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数学家传记

马克斯·玻恩Max Born

出生
1882年12月11日 德国布雷斯劳(今波兰弗罗茨瓦夫)
逝世
1970年1月5日 德国哥廷根

马克斯·玻恩是一位波兰出生的数学家,在剑桥工作,并因在量子力学方面的工作于1954年获得诺贝尔物理学奖。

完整传记

马克斯·玻恩出生于一个犹太家庭。他的父亲Gustav Born是布雷斯劳大学一位杰出的胚胎学医学教授。玻恩的母亲玛格丽特·考夫曼来自布雷斯劳一个从事纺织业的家庭。玻恩从母亲那里继承了对音乐的热爱,但不幸的是,她在他四岁时去世了。古斯塔夫随后聘请了几位女家庭教师来照顾玻恩和他的妹妹,直到1890年他再次结婚。这个家庭为玻恩的成长提供了有教养的学术背景,但是,尽管玻恩的新母亲把家庭照顾得很好,玻恩和他的妹妹都没有与她建立起特别亲密的关系。

玻恩就读于布雷斯劳的约翰·萨穆埃尔·柯尼希威廉文理中学,学习了数学、物理、历史、现代语言、拉丁语、希腊语和德语等广泛科目。他在学校表现出的前途不大,尤其是他对人文学科的兴趣大于对科学的兴趣。1901年进入布雷斯劳大学后,他选修了广泛的科学科目,主要是为了顺从父亲的意愿(他的父亲在玻恩离开学校前不久去世了)。他在1901-02学年所修课程的清单确实令人印象深刻,包括数学、天文学、物理学、化学、逻辑学、哲学和动物学。

玻恩从他学过的科目中最喜欢数学和天文学,并考虑专攻天文学。当时德国的学生从一所大学转到另一所大学,玻恩也不例外,1902年在海德堡,1903年在苏黎世。在苏黎世,他参加了他的第一门高等数学课程,这是阿道夫·赫维兹关于椭圆函数的课程。

回到布雷斯劳后,他与同学奥托·特普利茨恩斯特·黑林格交谈,他们向他介绍了哥廷根大学的伟大数学教师菲利克斯·克莱因大卫·希尔伯特赫尔曼·闵可夫斯基。玻恩很快来到哥廷根,参加大卫·希尔伯特赫尔曼·闵可夫斯基的讲座。1905年,他成为大卫·希尔伯特的助手,继续参加菲利克斯·克莱因卡尔·龙格关于弹性的讲座,以及大卫·希尔伯特赫尔曼·闵可夫斯基关于电动力学的讨论班。也许他从这些著名教师那里获得的最大益处是在与大卫·希尔伯特赫尔曼·闵可夫斯基在树林中散步时,除了数学之外,还讨论了各种引人入胜的话题,如哲学问题、政治问题和社会问题。然而,他因为只是不定期地参加菲利克斯·克莱因的讲座而惹恼了后者,所以玻恩决定用天文学代替几何学作为他的博士科目之一。他参加了卡尔·史瓦西的天文学讲座,并于1907年凭借一篇关于弹性稳定性的学位论文成功获得博士学位。

除了上面提到的数学家之外,玻恩在这一时期还与理查·科朗特艾尔哈德·施密特康斯坦丁·卡拉西奥多里有联系。获得博士学位后,玻恩服了义务兵役,但由于患有哮喘,他服役的时间远少于标准的一年。然而,这足以让他厌恶一切军事事物。此后,他访问了剑桥大学凯厄斯学院六个月,但他从约瑟夫·拉莫尔的讲座中收获较少,因为他难以听懂约瑟夫·拉莫尔的爱尔兰口音。

玻恩回到了布雷斯劳。大约在这个时候,玻恩读了阿尔伯特·爱因斯坦1905年关于相对论的论文,并立即被吸引。他将阿尔伯特·爱因斯坦赫尔曼·闵可夫斯基的思想结合起来的工作使他在1909年受邀前往哥廷根,并开始与赫尔曼·闵可夫斯基合作,而后者在合作开始仅几周后就去世了[8]:-

