马克斯·玻恩——连接经典时代物理与近代物理的思想桥梁

玻恩是对经典物理各领域都有深刻理解且曾跟随几位数学巨擘学习过数学的物理学家,在固体物理、电子理论和光学方面都有所建树。玻恩1924年在一篇论文中造了“Quantenmechanik(量子力学)”一词,其思想基础在他1925年出版的Vorlesungenüber Atommechanik(原子力学讲义)一书中有详细阐述,往前或可追溯到索末菲1904年的“Mechanik der Elektronen(电子力学)”一文。玻恩的一众研究助手和学生对量子力学的建立和拓展都做出了卓越的贡献,前者特别著名的包括Jordan,Heisenberg,Pauli,Stern,Hund,Herzberg,Fermi,Teller,Rosenfeld,Wigner等,后者特别著名的包括Jordan,Hund,Weisskopf,Oppenheimer,Goeppert-Mayer,Flügge等。玻恩是凭自己的学问的学问影响了历史的人。

《对玻恩及其学派的系列研究》连载⑥——玻恩与爱因斯坦之间的深厚友谊

相对论和量子力学是20世纪物理学的核心贡献.相对论几乎由爱因斯坦一个人缔造,而量子力学的最早形式——矩阵力学则是玻恩率领众弟子共同创造.玻恩与爱因斯坦是终生好友,深入了解他们之间的交往、他们之间的友谊、他们之间的学术争论,今天的人们从中仍然能受到很好的教育.

《对玻恩及其学派的系列研究》连载(12)——拉曼与玻恩的交往研究

完全靠自己而不与其同行有联系,就能生存就能完成研究工作的科学家几乎没有.因此善于处理与同行的关系是一位科学家很重要的素质.玻恩与拉曼的科学研究领域有交集.在他们的交往过程中玻恩收获了难过与不快.拉曼可能也是一样.重温他们的故事,能够替他人着想的人可以做得更好;而比较自我封闭的不善于处理人际关系的人应该从中得到严厉的警示.

用变分玻恩迭代方法重建二维非均匀介质结构

提出了用于二维轴对称非均匀介质结构的反演和成像的一种新的反演迭代方法──变分玻恩迭代方法（ＶＢＩＭ）．首先利用玻恩近似将非线性积分方程线性化，然后应用变分方法导出用于反演的电场积分方程．正演数据则利用高效的数值模式匹配方法获得．数值结果表明，ＶＢＩＭ与ＢＩＭ相比，其收敛速度、成像质量等均得到较大的改善。

用变形玻恩迭代法反演电导率的二维非均匀分布

本文把变形玻恩迭代方法用于求解二维轴对称道散射问题．该方法提供一种迭代收敛较快的反演成像算法．利用对称轴上２０ｋＨｚ电场的测量值在二维非均匀介质中对电导率分布进行反演．首先给出对于未知电导率分布的非线性积分方法．并用玻恩近似使积分方程线性化．然后用古洪诺夫正则化方法求出电导率分布．在选代过程中，数值模式匹配法用于求解正演场．数值实例表明，用简单的对称轴上测量场能得到很好的成像结果．

基于变形玻恩迭代法的多重网格反演方法

将多重网格技术与变形玻恩迭代法相结合,对轴对称二维非均匀介质分布进行了反演。在反演过程中首先利用变形玻恩迭代方法近似地反演出目标函数的平均值,然后逐级细分目标区域的离散网格。通过计算实例表明,该方法具有稳定性好的特点,不但可以极大地降低反演过程的计算量,而且能更精确地反演高对比度的散射目标。

维纳的哥廷根情缘及其与玻恩的彼此评价

维纳是20世纪著名的数学家、控制论创立者.哥廷根大学对维纳的学术生涯影响巨大.玻恩是20世纪伟大的物理学家.维纳与玻恩有过一段合作的经历.在维纳看来,这是值得骄傲的研究,但是在玻恩看来这一合作充满遗憾.维纳一直对于玻恩评价极高,但是玻恩对维纳的评价,正如他自己所说,存在偏见、有失公允.

玻恩-哈伯循环在无机化学中的应用

玻恩-哈伯循环在无机化学中有广泛的应用。除计算离子化合物的晶格能外,还可以求算电子亲和能、质子亲和能等。同时,玻恩-哈伯循环还可以帮助学习者理解元素及其化合物的一些性质规律。

玻恩与玛利亚·戈佩特的师生情谊

玻恩与玛利亚·戈佩特都是诺贝尔物理奖获得者,玻恩是玛利亚的博士指导教师.两人之间一直保持着良好的师徒关系.玻恩关心自己的这位得意弟子,玛利亚一直理解和尊重自己的恩师,继承他的学术精神、传播他的学术思想.对科学世界美好情感的挖掘和描述有助于人们深入了解科学家,有助于科学文化建设.

二维有耗介质体电磁反演的时域玻恩迭代方法

本文利用时域非线性优化方法求解二维有耗介质体的逆散射问题获得了很好的结果.并对正散射的求解精度做了改进.

《对玻恩及其学派的系列研究》连载⑾——玻恩与海森伯关系研究

玻恩与海森伯之间的关系对海森伯至关重要,对玻恩也影响巨大.它对海森伯重要是因为没有玻恩的帮助,海森伯就难以成为矩阵力学的创立者.它对玻恩影响重大是因为海森伯的不当言行(也因为玻恩自己格外突出海森伯贡献的错误言行)使玻恩的重要贡献被埋没几十年.不能获得诺贝尔奖对玻恩后半生的境遇有过长期负面影响.玻恩处理学生关系的教训值得学派领袖们认真关注.

