沃尔夫冈·泡利

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Wolfgang Ernst Pauli 沃尔夫冈·欧内斯特·泡利
出生	1900年4月25日 奥地利维也纳
逝世	1958年12月15日 瑞士苏黎世
国籍	奥地利 美国 瑞士
任职於	格丁根大学 哥本哈根大学 汉堡大学 苏黎世联邦理工学院 密歇根大学 普林斯顿高等研究院
母校	慕尼黑大学
博士導師	阿诺·索末菲
著名成就	泡利不相容原理
獲獎	诺贝尔物理学奖（1945年）

沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli，1900年4月25日－1958年12月15日），奥地利物理学家。他是诺贝尔物理学奖获得者，20世纪最重要的物理学家之一。他最突出的贡献在于对自旋的研究。

生平

泡利1900年出生于奥地利的维也纳，父母分别是化學家沃尔夫冈·約瑟夫·泡利，(本名为Wolf Pascheles，1869至1955)和他的妻子茨伯莎·卡米拉·舒兹。他中間名字恩斯特意在紀念他的教父，物理學家恩斯特·马赫。泡利的祖父母來自於布拉格著名的猶太家庭;他的曾祖父是捷克猶太人出版商Wolf Pascheles。泡利的父亲1899年結婚后不久便從猶太教转信羅馬天主教。泡利的母親，茨伯莎，有人提出他的母親是羅馬天主教；她的父親是猶太人作家佛里德里希茨。泡利信奉羅馬天主教，雖然最終他和他的父母都脱离了教會。

他在维也納上中學，與他同班的還有1938年获得诺贝尔化学奖的里夏德·库恩。1918年泡利以成绩优秀毕业。畢業仅兩個月后，年輕聰明的泡利就发表了他的第一份科学论文，这篇论文是关于阿尔伯特·爱因斯坦的廣義相对论的。他进入慕尼黑大学，便在是他的博士导师阿諾·索末菲下工作。在那裡他接受了泡利的博士論文，1921年7月泡利就电离的氢分子的量力理论获得哲學博士学位。

索末菲请泡利审查一下《数学科学百科全书》（一本德语百科全书）中关于相对论的文章。泡利在获得博士学位两个月后完成了这篇文章，它一共有237页长。爱因斯坦对这篇文章高度赞扬并将它出版为书，直到今天这篇文章依然是相对论最经典的参考。

此后一年，泡利在哥廷根大学马克斯·玻恩手下做助手，然后他又在哥本哈根后来的尼尔斯玻尔理论物理研究所工作。从1923年到1928年他在汉堡大学教书，在这段时间里他建立了许多现代量子力学理论中重要的工具，尤其他提出了泡利不相容原理和非相对论的自旋理论。

1928年泡利被任命为瑞士苏黎世联邦理工学院理论物理教授。

1929年5月泡利退出罗马天主教会，同年12月他结婚，但他的婚姻并不美好，两人结婚不到一年就于1930年离婚了。

1930年結束不久後，1931年泡利离婚和提出中微子的建议后於十一月，不久他產生嚴重的精神崩溃。他拜访了同他一样住在苏黎世附近的心理医生卡尔·古斯塔夫·容格，他家住附近的蘇黎世而且也喜歡泡利。他立刻开始深深地分析他的原型梦并很快就成为容格優秀的学生。很快他就开始使用科学方法来批評荣格理论中的认识论问题，他的批评在一定程度上导致了荣格对他的理论的清晰化，尤其是荣格的共时性的想法。荣格与泡利之间的许多讨论纪录在两人的通信中，这些信后来被出版为《原子与原型》。榮格的精心分析400多泡莉的夢想是記錄在心理學和煉金術。

1931年泡利赴密歇根大学任客座教授，1935年赴普林斯顿高等研究院。

1934年泡利再婚，这次婚姻一直持续到他逝世。

1935年他被授予勳章的洛倫茲

1938年德国占领奥地利后泡利成为了德国人，第二次世界大战於1939年爆发后他的处境就困难了。1940年他赴美國普林斯顿任理论物理教授。他任此职直到二战结束。1946年他返回苏黎世前加入美国国籍。又回到蘇黎世，因為在那裡他主要仍然是其他人的生命，此后他主要待在苏黎世。

1945年泡利获得诺贝尔物理学奖，提名泡利的是爱因斯坦，理由是他“通过他1925年发现的一个新的自然定律，泡利不相容原理，所做出的重要贡献”。

1958年泡利获马克斯·普朗克奖章，同年他患胰腺癌。泡利一生始终感到奇怪，为什么无单位的精细结构常数的值近似1/137。他进入苏黎世的红十字会医院后有一次他的助手查爾斯Enz去看望他在蘇黎世，他就问他的助手：“你看到这间房的号码了吗？”他的病房的号码是137，終其一生，泡利一直忙於問題，無量綱基本不變，具有價值近似1/137。1958年12月15日泡利在这间病房中逝世，終年58歲。

科学成就

泡利在物理学上，尤其在量子力学方面，做了许多非常重要的贡献，但是泡利很少发表论文，他比較喜歡與同行（比如與他往來非常密切的尼尔斯·玻尔和沃纳·海森堡）交换漫长的信件。他的許多主意从未被发表过，而只有在他的书信中出现。他的收信人總是将他的信拷贝后给其他同行们看。泡利显然並不是很關心他的发现，因此后来没有归功于他。以下是他研究出來的，需归功于他最重要的结果：

