馬克斯·玻恩（Max Born，1882年12月11日—1970年1月5日），男，是德國猶太裔理論物理學(xué)家、量子力學(xué)奠基人之一，因對量子力學(xué)的基礎性研究尤其是對波函數的統計學(xué)詮釋而獲得1954年的諾貝爾物理學(xué)獎。

馬克斯·玻恩1901年起在布雷斯勞、海德堡、蘇黎世和哥廷根等各所大學(xué)學(xué)習，先是法律和倫理學(xué)，后是數學(xué)、物理和天文學(xué)。1907年獲得博士學(xué)位。1912年與西爾多·馮·卡門(mén)合作發(fā)表了《關(guān)于空間點(diǎn)陣的振動(dòng)》的著(zhù)名論文，從此開(kāi)始了他以后幾十年創(chuàng )立點(diǎn)陣理論的事業(yè)。1921年成為哥廷根大學(xué)物理系主任。?1936年任愛(ài)丁堡大學(xué)教授，1937年當選為英國倫敦皇家學(xué)會(huì )會(huì )員。玻恩還是《哥廷根宣言》的簽署人。

人物生平

玻恩于1882年12月11日出生于德國普魯士的布雷斯勞（今波蘭城市弗羅茨瓦夫）一個(gè)猶太人家庭，父親是布雷斯勞大學(xué)的解剖學(xué)和胚胎學(xué)教授。小時(shí)受父親影響，喜歡擺弄儀器和參加科學(xué)討論。

1901年進(jìn)入布雷斯勞大學(xué)。后來(lái)到海德堡大學(xué)和蘇黎士大學(xué)求學(xué)。1905年慕名進(jìn)入哥廷根大學(xué)聽(tīng)D．希耳伯特、H．閔可夫斯基等數學(xué)、物理學(xué)大師講學(xué)。1907年在哥廷根大學(xué)通過(guò)博士考試，導師是希爾伯特。此后前往劍橋大學(xué)跟隨拉默爾和約瑟夫·湯姆孫學(xué)習了一段時(shí)間。1908年至1909年回到布雷斯勞學(xué)習相對論。閔可夫斯基曾邀請他去哥廷根與他共事，但是此后不久的1909年冬天閔可夫斯基便去世了，玻恩受命繼續閔可夫斯基在物理領(lǐng)域的研究工作。

玻恩在1909年獲得大學(xué)任教資格，先是在哥廷根大學(xué)受聘為無(wú)薪金講師，1912年接受邁克爾遜的邀請前往芝加哥教授相對論，并與邁克爾遜合作完成了一些光柵光譜實(shí)驗。此外，玻恩對固體理論進(jìn)行過(guò)比較系統的研究，1912年和馮·卡爾曼一起撰寫(xiě)了一篇有關(guān)晶體振動(dòng)能譜的論文，他們的這項成果早于勞厄（1879—1960年）用實(shí)驗確定晶格結構的工作。

1913年8月2日玻恩與愛(ài)倫伯格（H. Ehrenberg）結婚。他們都是路德教教徒，有三個(gè)孩子。那時(shí)玻恩喜好的消遣活動(dòng)是長(cháng)途徒步旅行和音樂(lè )。

1915年玻恩去柏林大學(xué)任理論物理學(xué)教授，并在那里與普朗克、愛(ài)因斯坦和能斯特并肩工作，玻恩與愛(ài)因斯坦結下了深厚的友誼，即使是在愛(ài)因斯坦對玻恩的量子理論持懷疑態(tài)度的時(shí)候，他們之間的書(shū)信見(jiàn)證了量子力學(xué)開(kāi)創(chuàng )的歷史，后來(lái)被整理成書(shū)出版。玻恩在柏林大學(xué)期間，曾加入德國陸軍，負責研究聲波理論和原子晶格理論，并于1915年發(fā)表了他的第一本書(shū)《晶格動(dòng)力學(xué)》（Dynamik der Kristallgitter），該書(shū)總結了他在哥廷根開(kāi)始的一系列研究成果。