二维电磁逆散射变形玻恩迭代法的改进

该文对二维剖面重建的变形玻恩迭代法提出一系列改进方法,包括提高求解正问题的精度和计算效率,采用二次差分正则化并用加权最小二乘法解正则化反演方程,以及利用先验知识预估初值和采用增频法.这些改进方法使反演迭代的收敛性以及解的稳定性和分辨率明显提高.

玻恩对量子力学的实际贡献初探

玻恩和海森伯在矩阵力学创建过程中的各自贡献,在许多相关物理学史著述中已有"定论",即基本上都认为海森伯是矩阵力学的创立者,而玻恩只是伯乐,仅在数学方面对矩阵力学的建立有一定具体贡献.然而据我们所得到的大量文献却无可辩驳地说明,事实并非如此.经过多年探索,玻恩的哥廷根学派做好了建立量子力学的从数学到思想的所有必要的前期准备工作,海森伯取得的突破只是这些准备下的必然的延拓.本文除必要的分析外,尽量更多依靠引用足够的权威文献来得出可靠结论,相信这样更有说服力,更易于改变人们的成见.

《对玻恩及其学派的系列研究》连载⑧——玻恩对弟子杨立铭研究工作的高度评价

杨立铭是玻恩培养的第三个中国物理博士,也是他培养的最后一位中国学生.1950年至1951年,玻恩在写给一些重要物理学家(如玻尔、海森伯、费米、魏格纳、约当等人)以及写给一些重要期刊的信函中,高度评价杨立铭当时的研究成果.阅读这些信函,可以感觉到玻恩培养学生的强烈责任心以及那份对中国弟子的欣赏与喜爱.这些以前不为世人所知晓的信函,是中国物理学与世界接轨的宝贵、动人的文献,需要中国物理学史研究者进一步深入研究,需要更多中国物理界人士了解并关注.

玻恩与原子弹之父奥本海默的关系研究

当来剑桥求学的奥本海默心理和信心受挫之时,他遇见了到这里讲学的玻恩,并得到了玻恩的赏识.奥本海默来到哥廷根,在玻恩的指导下短期内做出了出色的科学研究,很快获得了博士学位,后来成为美国的原子弹之父.但这对师生之间关系并不融洽,早年老师害怕见到学生,后期学生心存怨恨不愿见到老师.个中原因值得科学研究学派的领袖和教书育人的导师们注意.

玻恩与诺贝尔奖

马克斯·玻恩为20世纪的物理学做出了卓越的贡献,但是他在自己70余岁才获得诺贝尔奖,个中原因多有推测;另外,究竟哪些人是玻恩的诺贝尔奖提名人,也是众说纷纭.根据可靠的文献资料,对以上不可思议的问题做了详细分析,并给出了明确答案.

《对玻恩及其学派的系列研究》连载②——玻恩如何培育物理英才?(下)

3作为伯乐的玻恩 除了正常的教学与学术研讨外，玻恩还是一位出色的善于识别千里马的伯乐，他能够发现年轻人的长处并因材施教，对不同的年轻人给出有价值的不同忠告．朗德、伦敦、迈耶夫人、奥本海默、德尔布吕克、海森伯等等都得到过玻恩的特殊帮助．我们仅举几例说明玻恩如何栽培、提携和指点年轻的物理学子．

《玻恩研究》——值得推荐的一本科学技术史专著

《玻恩研究》一书,由人民出版社2012年7月出版,是河北大学厚宇德教授撰写的关于哥廷根物理学派领袖玻恩的专著,也是关于量子力学史的专著.我曾应邀为该书写了序言,因此我觉得有责任对该书作一介绍和评论.

《对玻恩及其学派的系列研究》连载(15)——玻恩与德布罗意物质波的实验验证

理论物理学家与实验物理学家的工作不是完全同步、密切对接的.20世纪20年代在德布罗意提出物质波假设之前,戴维孙等人已经做了慢速电子的衍射实验.弗兰克是最早认识到戴维孙实验意义的人之一.他的弟子艾尔萨色也独立认识到了这一点,并尝试做进一步的实验验证.但是未能如愿.寻求弗兰克的帮助,也未如愿.艾尔萨色发表了一篇理论分析小文章,明确提出让电子通过晶体可以观察衍射图案,从而验证德布罗意的物质波假设.该文发表两年左右后,玻恩在牛津的一次学术会议上重提艾尔萨色的文章,才真正引起戴维孙和汤姆逊的注意,很快他们得到了很好的实验结果,获得了1937年诺贝尔物理奖.弗兰克的忽视使艾尔萨色的一个很重要的想法丧失了先机.

《对玻恩及其学派的系列研究》连载(14)——哪位物理学家首先提出了可观察性原则?

物理学家和科学史家都认为,可观察性原则对于量子力学的建立非常重要.1925年海森伯的"一人文章"发表后,很多与量子力学史相关的著述都认为,可观察性原则由海森伯提出.事实上他不是第一个提出可观察性原则的物理学家.马克斯·玻恩在1920年出版的著作中对这一思想即有描述,1919至1920年间在法兰克福大学任教授时,他还曾多次向朗德表述这一思想.很多文献证据表明,海森伯是在哥廷根,直接从玻恩这里了解到可观察性原则的.