1924年泡利提出了一個新的量子自由度（或量子數），有兩個可能的值，以解釋觀測到的分子光譜和發展中的量子力學之間的矛盾。他还提出了泡利不相容原理，这可能是他最重要的成果了。这个原理指出任何两个电子无法同時存在於同一個量子状态。確立了四個量子數包含新的二值自由度。這個想法源自於自旋和拉尔夫·克罗尼格。一年后乔治·尤金·乌伦贝克和塞缪尔·高德斯密特证实电子自旋就是泡利所提出的新的自由度。

1926年海森堡发表了量子力学的矩阵理论后不久泡利就使用这个理论推导出了氢原子的光谱。这个结果对于验证海森堡理论的可信度非常重要。

1927年他引入了2× 2泡利矩陣作为自旋操作符号的基础，由此解决了非相对论自旋的理论。泡利的结果引发了保罗·狄拉克发现描述相对论电子的狄拉克方程式。雖然狄拉克說，他發明了這些相同的矩陣自己獨立的時候，沒有受泡利的影響。

狄拉克發明類似，但更大的（4 × 4）旋轉矩陣使用在他的相對論治療費米子的自旋。

1930年，泡利認為問題的β衰變。在12月4日在一封给莉泽·迈特纳的信中向莎莉邁特納等人，泡利提出了一个到此为止电中性迄今觀測到的一個小腫塊、不大於1％的質子質量来解释β衰变的连续光谱。1934年恩里科·费米将这个粒子加入他的衰变理论并称之为中微子。把他的理論的β衰變。該實驗首次證實中微子是在1959年中微子被实验证实，由Frederick Reines和克萊德考恩，兩年半的時間才泡利的死亡。在接到消息後，他回答了一封電報：“感謝您的消息，一切涉及到他誰知道如何等待。聖保利。。

1940年泡利证明带半数自旋的粒子是费米子，带整数的自旋的粒子是玻色子。

1949年，他發表了一篇論文在泡利 - 維拉爾規範化：規範化是長遠的技術，使它們在有限的計算中，有著無限的數學積分的修改。這樣一方面可以識別無限量的本質理論（質量，電荷，波函數）是否形成一個有限的、可計算的設置，可以重新定義他們的實驗條件值，這被稱為重整化標準，並刪除從量子場論無窮，而且重要的是可以計算高階修正的微擾理論。

人品和声誉

泡利效應被命名後，打破了他的實驗設備竟能簡單地被設置在附近，傳聞著這離奇的能力。泡利知道他的聲譽後，對於泡利效應的表現很欣喜。這些奇怪的事件是符合他的合法性超心理學的調查工作，特別是他與榮格的合作的同步性概念。

在物理上泡利是一个完美主义者，这不光涉及他自己的工作，也涉及到他人的工作。因此他获得了“物理理智”的称号，他的同行非常尊重他的評論。他可以在他的嚴厲中解僱任何理論，在他的評論中為最不完善的，他最著名的评价是“完全错误”（德语：Ganz falsch）。不过有一次他对这样的一篇论文的评价是“这论文不只不正确，它甚至连错误都算不上”，成为了一句物理学家中的内行笑话。另一个关于泡利的笑话是泡利死后受到上帝的接见。他问上帝，为什么精细结构常数的值是1/(137.036...)。上帝点点头，开始快速地在黑板上写公式。泡利看着他，非常满意地点头，但是很快他就开始摇头了……

另一个故事说有一次海森堡给泡利写信报道他的新理论，泡利的回信上只有一个方框，下面写着一行小字：“我的画画得同提香一样好，只是缺乏细节。”

假如泡利在附近的话，试验往往就会不成功，有时甚至试验装置会被破坏，这个现象被称为“泡利现象”。泡利本人对此不以为然，经常以之取笑。

据说还在泡利上中学的时候有一次物理教授在黑板上推导犯了一个错误，但是他找来找去找不到这个错误。最后他说：“泡利，你肯定早就找到这个错了，你说吧，错在哪里。”

他在會議時虛構的發言，另一個領先的物理學家保羅艾倫費斯特，說明了囂張泡利的這個概念。兩個人的第一次相遇，是在某一次的會議上。艾倫費斯特對泡利的論文很熟悉，而且有著相當深刻的印象。經過幾分鐘的交談，艾倫費斯特說：“我想我相較于你的百科全書文章[關於相對論的]來說更喜歡你，”泡利回話說，“真是奇怪，你對於我來說，剛好相反。從此兩人成了很好的朋友。

個人生活

在1929年5月，泡利離開了羅馬天主教教會。在那年十二月，他娶瑪格麗特德普。這是一個不快樂的婚姻，結束於1930年。 離婚後不到一年，1934年他到弗蘭齊斯卡伯特倫再次結婚。再婚後他們並沒有孩子。

泡利-荣格-对话

直到约1990年为止泡利与容格之间的书信对话未受到注意。但后来这些书信被仔细研究。这些书信从1932年开始，一直到1958年。这些讨论的中心内容是人内部的心理与外部物质世界之间的联系。

参考资料

• 诺贝尔官方网站关于沃尔夫冈·泡利简介