科学史上的今天——6月22日

老庄. 2014-06-22

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1978年6月22日
发现冥王星的卫星冥卫一
　　1978年6月22日，美国天文学家詹姆斯·克里斯蒂在检查冥王星的照片时，发现其卫星冥卫一。
1926年6月22日
薛定谔建立波动力学
　　奥地利物理学家薛定谔（Erwin Schr?dinger，1887、8、12－1961、1、4）在1921-1927年担任苏黎世大学数学物理学教授期间，创立了波动力学。
　　薛定谔读了爱因斯坦关于量子统计论的论文之后，认为旧量子论是不能令人满意的，所以他开始用全新的观点去研究原子结构问题。薛定谔于1926年1月、2 月、5月和6月接连在德国《物理学纪事》上发表了一组和篇题为《作为本征值问题的量子化》的论文。最后一篇是在6月22日送到杂志社的，这4篇论文建立了完整的波动力学。
　　他在1月份的论文中，建立并用经典力学的哈密顿-雅格比方程和变分方法求解了氢原子的定态薛定谔方程、能级公式，用本征值替代了原来的玻尔-索末菲量子化条件，从而把量子化问题归结为本征值问题，这正是薛定谔建立波动力学的一条具有创造性的主线和突破口，在2月份的论文中，他建立并求解了含时薛定谔方程，还通过经典力学与几何光学的类比阐述了波动力学和波函数的意义；5月和6月的论文分别详细传述了与时间无关的薛定谔微扰理论和含时间的薛定谔微扰理论。
　　波动力学大大发展了德布罗意的思想，进一步解释了微观物体波粒二象性的本性。这一理论已经成为研究原子、分子等微观粒子的有力工具，并奠定了基本粒子相互作用的理论基础。薛定谔方程是非相对论理论，因为它建立在不发生实物粒子的产生和湮灭、实物粒子的速度远小于光速这两个假设之上。
　　由于建立了新型原子理论，薛定谔和狄拉克共同获得了1933年度诺贝尔物理学奖。
1864年6月22日
爱因斯坦的老师闵可夫斯基
　　1864年6月22日，德国俄裔数学家赫尔曼·闵可夫斯基（Hermann Minkowski，1864、6、22－1909、1、12）出生。他四维时空理论的创立者，曾经是著名物理学家爱因斯坦的老师。
　　1882年，年仅18岁的闵可夫斯基与英国著名数学家亨利·史密斯（Henry Smith）共同获得由法国科学院悬赏的一个奖项，轰动一时。1885年闵可夫斯基在哥尼斯堡大学获得博士学位。经过短暂兵役后，1886年成为波恩大学的讲师。1891年闵可夫斯基升为副教授，1894年到哥尼斯堡大学任教。1895年接替希尔伯特担任哥尼斯堡大学教授。第二年，闵可夫斯基转到瑞士苏黎世联邦理工学院工作。这期间，青年时期的爱因斯坦在该校求学，成为闵可夫斯基的学生。1902年，闵可夫斯基受克莱因的邀请，转入哥廷根大学担任数学教授。1908年在德国科隆的一次演讲中，闵可夫斯基提出了四维时空的概念。
　　闵可夫斯基工作的主要领域在数论、代数和数学物理方面。在数论领域，他对二次型进行了重要的研究。在1881年法国科学院悬赏的大奖中，闵可夫斯基钻研了高斯、狄利克雷等人的论著，深入研究了n元二次型，建立了完整的理论体系。此后，闵可夫斯基继续研究，于1905年建立了实系数正定二次型的约化理论，被称为“闵可夫斯基约化理论”。在数学物理方面，闵可夫斯基在波恩大学任职时，曾协助著名物理学家赫兹研究电磁波的理论。1905年以后，闵可夫斯基将几乎所有精力放在电动力学上。1907年，闵可夫斯基认识到可以用非欧空间来描述洛伦兹和爱因斯坦的工作，将过去被认为是独立的时间和空间结合到一个四维的时空结构中，即闵可夫斯基时空。闵可夫斯基时空为广义相对论的建立提供了框架。
　　闵可夫斯基去世后，生前的好友希尔伯特整理了他的遗作，于1911年出版了《闵可夫斯基全集》（Gesammelte Abhandlungen von Hermann Minkowski）。为纪念这位数学家，第12493号小行星以他的名字“闵可夫斯基”命名。
1633年6月22日
伽利略被迫签悔过书
　　1633年6月22日，罗马教廷强迫伽利略撤销“太阳是宇宙的中心，地球非宇宙的中心”的观点。伽利略因“涉嫌异端邪说”的罪名，被迫接受罗马教廷宗教裁判所的审判，在“悔过书”上签字，被判终身监禁（后没有严格执行）。但伽利略并未屈从于教义和教会的淫威，他心里一直坚信“日心说”的正确性。他认为，科学的使命是探究自然界的规律，教会的职责是救赎人们的灵魂。宗教与科学有各自的职责范围，罗马教廷不应该跨界干涉科学研究。
1600年6月22日
吉伯《磁铁》出版
　　英国物理学家、医师吉伯(William Gilbert, 1544、5、24 – 1603、11、30)是第一个用实验方法探索电磁性质，并从理论上加以概括的早期科学家，他关于磁的研究结论原型“同名极相吸，异名极相斥”被引申并广为引用为“同性相吸，异性相斥”。
　　吉伯对磁力现象的兴趣来源于他渴望理论控制行星运动的力，当时，哥白尼提出不久的太阳系模型还不能解释什么力在太阳和行星之间发挥作用，吉伯认为或者是磁力的作用，为了检验自己的想法，他对电和磁现象进行了彻底的分析。吉伯是第一个使用“电流”、“电吸引” “带电体”这类术语的人。他令人信服地证明了带电火花的带电体产生和引力或斥力不同于天然磁石或某些磁性磁石。

　　1600 年6月22日他出版了《磁铁》，此书带来的巨大影响为他树立了物理学家的声誉。他描述了对磁体和电吸引现象的研究，在汇集已知的关于电和磁知识的同时，又提出了一些卓越的新理论。他研究了热对于磁性物体的作用，发明了验电器，区分了静电荷与磁，第一次解释地球磁性。他的伟大贡献在于他进行了磁铁和指南针实验，提出地球本身就是一大块球形磁铁。《磁铁》是英国出版的第一部伟大的物理学著作，吉伯从实验和理论相结合对电磁学的研究，标志着近代电磁学的萌芽。