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杨鸿智-后现代理论医学博客

《后现代医学》、《正反馈医学》、《自体原位器官重构技术》

 
 
 

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关于我

这是一个宣传后现代理论医学的博客.后现代理论医学是以系统理论为指导的新医学.该理论认为,在生命组织中干细胞是决定机体功能状态最基本的因素.通过调节机体内环境和为干细胞提供再生所需要的物质和能量,就可以使干细胞在患者体内原位再生,实现器官重构,使器质性病变得到治疗.现在,已经在北京医药信息学会内成立了后现代理论医学专业委员会,杨鸿智是主任委员.

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(2)海森堡传记故事《我,海森堡》(1)  

2013-05-20 16:16:38|  分类: 干细胞病 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2)海森堡传记故事《我,海森堡》(1

《我,海森堡》第一章,小小少年

2010-3-16 22:07

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=417127&do=blog&id=303647

 

九维空间新作:《量子三部曲》第一部

 

《我,海森堡》(第一章,小小少年)

 

我就是沃纳.海森堡(Werner Heisenberg),没错,就是现在陪伴着我的父母和妻子,静静地躺在慕尼黑市区Waldfriedhof森林的第163号墓地的角落里的家伙。我是那个曾经的量子力学的第一位建立者,一个被物理学领域的人们所铭记,却对公众越来越陌生的人。在我的一生中,经历了太多的是非成败,太多的荣辱曲折,太多太多和20世纪的物理学,乃至整个世纪的历史紧密相连的故事。

 

我的一生越来越像一个传说,却真真实实地发生在20世纪的时间轴上。通过我的故事,您将看到什么是20世纪物理学的革命,尤其是量子理论激情澎湃的建立和发展。您将看到我与20世纪那些最伟大的物理学家们一个个精彩纷呈却又鲜为人知的故事。您将看到我的祖国德意志带给了这世界什么样的财富,又在两次世界大战中带给了世界怎样的伤害。您将看到我们在战争的创伤中又如何崛起,反思人类究竟该怎样的活着?

 

我,海森堡,量子力学最早的建立人,爱因斯坦和普朗克的晚辈,波尔,波恩和索墨菲的学生,泡利的好兄弟,薛定谔和狄拉克的好友兼竞争者,费米的和奥本海默的朋友兼对手,将会把我一生沧桑坎坷却又精彩纷呈的故事奉献给各位。

 

第一章  小小少年

 

1901125日,我出生在德国南部巴伐利亚州的乌兹伯格市(Wurzburg)。三十多年前,铁血宰相俾斯麦领导着普鲁士军队所向披靡,将一百年前被拿破仑的铁骑蹂躏的支离破碎的“神圣罗马帝国”的小国们,包括我老家的巴伐利亚王国一个个征服,并入德意志联邦的版图。面对其他大国的阻挠,普鲁士于1864年战胜了丹麦,1866年战胜了奥地利并将他排除出德意志联邦,以1871年大胜法国(普法战争),夺回边境两个州,正式建立了以普鲁士为中心的德意志帝国。于是我生来就是一名德国人。

 

在我出生的那一年,德意志帝国影响力最大的物理学家马克思.普朗克(Max Planck),面对黑体辐射(Black-body radiation)的难题做出了一个开创性的工作【Planck, Max, "Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum", Ann. Phys. 309 (3): 5536 (1901)】。因为慕尼黑的实验物理学家维恩(Wilhelm Wien)给出的公式和英国物理学家瑞利(Lord Rayleigh)给出的公式一个不能解释低频实验结果,另一个能解释低频结果却在高频发散。于是普朗克先生大胆提出光的辐射能量非连续而是离散的观点,即一个固定长度的黑体辐射腔内,辐射的频率模式是离散的(在腔长内具有整数或半整数个周期),而辐射能量本身是和这些离散的频率成正比的,即E=hνh为普朗克常数(6.626×10?34 J.s

 

我四岁那年,物理学界出现了一位年仅26岁的绝世天才,他在世界家上最好的物理学杂志Ann. Phys上那一年发表了5篇论文,改变了整个物理学。三篇建立划时代的狭义相对论,一篇有关布朗运动,一篇便是光电效应。没错,他就是我们的偶像,阿尔伯特.爱因斯坦(Albert Einstein)。