玻恩讲述了他因感到希望破灭而多么沮丧,他如何再次与菲利克斯·克莱因发生冲突,但通过卡尔·龙格的斡旋,设法使大卫·希尔伯特相信他的想法是可靠的。

1912年,玻恩获得了哥廷根的一个职位,一旦进入教学人员队伍,他就开始与von 西奥多·冯·卡门进行一个研究项目。这项工作是关于晶格动力学的,他们用整个物体的简正振动模式来识别晶体的自由度。他们的工作使用了三维傅里叶分析和周期boundary conditions。玻恩于1913年与Hedwig Ehrenberg结婚,她是哥廷根一位法学教授的女儿。他们有一个儿子和两个女儿。

1914年,玻恩获得了柏林的一个讲席,在那里他成为了马克斯·普朗克的同事。当然,这与第一次世界大战的爆发同时发生,尽管玻恩已经对军队产生了厌恶,但他别无选择,只能为战争出力。他的第一个贡献是在德国空军担任无线电操作员,但很快他就参与了炮兵声测的研究。这使他离开了现役,他继续请求他以前在前线服役的同事和学生加入他,以便他们也能避免现役。战争年代对玻恩来说是异常艰难的,但与阿尔伯特·爱因斯坦的友谊缓解了这一切。他们共同热爱音乐,会一起演奏小提琴奏鸣曲,阿尔伯特·爱因斯坦拉小提琴,玻恩弹钢琴。

1919年4月,他搬到美因河畔法兰克福的一个讲席,同时成为那里的理论物理研究所所长。两年后,玻恩回到哥廷根担任物理研究所所长。1921年,也就是他成为哥廷根教授的那一年,他重新表述了热力学第一定律。从1926年开始,玻恩与沃尔夫冈·泡利维尔纳·海森堡(玻恩的学生)合作研究量子力学(“量子力学”这个术语归功于玻恩)。他认识到维尔纳·海森堡对量子力学的方法就是矩阵代数。

玻恩从这次合作开始,在量子力学中产生了具有根本重要性的工作。他的处理取代了最初的量子理论,该理论将电子视为粒子,用更准确地表示其观测行为的数学描述取而代之。

然而,作为一名犹太人,玻恩在1933年被迫逃离德国,在意大利北部短暂停留后,他接受了成为剑桥乔治·加布里埃尔·斯托克斯讲师的邀请[3]:-

他后来非常热情地谈到他在[英国]受到接待和欢迎的方式。在接下来的几年里,他和妻子投入了大量精力,为来自德国和奥地利不得不移民的人提供帮助和建议。

在印度短暂停留后,他于1936年成为苏格兰爱丁堡大学的彼得·格思里·泰特应用数学教授。在那里,他引入了一个大陆风格的研究小组,主要由来自欧洲的难民组成。他的一位研究生描述了玻恩在爱丁堡的日子:-

玻恩早上到达时,他首先会巡视他的研究生,询问他们是否有任何进展要报告,并给他们建议,有时还会向他们出示他前一天亲自完成的关于他们问题的详尽计算。……上午剩下的时间,玻恩用来给本科荣誉学生讲课、处理系务以及做自己的研究工作。然而,后者的大部分他通常是在下午和晚上在家里进行的。

1953年退休后,玻恩回到德国,在哥廷根附近的巴特皮尔蒙特安家。不久之后,他获得了最大的荣誉,因对波函数的统计研究而被授予1954年诺贝尔奖。在此期间,他对科学哲学以及科学对人类事务的影响产生了兴趣[3]:-

他深切关注未来战争和大规模毁灭对世界的危险,并于1955年发起让一群诺贝尔奖得主签署一份关于这个问题的声明。

玻恩获得了许多荣誉,多得无法一一列举,仅举几例:他于1939年当选为皇家学会会士,并于1950年被授予该会的休斯奖章:-

……由于他对理论物理学的总体贡献,特别是对量子力学发展的贡献。

他获得了剑桥大学的乔治·加布里埃尔·斯托克斯奖章,两所德国学校以他的名字命名,他还被俄罗斯、印度、罗马尼亚、秘鲁、爱尔兰、苏格兰、丹麦、瑞典和美国的科学院聘为名誉院士。

玻恩写了许多教科书和专著,大多是为学生或该领域的专家写的,但有些是优秀的科普读物。他的出版物清单至少包括360项。

3中,对玻恩有如下颂词:-

他因其对学科的许多重要贡献,以及作为教师的智慧和成功而受到尊重和尊敬。他因向普通人阐述物理学思想而广为人知,并因其热情和朴实直率的个性而受到许多同事和学生的爱戴。

参考文献

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