海森堡:他是纳粹帮凶,还是毁掉原子计划拯救世界的人?

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海森堡:他是纳粹帮凶,还是毁掉原子计划拯救世界的人?

2024-04-13 12:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

海森堡:他是纳粹帮凶,还是毁掉原子计划拯救世界的人?

历代评价

在二次世界大战之后,海森堡不是一个快乐的人。围绕着他在战争期间做了些什么和没做什么,有众多的争论......但尘埃终将落定,最终,将韦人们记住的,是他在23岁时发动的那场改变了整个世界的伟大革命——杨振宁

前言

1901年12月5日,德国物理学家沃纳·海森堡出生于慕尼黑。

海森堡青年时期的偶像和精神导师爱因斯坦也在慕尼黑度过了少年时光

他是德国历史上最年轻的诺贝尔物理学奖得主,哥本哈根学派的代表人物,他是20世纪最重要的量子物理学家之一。

他是幸运的,投入到了20世纪物理学最有突破的领域——量子学说,师从玻尔、索末菲等物理学大家,把爱因斯坦)的相对论引入量子领域,提出了量子力学基本原理“测不准原理”,并以此获得诺奖

他很不幸,在成名之后,无法免于纳粹运动的摆布。他是 “人品成谜”的纳粹帮凶,更是20世纪科学史上最大悬案的主角。

▲沃纳·卡尔·海森堡(1901年12月5日—1976年2月1日)

我们从几个侧面了解一下他的传奇人生。

第一、他是站在爱因斯坦肩膀上的物理学天才

海森堡天资超群,成名很早。

1920年,19岁的海森堡进入慕尼黑大学,成为当时德国最杰出的物理学家索末菲的学生。

三年后,他又让大名鼎鼎的玻尔刮目相看。当时,玻尔应邀到哥廷根大学讲学,海森堡仅用一个提问,就让波尔在演讲结束后,主动邀请他一起散步。海森堡后来回忆说:这是我一生中最重要的一次散步,我的科学生涯由此开始。

1923年,22岁的海森堡从慕尼黑大学获得博士学位。随后,他前往哥本哈根研究所跟随玻尔。十年前,玻尔提出经典原子模型、而一跃与爱因斯坦齐名,但此时,他提出的原子模型只能用来解释氢原子和类氢原子的运动状态,无法推及到其他原子运算上。量子学说进入瓶颈,而海森堡正是那个突破瓶颈的人。

▲第五届索尔维会议堪称科学界的“神仙聚会”

受相对论的启发,海森堡先后提出矩阵力学和著名的测不准原理。后者明确了量子力学的计算规则,带来了量子学说的重大突破,但同时,也挑战了人们对因果律和牛顿经典力学的信仰,引发了哥本哈根学派和爱因斯坦之间的经典论战。

海森堡十几岁时就开始读爱因斯坦,一直将其奉为偶像,但因为对测不准原理的争论,海森堡和偶像爱因斯坦站到了对立面,海森堡成了那个站在巨人肩膀上、把物理学又推进了一大步的天才。

▲海森堡和夫人舒马赫

第二、他是用贝多芬钢琴曲赢得美人归的爱情嬴家

海森堡出生在一个条件优渥的知识分子家庭,很小就开始学钢琴,十三岁时就能演奏贝多芬、李斯特等大师的乐曲。投身科学之后,海森堡也经常在工作之余,靠音乐来缓解疲劳和焦虑。

物理学家会乐器并不是新鲜事,爱因斯坦的小提琴也拉得不错,量子力学之父普朗克除了钢琴、管风琴,还会拉大提琴。但是像海森堡这样用贝多芬钢琴曲赢得芳心而迅速脱单的物理学家则并不多见。

1937年,海森堡参加了一场私人演奏会,他作为主钢琴手弹奏贝多芬。结束之后,一个年轻漂亮的姑娘找到海森堡,说自己被他的贝多芬感动了,这个女孩就是海森堡后来的妻子伊丽莎白·舒马赫。

36岁的海森堡和21岁的舒马赫一见钟情,他们的共同话题就是音乐。

相识14天之后,两人订婚了,三个月之后,两人结婚。

在海森堡写给舒马赫的情书里,有这样一句话:在爱、音乐和工作之中蕴藏着生活的本质。

有趣的是,在两人的婚礼上,海森堡收到了舒马赫家人的一份礼物——一本八卷本的贝多芬四手联弹钢琴谱,是舒马赫的祖父留下的遗物。

舒马赫还开玩笑说:我可能永远不敢跟你一起弹奏,你太出色了。

▲海森堡和恩师玻尔(右)的情谊也因纳粹决裂

第三、他是算错一个数据、拯救全世界的人

1939年,二战爆发,海森堡被纳粹政府任命为原子弹研究计划-铀俱乐部的负责人。

经过数年的研究,1942年6月,海森堡向纳粹军备部长报告,根据他的测算,造一颗原子弹需要几吨的铀-235,而铀-235的提取非常困难,1千克天然矿石中铀的含量仅有0.7%,还需要经过后期的提纯和浓缩,简单来说,如果需要几吨的量,非但当时德国不可能完成,结合全世界的力量也无法造出一颗原子弹。因此,海森堡建议放弃原子弹,研究其他杀伤性武器。并且保证,德国在此领域的技术仍是世界领先的水准。言下之意是,德国造不出,其他国家也不可能造出。

然而,1942年,曼哈顿计划正式启动,由美籍犹太物理学家奥本海默带领的团队经过精密计算,得出的结论是制造一颗原子弹仅需几公斤的铀-235。三年之后,美国成功研制出第一颗原子弹,加速了二战的结束。

假如海森堡没有算错铀-235的用量,世界历史和人类命运很可能会被改写。

战后,海森堡作为纳粹帮凶被声讨,他在回忆录里为自己辩护:官方的口号是利用物理学为战争服务,我们的口号是利用战争为物理学服务。

▲海森堡(中)泡利(右)

小结

时至今日,对于海森堡在二战期间的真正立场,以及他犯下如此严重的计算失误是否是故意为之的争论和考证依然层不出穷、引人遐想,对这一二十世纪科学史上的最大谜题的不断探究也从侧面印证了层累说的历史规律。

【参考资料】

《海森堡》

《海森堡是纳粹帮凶?》



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