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对量子力学基础做出了重要贡献的玻恩，是一个同爱因斯坦和泡利都有过密切的个人接触因而对他们两个都有深刻了解的人，他在泡利去世11年后的1969年，在一个评注中对泡利有这样一个评价：“自从他（指泡利）在哥廷根作为我的助手以来，我就已经知道他是唯—一位可与爱因斯坦本人相比的天才．作为一个科学家，他也许甚至比爱因斯坦还要伟大．但是，他是完全不同类型的一种人．在我看来，他没有达到爱因斯坦那样的伟大”． 泡利1900年4月25日生于维也纳．他父亲是维也纳大学胶体化学教授．著名物理学家同时又是激进的经验主义哲学家的马赫，也是维也纳大学的教授．他们两家关系很好，以致有着很强个性的马赫表示很愿意作泡利的教父．结果，泡利实际上可以说是受洗作为马赫的反形而上学的信徒．我们知道正是马赫的实证观点直接启发早年的爱因斯坦，有助于他发现了相对论，不过爱因斯坦晚年放弃了马赫的实证主义．与此相似，泡利的哲学观后来也发生了很大变化． 泡利最早发表的文章是研究魏尔（H．Weyl）关于引力和电磁学的规范理论，魏尔本人后来（1946年）对泡利的这个研究给予了很高的评价，说该文以泡利所特有的方式给了这个问题致命的一击． 国际物理学界早就知道，泡利还在大学读书时，就为《数学大全》写了一篇诠释狭义和广义相对论的权威文章．该文长达237页，有394个脚注．此后几十年内该文一直都是对相对论的最佳阐述，以致爱因斯坦本人都为之吃惊，难以相信它的作者竟是一个21岁的年轻人．他著文对此大加赞赏，说该文无论是在对有关思想的理解上、在数学推理的可靠性上、在物理见解的深刻性上、在清晰而系统的表述能力上、在文献知识的丰富性上、在论题处理的完整性上、或是在批评性评论的恰当上，都极其优秀，以致人们不知道该文最应该受到赞赏的是哪个方面． 评论相对论之后，泡利的主要兴趣转到量子问题上．他和他的同学海森伯被介绍到慕尼黑索末菲的研究班．不久，泡利就把玻尔磁子引入到物理学中，他研究了反常塞曼效应，发现了核磁． 1925年，在海森伯和薛定谔表述他们的新力学之前，泡利通过仔细分析原子光谱，就已经提出了他的著名的不相容原理，使元素周期表的结构得到了更合理的解释．泡利因此而获得了1945年的诺贝尔物理学奖．至此，初出茅庐仅四年，泡利已成为世界一流的量子论专家． 泡利就1925—1933年间量子力学的发展为做理学大全》分别写了两篇评述文章，它们被物理学界的权威们誉为物理学的“新旧约全书”． 泡利在量子力学发展的许多关键问题上做出了自己独特的贡献．比如他用二分量波函数的形式表述了自旋的量子理论．次年，狄拉克推广了泡利的做法，得到了相对论性量子力学的四分量旋量表述． 泡利关于顺磁性的一篇文章，实际上可以看作是现代固体理论的开始．鲜为人知的是，这篇文章里有一个极为卓越的脚注，其所以卓越，是因为在这个脚注里，泡利改进了对波函数本身的几率解释！而且这个解释比玻恩早先只是对波函数展开系数的表述更准确和更具普遍性． 1928年，泡利建立了量子统计力学，提出了费米黄金定则，泡利与海森伯和约丹合作，发展了相对论量子场论． 1930年，泡利在对β衰变的分析中，预言了中微子的存在．我们知道，玻尔为了解释β衰变中电子能量的连续谱问题，竟曾怀疑能量守恒如此根本性的定律在微观世界可能不再有效！与此相比，泡利的解决方法堪称创新思维的典范． 泡利与韦斯科夫（V．F．Weisskopf）合作完成了零自旋场的量子化，他还证明了量子场论的两根支柱：自旋统计定理和TCP定理．在杨一米尔斯理论提出之前，泡利在给派斯（A．Pais）的信里就已有了这个理论的初步想法，并且引入了真空基态的简并性概念．这些思想后来都被吸收到粒子物理的标准模型里． 需要指出的是，泡利的许多开创性工作一直没有公开发表．比如他在给约丹的一封信中，证明了矩阵力学与波动力学的等价性．在给海森伯的信中写出了时间与能量的测不准关系式．1925年11月，克喇末独立于狄拉克发现量子化的关键是将泊松括号变成对易子．克喇末在他这篇开创性文章的末尾写道：“泡利也已经指出对易关系的这种解释．” |
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