Google Doodle 量子力學開創者之一 Max Born 135 歲誕辰

風I

2017/12/11 點子生活  



量子力學是描述微觀物質（原子，亞原子粒子）行為的物理學理論，量子力學是我們理解除萬有引力之外的所有基本力（電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用）的基礎。今天在 Google 首頁上出現了一則在專研物理學的圖像，這正是為了 量子力學開創者之一 德國物理學家馬克斯‧玻恩（Max Born）的誕辰紀念，來緬懷他對於現代物理學的貢獻。

馬克斯‧玻恩出生於 1882 年 12 月 11 日，家族背景為德國布雷斯勞的猶太家庭，父親為布雷斯勞大學的胚胎學教授。他在大學期間認識了三位非常厲害的數學家，其中一位大衛‧希爾伯特（David Hilbert）在知道他的卓越能力後，馬上就讓他成為講座的筆記員，而這份工作也讓他能與大衛‧希爾伯特定期交流，也由其中學習到許多知識，並藉此結識赫爾曼‧閔考斯基（Hermann Minkowski）。

大衛‧希爾伯特，德國數學家，是 19 世紀和 20 世紀初最具影響力的數學家之一。他因為發明了大量的思想觀念而被尊為偉大的數學家、科學家。赫爾曼‧閔考斯基，德國數學家，猶太人，四維時空理論的創立者，曾經是著名物理學家阿爾伯特‧愛因斯坦（Albert Einstein）的老師。而大衛‧希爾伯特與菲利克斯‧克萊因（Felix Klein）結識也相當重要，

因為馬克斯‧玻恩曾經加入克萊茵的討論班，並使其印象深刻，之後邀請他提出平面與空間中彈性線穩定性的學位論文，也藉由這論文得到極優等數學哲學博士學位。菲利克斯‧克萊因是一位德國數學家，他的主要課題是非歐幾何、群論和複變函數論。他發布的愛爾蘭根綱領將各種幾何用它們的基礎對稱群來分類，是對當時多個數學分支的一個綜合導向，影響深遠。

在 1905 年時，阿爾伯特‧愛因斯坦提出了狹義相對論，也引起馬克斯‧玻恩的興趣並開始進行研究，當時他也發覺到。赫爾曼‧閔考斯基也在研究相關議題時，後來請益後獲邀到哥廷根大學以特許任教資個進行相關研究。不幸的是，赫爾曼‧閔考斯基因病在 1909 年猝逝，後來馬克斯‧玻恩代表在哥廷根數學學會的會議上發表了結果，當時受到極大的挑戰，也中止了講座。

後來大衛‧希爾伯特與卡爾‧龍格（Carl Runge）對他的研究相當感興趣，討論後也接受了他的論點，並鼓勵重啟講座，後來這次講座就成功地完成，也整理出《相對論運動學中的剛體理論》（Die Theorie des starren Elektrons in der Kinematik des Relativitätsprinzips）的論文。卡爾‧龍格是一位德國數學家、 物理學家、光譜學家。在數值分析學裡，他是龍格－庫塔法的共同發明者與共同命名者。

1921年到1933年，馬克斯‧玻恩在哥廷根大學任教 12 年期間，他與另一位德國物理學家詹姆斯‧法蘭克（James Franck）經常交換量子理論的研究心得，也與物理學家阿諾‧索末菲（Arnold Sommerfeld）有良好的合作。詹姆斯‧法蘭克是一位德國物理學家，1925 年諾貝爾物理學獎獲得者。阿諾‧索末菲是一位德國物理學家，量子力學與原子物理學的開山始祖之一。

後來 1923 年維爾納‧海森堡（Werner Heisenberg）來到哥廷根大學，隔年拿到特許任教資格，1925 年，馬克斯‧玻恩與維爾納‧海森堡給出了量子力學的矩陣力學表述，並與帕斯庫爾‧約當（Pascual Jordan）開闢了後續的許多研究。矩陣力學的思想出發點是針對波耳模型中許多觀點，諸如電子的軌道、頻率等，都不是可以直接觀察的。

維爾納‧海森堡，德國物理學家，量子力學創始人之一，他對物理學的主要貢獻是給出了量子力學的矩陣形式，提出了不確定性原理和 S 矩陣理論等。帕斯庫爾‧約當，德國物理學家，也是一個理論和數學物理學家，他在量子力學和量子場論方面做出非常重要的貢獻。量子場論為描述多自由度系統，尤其是包含粒子產生和湮滅過程的過程，提供了有效的描述框架。

1928 年阿爾伯特‧愛因斯坦提名了維爾納‧海森堡、馬克斯‧玻恩與帕斯庫爾‧約當為諾貝爾物理獎候選人，但後來只有維爾納‧海森堡以因創建量子力學及其在發現氫的同素異形體中的應用獲獎，但單獨獲獎的維爾納‧海森堡認為只有他一人獲獎於心有愧，所以提筆寫信給馬克斯‧玻恩，並表示這份工作是與他及帕斯庫爾‧約當兩人一起完成的，兩位對於量子力學的貢獻，不會因為沒受到諾貝爾獎的肯定而抹滅。

1933 年因為納粹掌握德國政權，身為猶太人的馬克斯‧玻恩遭停職，後來輾轉前往劍橋大學聖約翰學院就職，在這期間寫了無休無止的宇宙與原子物理兩本有名的著作。短暫的在劍橋大學的臨時職位，幾經波折來到愛丁堡大學任職，在1947 年 與 1948 年獲得同事法蘭克與費米以晶格研究提名諾貝爾獎，期間還不斷以固體的研究、量子力學被提名，最後他以 量子力學方面的基礎性研究，特別是給出波函數的統計解釋得獎。

在 1970 年 1 月 5 日，馬克斯‧玻恩因病逝世，享年 87 歲，他曾經獲得 1954 年的諾貝爾物理學獎，也曾是倫敦皇家學會會員、哥廷根市榮譽市民等。他還獲得諸多榮譽，如劍橋 Stokes 獎章、德國物理學會 Max Planck Medal 獎章、倫敦皇家學會 Hughes 獎章等。他一生對於量子力學的貢獻，就讓我們藉由谷歌徽標（Google Doodle）一起緬懷。