1919年第一次世界大戰結束后，玻恩轉去法蘭克福大學(xué)任教并領(lǐng)導一個(gè)實(shí)驗室，他的助手奧托·施特恩后來(lái)也獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。1921年至1933年玻恩與好友夫蘭克一同回到哥廷根大學(xué)任教授，主要的工作先是晶格研究，然后是量子力學(xué)理論。他在哥廷根費米、狄拉克、奧本海默和瑪麗亞·格佩特-梅耶等一大批物理學(xué)家合作。1925年至1926年與泡利、海森堡和帕斯庫爾·約爾丹（Pascual Jordan）一起發(fā)展了現代量子力學(xué)（矩陣力學(xué)）的大部分理論。1926年又發(fā)表了他自己的研究成果玻恩概率詮釋?zhuān)úê瘮档母怕试忈專(zhuān)?，后?lái)成為著(zhù)名的“哥本哈根解釋”。

盧瑟福-玻爾的原子行星模型和玻爾關(guān)于電子能級的假設（其中把普朗克的量子概念與原子光譜聯(lián)系起來(lái)了）曾被用來(lái)解釋后來(lái)知道的一些數據和現象，但只取得了一些微不足道的成功。在物理理論從經(jīng)典向現代過(guò)渡的這一時(shí)期（約在1923年前后），泡利和海森堡都在哥廷根大學(xué)做玻恩的助手。德布羅意在1924年巴黎的論文中提出電子與一組波相聯(lián)系。海森堡在他的“測不準原理”中，表明了經(jīng)典力學(xué)規律不適用于亞原子粒子，因為不能同時(shí)知道這些粒子的位置和速度。

玻恩以此為起點(diǎn)對這一問(wèn)題進(jìn)行了研究，他系統地提出了一種理論體系，在其中把德布羅意的電子波認為是電子出現的幾率波。玻恩-海森堡-約當矩陣力學(xué)與薛定諤發(fā)展起來(lái)的波動(dòng)力學(xué)的數學(xué)表述不同，狄拉克證明了這兩種理論體系是等效的并可相互轉換。今天，我們把它稱(chēng)為量子力學(xué)。

1933年納粹上臺后，玻恩由于是猶太人血統而被停職，并與當時(shí)許多德國科學(xué)家一樣被迫移居國外。移居英國后，1934年起受邀在劍橋大學(xué)任教授，這段時(shí)間的主要研究集中在非線(xiàn)性光學(xué)，并與利奧波德·因費爾德（Leopold Infeld）一起提出了玻恩-因費爾德理論。1935年冬天，玻恩在印度班加羅爾的印度科學(xué)研究所呆了6個(gè)月，與C·V·喇曼共事。1936年前往愛(ài)丁堡大學(xué)任教直到1953年退休。1936年被納粹剝奪德國國籍。

玻恩很想把量子力學(xué)和相對論統一起來(lái)，因此他于1938年提出了他的倒易理論：物理學(xué)的基本定律在從坐標表象變換到動(dòng)量表象時(shí)是不變的。1939年玻恩加入英國國籍。這時(shí)他仍繼續從事愛(ài)因斯坦和英費爾德（Infeld）曾探索過(guò)的統一場(chǎng)論的研究。

1953年，玻恩退休后居住在巴德派爾蒙特，這是位于哥廷根附近的一個(gè)旅游勝地。1953年6月28日玻恩成為哥廷根的榮譽(yù)市民。1954年由于在量子力學(xué)和波函數的統計解釋及研究方面的貢獻，與瓦爾特·博特共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。他最后一本關(guān)于晶體的書(shū)是1954年完成的（與我國物理學(xué)家黃昆合作完成）。除了在物理領(lǐng)域的杰出研究外，玻恩還是“哥廷根十八人”（德語(yǔ)：Göttinger Achtzehn）之一，《哥廷根宣言》的簽署人，旨在反對德國聯(lián)邦國防軍使用原子武器裝備。

