀念他就成了“問題”。最終,以色列國家銀行在1968年發(fā)行的5 以色列鎊紙幣上,印上了他的肖像,以紀念這位猶太民族英雄。
20.“量子力學(xué)之父”薛定諤(1887~1961)
量子力學(xué)是研究電子、原子等微觀粒子運動規(guī)律的理論,許多物理學(xué)理論和學(xué)科(例如原子物理學(xué)、固體物理學(xué)、核物理學(xué)和粒子物理學(xué)等)都以它為基礎(chǔ)。量子力學(xué)與相對論力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱。
量子力學(xué)的主要創(chuàng)立者(“量子力學(xué)之父”)是一群出類拔萃的年輕物理學(xué)家:普朗克(他的年齡稍大一些,提出舊量子概念)、德布羅意(提出物質(zhì)波即德布羅意波的概念)、泡利(提出泡利不相容原理)、玻爾(提出互補原理)、海森堡(創(chuàng)立測不準原理)、狄拉克(提出狄拉克方程)和薛定諤。
奧地利物理學(xué)家薛定諤對量子力學(xué)的主要貢獻是兩個。在1926年,他接連發(fā)表了6篇論文,創(chuàng)立了波動力學(xué),提出了波函數(shù)的數(shù)學(xué)形式——著名的薛定諤方程。1926年3月,他深入研究了海森堡的矩陣力學(xué)與自己的波動力學(xué)這兩種量子力學(xué)體系之間的關(guān)系,證明了兩者在數(shù)學(xué)上的等價性:研究對象和得到的結(jié)果都一樣,只不過是著眼點與處理方法各不相同。因此,僅僅是描述不同的矩陣力學(xué)與波動力學(xué)就通稱為量子力學(xué),而借助于希爾伯特空間中算子的第三種描述,就把矩陣力學(xué)與波動力學(xué)這兩種描述更緊密地融合在一起了。于是,“矩陣力學(xué)與波動力學(xué)究竟哪個對”之爭,得到了“皆大歡喜”的圓滿結(jié)果。
因為“發(fā)現(xiàn)原子理論的新的有效形式”,薛定諤與狄拉克共享1933年的諾貝爾物理學(xué)獎。
雖然薛定諤有奧地利和愛爾蘭的雙重國籍,但是奧地利還是在1983年發(fā)行了印有他的肖像的1000先令紙幣。
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