2024年4月2日发(作者：)
1932年诺贝尔物理学奖
1932年物理学奖得主，是德国天才的物理学家维尔纳·海森堡（Werner berg），量子力学的创始人之一，现代物理学界公认的权威之一。他获奖的原因是在量子力学方面的贡献，特别是提出了“海森堡测不准原理”。
维尔纳·卡尔·海森堡（Werner Karl Heisenberg，1901—1976），出生于德国维尔茨堡一个文化气息浓厚的家庭，父亲是历史学者，舅舅是当时德国著名的科学家。海森堡从小就对自然界的各种现象感兴趣，总想弄个明白。他10岁那年，有一天放学后没有回家，父母到处找他，最后在学校的实验里发现了他。原来他对一个物理现象着了迷，放学后还在独自观察。上大学后，他具有很强的独立思考能力，敢于对前辈的理论提出置疑。有一次，在听著名的物理学家玻恩讲座的过程中，他递给玻恩一张纸条，并且谦虚地表示：“这是我对先生研究的课题的一点心得。”玻恩当时并没有太在意，把纸条随手放进兜里。过后想起来这件事，把纸条拿出来看了一眼，不由得大吃一惊，没想一个年轻的学生，竟然有如此深刻的认识。他马上向人打听，得知22岁的海森堡已经在索茉菲的指导下获得了科学博士学位，爱才之心油然而生。那年秋天，玻恩就把海森堡邀请到哥丁根大学做自己的助教，很快又破格提升为讲师。不久后，海森堡得到洛克菲勒基金会的助学金，赴丹麦的哥本哈根大学进修。这让他如鱼得水，很快融入到哥本哈根学派当中，同玻尔结成了忘年交，经常通宵达旦地讨论科学问题。海森堡在哥本哈根的最后一年，1
发表了著名的论文《量子论中运动学和力学的形象化内容》，第一次提出了测不准原理，这对简明量子力学的核心理论作出了重要贡献，成为量子力学的创始人之一。
二战期间，海森堡留在德国，1942年任柏林威廉物理研究所所长。他在二战后期曾经领导一批科学家进行原子弹的研制工作，为此，远在异乡的玻尔异常愤怒，二人之间产生了激烈的矛盾，形成的隔阂终生没有化解。战后，海森堡作为盟军的俘虏，曾被短暂关押在英国。回到德国后，在他的领导下，物理研究所迁到哥丁根，更名为马克斯·普朗克协会的物理和天体物理研究所，他继续担任所长，并在哥丁根大学任教授，直到1970年退休。他于1976年在慕尼黑家中去世，留下39岁的妻子和7个孩子。
20世纪初，以爱因斯坦的相对论和玻尔的原子模型为基础而形成的理论物理学吸引着年轻的研究者们，丹麦的理论物理研究所成了年轻的物理学家向往的地方。在慕尼黑，
1924年7月，海森堡的关于反常塞曼效应的论文通过审核，获得了博士学位，让波尔了解到这位出色的年轻人。于是，在玻尔的邀请下，海森堡拿着由洛克菲勒财团资助的奖金，远赴哥本哈根与波尔相会。当时，云集在玻尔研究所的来自世界各国的理论物理学家，正在探索光谱线及其在电场和磁场中的分裂现象，以便创立没有逻辑矛盾的原子理论。玻尔本人认为，只有抛弃传统的观点，问题才能获得进展。但究竟从何入手，却一直困扰着他。海森堡的到来以及他的奇异的思想，让玻尔长期的困惑迎刃而解。海森堡在大学时就对各种原子模型持怀疑态度，他认为玻尔的理论不可能在实验2
中得到理想的证实。因为玻尔的理论建立在一些不能直接观测的量上，如电子运动的速度和轨迹等。海森堡认为，在实验中，我们不能期望找到像电子在原子中的位置、电子的速度和轨迹等一些根本无法观察到的原子特征，而应该只探索那些可以通过实验来确定的数值，如固定状态的原子的能量、原子辐射的频率和强度等。因此，在计算某个数值时，只需要利用原则上可以观察到的数值之间的相互比值，依靠数学抽象才能解决问题。因此，海森堡首先从玻尔的对应原理出发，从中找到充分的数学根据，使这一原理由经验原则转变为研究原子内部过程的一种科学方法。1925年6月，海森堡又解决了物理学上的另一个重要问题——如何解释一个非简谐原子的稳定能态，从而奠定了量子力学发展的纲领。几个月后，他在物理学杂志上发表了题为《关于运动学和力学关系的量子论新释》的论文，将一类新的数学量引入到物理学领域，从而创立了量子理论。海森堡的理论基础是可以观察的事物或可以测量到的量。他认为，我们不是总能准确地确定某一时间电子在空间上的位置，也不可能在它的轨道上跟踪它，因而玻尔假定的行星轨道是不是真的存在不能确定。因此，像位置、速度等力学量，需要用线性代数中的“矩阵”这种抽象的数学体系来表示，而不应该用一般的数值来表示。作为一种数学体系，每个数字在矩形中的位置由行列来表示。“矩阵”被提出后，玻恩很快注意到这个问题的重要性，他和约尔丹共同合作对矩阵力学原理进行了进一步的研究。1925年9月，他俩一起发表了《论量子力学》一文，将海森堡的思想发展成为量子力学的一种系统理论。11月，海森堡3
在与玻恩和约尔丹的全作下，发表了《关于运动学和力学关系的量子论的重新解释》的论文，创立了量子力学中的一种形式体系——矩阵力学。这三篇论文，成为量子力学的重要理论基础。从此，人们找到了原子微观结构的自然规律。爱因斯坦评价道：“海森堡下了一个巨大的量子蛋。”
海森堡的矩阵力学所采用的方法是一种代数方法，它从所观测到的光谱线的分立性入手，强调不连续性。几个月后的1926年初，奥地利物理学家薛定谔采用解微分方程的方法，从推广经典理论入手，强调连续性，从而创立了量子力学的第二种理论——波动力学。由于两个理论的创始人都只对自己的理沦深信不疑，而较少领会对方的思想，因而一场争论就不可避免了，他们都对对方的理论提出了批评。后来，薛定谔在认真研究了海森堡的矩阵力学之后，与诺依曼一起证明了波动力学和矩阵力学在数学上的等价性。这两种理论的成功结合，大大丰富和拓展了量子理论体系。这样，解决原子物理任务的方法在1926年就正式创立起来了。
后来，在解释氢分子光谱中强弱谱线交替出现的现象时，海森堡运用矩阵力学将氢分子分成两种形式：正氢和伸氢，即发现了同素异形氢。如今，量子力学已经形成了比较完整的知识体系，涉及的应用及领域众多，诸如电子显微镜、激光器和半导体等现代仪器、核物理学、原子能领域、光谱学、天文学、现代化学、恒星的结构、铁磁性和放射性研究等。
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