1970年1月5日，玻恩在哥廷根逝世。

人物成就

玻恩在物理學(xué)中的主要成就是創(chuàng )立矩陣力學(xué)和對薛定諤的波函數作出統計解釋。因量子力學(xué)方面的基本研究，特別是因波函數的統計解釋?zhuān)虰othe分享了1954年度的諾貝爾物理學(xué)獎金。

創(chuàng )立矩陣力學(xué)

1920年以后，玻恩對原子結構和它的理論進(jìn)行了長(cháng)期而系統的研究。那時(shí)，盧瑟福-玻爾的原子模型和有關(guān)電子能級的假設遇到了許多困難。因此，法國物理學(xué)家德布羅意于1924年提出了物質(zhì)波假設，認為電子等微觀(guān)粒子既有粒子性，也有波動(dòng)性。1926年奧地利物理學(xué)家薛定諤（1887—1961）創(chuàng )立了波動(dòng)力學(xué)。同時(shí)，玻恩和海森伯、約爾丹等人用矩陣這一數學(xué)工具，研究原子系統的規律，創(chuàng )立了矩陣力學(xué)，這個(gè)理論解決了舊量子論不能解決的有關(guān)原子理論的問(wèn)題。后來(lái)證明矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)是同一理論的不同形式，統稱(chēng)為量子力學(xué)。因此，玻恩是量子力學(xué)的創(chuàng )始人之一。

解釋對波函數

為了描述原子系統的運動(dòng)規律，薛定諤提出了波函數所遵循的運動(dòng)方程——薛定諤方程。但是，波函數和各種物理現象的觀(guān)察之間有什么關(guān)系，并沒(méi)有解決。玻恩通過(guò)自己的研究對波函數的物理意義作出了統計解釋?zhuān)床ê瘮档亩畏酱砹Ｗ映霈F的幾率取得了很大的成功。從統計解釋可以知道，在量度某一個(gè)物理量的時(shí)候，雖然已知幾個(gè)體系處在相同的狀態(tài)，但是測量結果不都是一樣的，而是有一個(gè)用波函數描述的統計分布。因為這一成就，玻恩榮獲了1954年度諾貝爾物理學(xué)獎。

開(kāi)創(chuàng )晶格動(dòng)力學(xué)

在他的早期生涯中，玻恩的興趣集中在點(diǎn)陣力學(xué)上，這是關(guān)于固體中原子怎樣結合在一起如何振動(dòng)的理論。在馮·勞厄最終證明了晶體的格點(diǎn)結構之前，玻恩和馮·卡門(mén)（Von Karman）就在1912年發(fā)表了關(guān)于晶體振動(dòng)譜的論文。玻恩以后又多次回到晶體理論的研究上，1925年玻恩寫(xiě)了一本關(guān)于晶體理論的書(shū)，開(kāi)創(chuàng )了一門(mén)新學(xué)科——晶格動(dòng)力學(xué)。1954年他和我國著(zhù)名物理學(xué)家黃昆合著(zhù)的《晶格動(dòng)力學(xué)》一書(shū)，被國際學(xué)術(shù)界譽(yù)為有關(guān)理論的經(jīng)典著(zhù)作。

其他成就

1953年退休以后，玻恩勁頭十足地研究愛(ài)因斯坦的統一場(chǎng)論。1959年，與沃耳夫合著(zhù)了《光學(xué)原理》，至2001年已出至第七版，成為光的電磁理論方面的一部公認經(jīng)典著(zhù)作。玻恩還研究了流體動(dòng)力學(xué)、非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)等理論。

玻恩和富蘭克（1882—1964）一起把哥廷根建成很有名望的國際理論物理研究中心。當時(shí)，只有玻爾建立的哥本哈根理論物理中心可以和它匹敵。

玻恩講課很生動(dòng)，淺入深出，教學(xué)很有成績(jì)。他培養出的學(xué)生，后來(lái)有不少人成為有名的物理學(xué)家，如泡利、海森堡和我國的黃昆等。

個(gè)人榮譽(yù)

獎?wù)潞兔u(yù)

