讲义11：神童22岁博士毕业，31岁获得诺奖，他帮助希特勒造原子弹

海森堡，德国物理学家，量子力学中矩阵力学的主要创始人，不确定原理的提出者。

1、德国神童，年少成名。

海森堡1901年出身在书香世家，祖父是名校校长，父亲是慕尼黑大学教授，海森堡12岁就开始自学微积分，这点和爱因斯坦比较相像。中学毕业后即进入慕尼黑大学，18岁即跟从物理学家无冕之王索末菲攻读博士论文。

博士毕业后进入哥根廷大学成为玻恩的助教。后来到量子教父玻尔的哥本哈根研究所进修量子理论，期间提出了矩阵力学和不确定原理。

2、矩阵力学的创建

1925年，海森堡提出了矩阵力学的基本思想，在玻恩的数学指导下运用矩阵数学建立新的量子理论，通过和玻恩以及约尔当的合作，最终创建矩阵力学。获得1932年诺贝尔奖物理学奖。

3、不确定关系的确立

1927年，德国物理学家海森堡仔细分析了微观物理体系的实际行为.提出一个假想：你要测量一个电子的位置和当前的运动速度，你就要去“看”它，就要用（至少）一个光子去照它，但你一照，光子碰撞电子也就改变了那个电子的本身状态。不可避免会把它“打飞”，所以它原来的速度你就得不到了。你也可以另一种方法去测它的速度，但代价是改变了它的位置。总之不可能速度位置都精确得到。

海森堡对这种理论进行了量化，提出粒子的动量与位置这两个变量的乘积大于普朗克常数。得到了不确定关系式。

不确定关系揭示的是一条重要的物理规律：粒子本身在客观上不能同时具有确定的坐标位置及相应的动量。因而，“不能同时精确地测定它们”只是这一客观规律的一个必然的后果，并非我们的实验不能精确测量。

4、领导德国原子弹计划

海森堡是上世界最伟大的物理学之一，但是他身处德国，有着反对纳粹和希特勒，但忠于祖国这样的矛盾。

无论是海森堡自己讲的，他们德国物理学家们出于对人类的道义，故意延缓德国原子能研究计划，高估制造原子弹的成本，从而使希特勒放弃了支持。

还是美国科学家古兹密特声称海森堡犯了简单的计算错误，误认为需要分离出几十吨铀235，这当然需要大量的资源和人力物力，在战争期间是难以完成的，事实上美国原子弹仅需几十千克的核燃料。

总而言之，这已经成为了海森堡的秘密。

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