 

爱因斯坦提出了光本身具有粒子属性,即光子的假说。一个电子吸收一个光子,光子的能量和频率符合普朗克的光辐射能量量子化后的关系E=hν,于是光电效应被成功地解释清楚,算作普朗克先生的理论的进一步发展。后来在我十四岁那年,爱因斯坦又提出了广义相对论,用一个极其简洁漂亮等效原理和黎曼时空的模型成功解释了牛顿引力理论中不能解释的诸多问题,被后续的观测所证实。于是爱因斯坦成了人类历史上比肩牛顿的最伟大的物理学家,这些都是后话。

 

Ok,谈谈我的童年。我的父亲,奥古斯都.海森堡博士(Dr. August Heisenberg),是一名希腊语言学家。我的母亲,安娜.海森堡(Anna Heisenberg,婚后随了父亲的姓),从天主教皈依了父亲信奉的路德宗,他们在1900年生下了我的哥哥埃尔文.海森堡(Erwin Heisenberg),后来他成为了一名化学家。我是他们的第二个儿子。      

 

5岁那年,我进入了乌兹伯格市的小学。由于父亲是位老师,他一直拿我和我哥哥来比较,想让我们互相竞争,共同成长。在他的眼中容不得自己的孩子学习成绩比其他人差。也的确是这样,我和我哥哥的学习成绩在班级里一直名列前茅。

 

没错,在小学老师的眼中,我就是这样一个孩子,理性成分比想象力更出色,并且及其自信,想做到非常出色。也许你们想起了爱因斯坦小时候很笨的例子?切,那一切都是谣言。他小时候肯定比我更出色。那种做板凳的故事大概是后人杜撰用来鼓励资质平平的孩子们的。

 

在我九岁那年,慕尼黑大学给了我父亲一个希腊语言文学的教授职位,于是我们举家搬到慕尼黑。从此这个城市成了我的故乡。第二年我进入了Maximilians-Gymnasium中学,9年的时间将我们培养进慕尼黑大学。

 

那是一个不公平的年代,我们的学校中只有男生没有女生,真是耽误年轻人成长啊!这九年中,我显示了数理方面很强的天赋,课堂上的一切知识对我来说似乎都那么容易,我开始学习只有大学才能学到的课程,开始自学微积分,用它来简单地解决很多中学数学中比较难的题。那时我真的非常喜爱数学,因为它是那么的严谨,理性,清晰,可以让你从根本上理解它是什么。我的自然科学老师Christoph Wolff不断地用汽车,飞机,电话的发明来引起我的兴趣。那个时候,我甚至开始自学爱因斯坦的相对论,我的物理学生涯也就真正诞生于这个时候。在毕业的考试中,老师们给了我极高评语,认为我的知识已经超越了中学的要求。

 

也就是在这九年中,德国发生了翻天覆地的变化。19世纪末到20世纪初的电力革命让德国走在了世界最前沿,科技实力已超越英法,雄踞世界第一。可惜在俾斯麦统一德国意志的时候,地球上的殖民地已经被西班牙,葡萄牙,荷兰,法国,尤其是大英帝国给瓜分干净了,德国只在非洲的几个贫瘠地方扶植了自己的势力。一个后起之秀势必要打破前人的格局。那时我们联合了奥匈帝国与奥斯曼帝国组成同盟国,开始与英法对抗。英法自然不敢小视,拉拢了和德国几乎同时崛起的美国与俄罗斯组成协约国。表面上看他们集团的势力似乎更强大,但是我们从不畏惧,第一次世界大战变在巴尔干半岛这个火药桶的引爆下展开了。

 

俗话说不怕虎一样的对手,就怕猪一样的队友。奥斯曼帝国已是昨日黄花,早已没有了几百年前消灭拜占庭,封锁欧亚通道的实力,很快投降。奥匈帝国更是一个半路夫妻,很快就分崩离析。我们德意志的勇士们把东西两线的战场都推到了国境之外,却发现只剩下自己一人对抗英法美俄的全面包围,失败在所难免。

