细数那些从事物理学的一家子

2019-02-16 11:14来源:网络整理

(原标题:细数那些从事物理学的一家子)

无论是由于遗传因素、教育因素还是二者的综合影响,那些开创性的物理学研究往往是一项家庭事业。

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共同获得诺贝尔物理学奖的布拉格父子

从杰出闪耀的伯努利家族到求知若渴的居里夫妇,许多著名的物理学家庭都为拓宽人类对自然的认知做出了巨大的贡献。其中有一个家族诞生了8位数学家,其他家庭则分别获得过多项诺贝尔奖项。加拿大圆周理论物理研究所(Perimeter Institute for Theoretical Physics)向我们介绍了10个物理学(数学)家族:

巴丁家族:获得两次诺贝尔物理学奖的人

美国物理学家约翰·巴丁(John Bardeen, 1908-1991)因半导体工作及晶体管效应的发现而与他人共同获得1956年的诺贝尔物理学奖,并于1972年因超导的BCS理论再次获奖。巴丁因此而成为第一位、也是目前为止唯一一位两次获得诺贝尔物理学奖的人。

他的大儿子詹姆斯(James)则以广义相对论的工作而闻名,尤其是他对黑洞热力学公式推导所作出的贡献。詹姆斯目前是华盛顿大学的荣誉教授及圆周理论物理研究所的杰出访问研究员。

巴丁的二儿子威廉(William)是费米实验室的理论物理学家。巴丁的女儿伊丽莎白(Elizabeth)作为一名电脑程序员曾为波斯顿城市医院设计了应用系统,并与麻省理工学院的物理学荣誉教授托马斯·J·(Thomas J.Greytak)结为连理。

伯努利家族:8个数学家

从1654年到1759年,伯努利家族的三代人中诞生了八位学者,他们为包括微积分学、流体力学、概率论和统计学在内的应用数学及物理学的基础研究做出了巨大贡献。

第一代:雅各布(Jacob, 1654-1705)、尼古拉斯(Nicolaus)和约翰·伯努利(Johann Bernoulli, 1667-1748)是出生于瑞士巴塞尔的三兄弟。大哥雅各布和弟弟约翰都是著名的数学家:雅各布是伯努利数的命名来源,他在概率论、微分方程、无穷级数求和、变分方法、解析几何等方面均有很大建树,是公认的概率论先驱之一;而约翰则是微积分的早期应用者,他发明了指数运算,提出洛必塔法则、最速降线和测地线问题,给出求积分的变量替换法。与此同时,他们都是变分法的创建者之一。值得一提的是,约翰培养了一大批出色的数学家,其中包括18世纪最著名的数学家欧拉、瑞士数学家克莱姆、法国数学家洛必塔,以及他自己的儿子丹尼尔、尼古拉斯第二等。

第二代:尼古拉斯的儿子尼古拉斯第一(Nicolaus I, 1687-1759)成长为一名数学教授。而约翰的孩子们中,尼古拉斯第二(Nicolaus II, 1697-1726)是一名著名的数学教授,但却在31岁死于发热;丹尼尔(Daniel, 1700-1782)博学广识,其成就涉及多个科学领域,他致力于流体力学,给出伯努利方程等基础理论,并在概率论中引入正态分布误差理论,编写了第一个正态分布表,成为概率论及统计学先驱;约翰第二(Johann II,1710-1790)则是一名著名的数学家和物理学家,他把光看作弹性介质中的压力波,导得微分方程并用级数求出它的解。

第三代:约翰第二的儿子约翰第三(Johann III, 1744-1807)是一位神童,他在19岁时就当选为柏林皇家天文学家。他在研究的同时遍游四海,不久后又被任命为柏林科学院数学系主任。而约翰第三的弟弟雅各布第二(Jacob II,1759-1789)则是一位数学家和物理学家,但不幸在29岁时溺水身亡。

玻尔家族:进国家足球队踢奥运会的数学家

丹麦物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr, 1885-1962)是二十世纪当之无愧的物理学巨擘。他首次将量子概念应用于原子和分子结构中,为量子力学的发展奠定了基础,并因此获得了1922年的诺贝尔物理学奖。他通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展产生了深远的影响。

尼尔斯的儿子奥格(Aage,1922-2009)因发现原子核结构于1975年再次获得诺贝尔物理学奖。奥格接替父亲的职位,出任了哥本哈根大学理论物理研究所主任(1965年尼尔斯去世三周年时,该研究所被命名为尼尔斯·玻尔研究所。)。

尼尔斯的弟弟哈那德(Harald, 1887-1951)也同样出色。他是数学分析的先驱,奠定了周期函数研究的主要基础,他也是哥本哈根大学的数学教授。同时,他担任中卫的丹麦国家足球队获得了1908年夏季奥运会的足球亚军。

布拉格父子:唯一一对同时获奖的父子

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