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玻恩:开创桥梁,开启量子计算新纪元

时间:2026-08-06访问:1来源:历史铺

量子力学奠基人:马克斯·玻恩与“中国核司令”程开甲的故事 马克斯·玻恩是德国著名理论物理学家,他以其创立的矩阵力学、对波函数的研究以及对晶格动力学等卓越贡献,在量子力学的领域树立了不可磨灭的功勋。近日去世的“中国核司令”程开甲便是他的学生,而他在量子力学领域的卓越成就也与他的一生紧密相连。 一、创立矩阵力学:破除旧量子论难题 1926年,奥地利物理学家薛定谔(1887—1961)为解决原子系统规律的研究问题,大胆使用矩阵这一数学工具,成功创立了波动力学理论。这一理论不仅解决了旧量子论无法解决的有关原子理论的问题,还被证明和波动力学同一理论的不同形式统称为量子力学。正是玻恩通过自己的研究对波函数的物理意义作出了统计解释,从而荣获了1954年度诺贝尔物理学奖。 二、解释对波函数:发现粒子出现的几率之美 在玻恩的研究中,他通过对波函数的二次方概念进行了统计解析,成功揭示了在量度某一个物理量时,由于量子叠加态的不同概率分布,测量结果具有明显的统计特征。这一成果不仅为量子力学提供了重要的理论支持,也使其荣获了1954年度诺贝尔物理学奖。 三、开创晶格动力学:奠定晶体理论的基石 玻恩早年对点阵力学兴趣浓厚,这为他后续在晶体理论研究上的探索奠定了基础。他于冯·劳厄和冯·卡门(Von

Karman)共同证明晶体振动谱后,又回到晶体理论的研究上。1925年,他与我国著名物理学家黄昆合著的《晶格动力学》一书问世,开创了一门新学科——晶格动力学。这本书被国际学术界誉为有关理论的经典著作,为量子力学的发展提供了坚实的理论基础。 四、其他成就:研究与争议并行 玻恩在晚年仍活跃在晶体理论和光的电磁理论方面,1953年退休后,他不仅热衷于研究爱因斯坦的统一场论,还参与了多项重要的学科发展。他与“中国核司令”程开甲一同成为国际理论物理研究中心,推动了量子力学研究的全球进程。此外,玻恩与沃耳夫合著《光学原理》,至2001年已出版至第七版,成为光的基本理论经典著作;他还研究了流体动力学、非线性动力学等重要领域。 五、程开甲:量子力学的挚友与导师 1946年8月,在李约瑟博士的推荐下,程开甲到英国爱丁堡大学留学。同年,他在苏黎世召开的国际学术会议上发表论文递交给大会。虽然程开甲因故未能出席,但他与师兄海森堡展开激烈争论,最终由泡利主席公正裁决,这一经历让程开甲终身受益。 六、科研之路:师兄弟对垒与创新 1950年8月,程开甲婉拒导师玻恩的挽留,放弃国外优厚待遇和研究条件回国。回国后的他购买书籍整理行装,返回浙江大学物理系担任学业。这段经历不仅是他个人成长的见证,也为量子力学研究带来了新的视角和思路。 结语:科学精神的传承与创新 马克斯·玻恩与“中国核司令”程开甲的故事,诠释了量子力学的科学与人文精神并重的价值理念。他们携手跨越时空,在各自领域中探索未知,共同推动着量子力学的进一步发展。玻恩和程开甲的科研成果不仅为量子力学研究提供了坚实的理论支撑,也激励着后来者不断追寻创新与突破的方向。