1934年：劍橋Stokes（George Gabriel Stokes）獎?wù)?/p>

1945年：愛(ài)丁堡皇家學(xué)會(huì )MacDougall-Brisbane獎?wù)潞虶unning-Victoria Jubilee獎

1948年：德國物理學(xué)會(huì )馬克斯·普朗克獎?wù)?/p>

1950年：倫敦皇家學(xué)會(huì )Hughes（David E. Hughes）獎?wù)?/p>

1953年：哥廷根市榮譽(yù)市民

1956年：慕尼黑國際法Hugo Grotius（格勞秀斯）獎?wù)?/p>

1959年：德國聯(lián)邦十字勛章

1982年：哥廷根大學(xué)慶祝馬克斯·玻恩和詹姆斯·夫蘭克誕辰100周年。

會(huì )員和院士

獲劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)和柏林大學(xué)等十多所大學(xué)名譽(yù)博士學(xué)位。

1939年當選倫敦皇家學(xué)會(huì )會(huì )員，他還是美國國家科學(xué)院、美國藝術(shù)與科學(xué)院、愛(ài)丁堡皇家學(xué)會(huì )會(huì )員，是柏林、哥廷根、哥本哈根、斯德哥爾摩等科學(xué)院院士。

諾貝爾獎

1954年因提出量子力學(xué)的統計解釋而獲諾貝爾物理學(xué)獎。

命名榮譽(yù)

1. 以他名字命名的玻恩-奧本海默近似方法在1928年發(fā)展成為原子軌道模型，玻恩近似在分布理論中起到了先驅作用。

2. 以馬克斯·玻恩的名字命名的研究所——柏林馬克斯·玻恩非線(xiàn)性光學(xué)和短時(shí)間光譜學(xué)研究所（Max-Born Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie im Forschungsverbund Berlin e.V.）。

3. 為了紀念馬克斯·玻恩的貢獻，德國物理學(xué)會(huì )與英國物理學(xué)會(huì )1973年起每年頒發(fā)“馬克斯·玻恩獎”給在物理學(xué)領(lǐng)域做出特別有價(jià)值的科學(xué)貢獻，輪流頒發(fā)給英國和德國的科學(xué)家。

個(gè)人著(zhù)作

• 《晶體點(diǎn)陣動(dòng)力學(xué)》（1915年）

• 《愛(ài)因斯坦相對論》（1920年）

• 《固態(tài)原子理論》（1923年）

• 《原子動(dòng)力學(xué)問(wèn)題》（1926年）

• 《原子物理學(xué)》（1935年）

• 《晶格動(dòng)力學(xué)》（1954年）

• 《物理學(xué)實(shí)驗與理論》（1943年）

• 《我們一代的物理學(xué)》（1956年）

• 《物理學(xué)與政治學(xué)》（1962年）

社會(huì )評價(jià)

在量子理論的發(fā)展歷程中，玻恩屬于量子的革命派，他是舊量子理論的摧毀者，他認為舊量子論本身內在矛盾是根本性的，為公理化的方法所不容，構造特性架設的辦法只是權宜之計，新量子論必須另起爐灶，用公理化方法從根本上解決問(wèn)題。

玻恩先后培養了兩位諾貝爾物理學(xué)獎獲得者：海森堡（1932年獲諾貝爾物理學(xué)獎）；泡利（因為提出不相容原理獲1945年的諾貝爾物理學(xué)獎）。不過(guò)，玻恩似乎沒(méi)有他的學(xué)生幸運，他對量子力學(xué)的幾率解釋受到了包括愛(ài)因斯坦、普朗克等很多偉大的科學(xué)家的反對，直到1954年才獲諾貝爾物理學(xué)獎。

玻恩是締造量子力學(xué)的領(lǐng)袖?；是哥廷根物理學(xué)派?的核心人物?。

人物傳記

《玻恩研究》，厚宇德?著(zhù)，人民出版社出版，2012年。

《玻恩與哥廷根物理學(xué)派》，厚宇德?著(zhù)，中國科學(xué)技術(shù)出版社，2017年。