 

1914年一战的开始,大量的民用资源被消耗在战场,我的家庭就开始了忍饥挨饿。有一次我居然饿的从自行车上摔了下来,后来只有加入学校的军事训练营当预备兵才能吃饱饭。这些年的营养不良造成了我们这一代很多人没有长好身体。在军训营中,我被选为了一个小组Bund Deutscher Neupfadfinder的领导者,一起爬山,远足,玩古典音乐,讨论科学艺术,在残酷的战争年代享受少有的宁静。

 

一战之后,面对凡尔赛和约的巨额赔款,德国经济陷入全面崩溃,我们进入了食不果腹的时代。笼罩在战争失败的阴影下,慕尼黑的街头天天上演着几个派别的血腥搏杀,国家一片混乱,弱肉强食。我在二十岁之前就切切实实地感受到了政治的虚伪和残忍,也许只有在自然科学才能找到那份真实。成王败寇的残酷让我感觉到只有让自己变得更出色,更强大才能更好地活下来,

 

《我,海森堡》第二章,求学之路 精选

2010-3-19 05:33

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=417127&do=blog&id=304233

 

《量子三部曲》第一部《我,海森堡》第二章,求学之路

 

1920年秋天,我正式进入了慕尼黑大学(Ludwig-Maximilians-Universit?t),开始了我的学术生涯。起初我想主修数学专业,但是经过和几位数学系的教授谈论以后,我决定还是去学理论物理。也许是我看了太多的经典力学和相对论的书,思维上和这些数学家有些格格不入吧。

 

慕尼黑大学的理论物理学教授名叫阿诺德.索墨菲(Arnold Sommerfeld),一位睿智而慈祥的老人,曾是著名数学家克莱因(Felix Klein)的助手,他成了我的博士导师。他的手下有两个非常著名的学生,据说是慕尼黑大学物理系目前最聪明的两个学生,一个叫沃尔夫冈.泡利(Wolfgang Pauli),一个叫彼得.德拜(Peter Debye)。泡利这家伙出生在1900年,比我大一岁,标准的世纪婴儿。这个大腹翩翩的家伙一看新来了个师弟,马上滔滔不绝地跟我大谈物理学,结果居然发现我这个“菜鸟”知道的一点不比他少,于是对我照顾有佳,好似寻觅良久终遇知音一样。

 

索墨菲老师给我的博士课题是关于湍流的,流体力学里一个相当变态的题目,根本无法得到解析解。索墨菲老师真实太信任我了,但是我的兴趣早已转移到了别的地方,尼尔斯.玻尔(Neils Bohr)教授的量子理论。因为在我想主攻相对论的时候,泡利这个有眼光家伙建议我说相对论领域被爱因斯坦一个人建立的差不多了,你没有机会再做出重要工作,但是玻尔这种电子轨道模型的量子理论问题重重,你不妨试试这方面,兴许有大发现呢。

 

索墨菲老师1922年跑到美国去做一个一年的客座教授。他知道我的兴趣转移到量子理论上了,便把我推荐到了哥廷根(G?ttingen)的马克斯.波恩(Max Born)那里做交流生。哥廷根,一个在数学界何其神圣的地名,大数学家高斯(Gauss)缔造了这里的威望,在现在希尔伯特(Hilbert)领导下它已经成为了世界数学的中心,我在这里的导师波恩也算是他的半个学生了,他是哥廷根大学理论物理的带头人。

 

刚来这里不久,我便遇见了来访的玻尔教授,一个当时在我心中仅次于爱因斯坦的物理学家。在他的报告结束后我勇敢地走上去向他请教有关他的量子理论的一些问题,使他认识了我这个后辈。后来我才知道第一次的见面他就被初生牛犊不怕虎的我所深深打动了,又好似觅得知音一般滔滔不绝地向我讲述他的工作。这一年,玻尔教授凭借电子轨道模型的量子理论那了诺贝尔奖(这个工作也有我的导师索墨菲的一部分功劳),在他的前一年得奖的是爱因斯坦。比较讽刺的是爱因斯坦居然是靠光电效应的光子解释获奖,而不是更为重要的狭义和广义相对论。当然他的光子解释和普朗克的量子化一起成为玻尔教授量子理论的基础。

 

由于我是个短期交流生,波恩教授起初没有太在意我,但随即便被我的能力和求知欲所打动。他手下有个数学基础非常强的助教帕斯卡.乔丹(Pascal Jordan),我们一起通过玻尔的量子理论计算得到的结果和实验观测的原子光谱完全无法吻合,看来玻尔的旧量子理论存在致命问题,量子理论需要一次深入的变革。

 

一年的交流期很快结束,索墨菲老师也从美国回来了,他叫我回去答辩。说实话这一年我满脑子都是量子理论,根本无暇顾及他给我的湍流课题。不得已我用了几个小trick,得到了一个非严格但是非常近似的解,作为我的博士论文内容。论文的到了通过,并且相应的结果第二年发表在了当时最好的物理学期刊上【W. Heisenberg ?ber Stabilit?t und Turbulenz von Flüssigkeitsstr?mmen (Diss.), Ann. Physik Volume 74, Number 4, 577-627 (1924)】。于是泡利半开玩笑地说:“海森堡你真天才,这样也行?”。

 

万万没想到的是,我的答辩会成了我人生第一个无法忘怀的噩梦。索墨菲老师这边自然没有问题,因为我知道在他眼中我是他最出色的学生,哪怕是跟泡利和德拜这样的牛人相比。但是我从入学以来没有认认真真地做过一次实验。似乎上帝给了我敏锐的头脑和理性思维,却夺走了我的动手能力。在慕尼黑大学负责实验物理的是诺贝尔奖得主瑞恩,没错,就是做黑体辐射实验给普朗克先生铺路的那位,一直被我在调仪器时候的笨手笨脚气的发疯。在他的眼里无论一个物理学家理论水平如何高,必须要具备一定的实验能力,于是答辩时候我就被他搞惨了。他先问我怎么调法布里-帕罗干涉仪的分辨率,我没答上来。他有问我蓄电池怎么工作,我还是没答上来。瑞恩十分气愤,自然觉得我不该通过。他在慕尼黑大学资格最老,一言九鼎,无人敢反对。这时我的导师索墨菲勇敢地站了出来替我说话,他反对用实验能力来扼杀一个理论物理学家的天赋。我头一次看到两位老科学家在如此激烈地讨论,如同争吵一般。索墨菲老师在一心地帮助我,提携我,使得我一生都对他存在着深深的敬意和感激。

 

最后讨论的结果,索墨菲老师给了我最高分A,瑞恩教授给了我最低分E,于是平均下来我的答辩成绩是C,刚刚及格。这对从小一直名列前茅,不甘人后的我来说是一次非常重大的打击,如同耻辱一般。这一年,我22岁。晚上索墨菲老师组织了晚宴庆祝我拿到博士学位,我喝完香槟酒吃点东西后,在大家意犹未尽地欢聚的时候和大家匆匆道别,早早地离,回到宿舍拿起早已收拾好的行囊,背着它在夜色下只身来到火车站,买好票,目标:哥廷根。

 

第二天早上,我就到了玻恩教授的办公桌前,拿着这张难看的成绩单,问他:“您说过我拿到学位后就招我过来当助教,现在您是否会改变主意?”我当时心里很忐忑,寄希望于玻恩不会放弃一个改变量子理论的机会吧。

 

玻恩一开始没有回答我,只是问我答辩时瑞恩都问了我哪些问题,然后说:“这两个问题确实不好回答”。玻恩教授也许是为了给我面子才这么说的, offer还是照旧给了我。

 

我那位赋闲在家的战斗英雄老爸真是一直在为我担心,甚至写了信给哥廷根大学主管实验物理的James Franck教授请求他好好教教我实验,Franck教授尽力教了我很久,最后还是放弃了,留下这样一句话:“海森堡想在物理学领域生存的唯一的出路只有去当个理论物理学家”。

 

 

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