マックス・ボルン。科学者の伝記

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マックス・ボルン （1882-1970）。

彼の名前は、プランクやアインシュタイン、ボーア、ハイゼンベルクなどの名前と同等です。 Bornは、当然、量子力学の創始者のXNUMX人と見なされています。彼は、原子の構造理論、量子力学、相対性理論の分野で多くの基本的な研究を行っています。

マックスボルンは、11 年 1882 月 XNUMX 日にブレスラウ (現在のヴロツワフ、ポーランド) で生まれ、ブレスラウ大学の解剖学教授であるグスタフボルンと、才能あるピアニストであるマーガレット (旧姓カウフマン) ボルンの XNUMX 人の子供の長男でした。シレジアの実業家の著名な家系の出身。母親が亡くなったとき、マックスは XNUMX 歳でした。XNUMX 年後、父親はバーサリプスタインと結婚し、息子をもうけました。彼の家族はブレスラウの有力な知的・芸術界とつながっていたので、マックスは彼の成長を促す雰囲気の中で育ちました。彼はブレスラウのカイザーヴィルヘルム体育館で初等教育を受けました。

マックスはエンジニアになるつもりだったが、父の死後、1901 年に入学したブレスラウ大学でさまざまなコースを受講するよう父親に勧められた。マックスは大学で多くの科目を勉強しましたが、すぐに数学と物理学に興味を持つようになりました。彼はハイデルベルクとチューリッヒの大学で 1904 つの夏学期を過ごしました。 1905 年に彼はゲッティンゲン大学に入学し、有名な数学者であるデビッドヒルベルトとフェリックスクライン、そしてヘルマンミンコフスキーの指導の下で学びました。ヒルベルトはボルンの知的能力を高く評価し、1907 年に彼をアシスタントに任命した。マックスはまた、ゲッティンゲンで天文学を学びました。 XNUMX 年に弾性体の安定性に関する論文で博士号を取得するまでに、彼の関心は電気力学と相対性理論の分野に移っていました。

大学を卒業した後、ボーンはベルリンの騎兵連隊で XNUMX 年間の兵役に召集されましたが、数か月後に喘息のために動員解除されました。この短い兵役の経験は、彼の戦争と軍国主義に対する嫌悪感を強め、それは彼の生涯を通じて彼の心に残りました。

次の1905か月間、生まれはケンブリッジ大学で学び、そこでJ.J.トムソンの講義に出席しました。ブレスラウに戻ると、彼は実験的研究を始め、1909年にアルバート・アインシュタインによって開発された相対性理論に関する理論的研究を始めました。アインシュタインのアイデアとミンコフスキーの数学的アプローチを組み合わせて、ボーンは電子の質量を計算するための新しい単純化された方法を発見しました。この仕事に感謝したミンコフスキーは、ボーンをゲッティンゲンに戻って彼の助手になるように誘った。しかし、XNUMX年初頭に続いたミンコフスキーの突然の死のために、ボーンはほんの数週間彼と一緒に働きました。

同じ年に相対性理論の理論的研究を完了したボルンは、ゲッティンゲンの講師になりました。ここで彼は、原子の配置に応じた結晶の性質を調べました。テオドール・フォン・カルマンと共に、ボルンは熱容量の温度依存性に関する正確な理論を開発しました。この理論は、今でも結晶の研究の基礎となっています。結晶構造は、XNUMX 代半ばまでボーンの主な研究分野であり続けました。

1913年、生まれはゲッティンゲン法学教授の娘であるヘドウィグ・エーレンバーグと結婚しました。彼らには息子がいました。後にケンブリッジの薬理学部長とXNUMX人の娘になりました。

1915年、ボーンはベルリン大学のマックスプランクで理論物理学の助教授になりました。第一次世界大戦中、戦争への嫌悪感にもかかわらず、ボーンは音の測定に関する軍事研究を行い、大砲の分野で新しい発明を評価しました。アインシュタインとの友情が始まったのは戦争中だった。物理学に加えて、これらのXNUMX人は音楽への愛情によって団結し、ソナタを一緒に演奏することを楽しんでいました-バイオリンのアインシュタインとピアノの生まれ。

戦後、ボーンは結晶の理論に関する研究を続け、フリッツハーバーと協力して、結晶の物理的性質と構成成分の化学エネルギーとの関係を確立しました。 XNUMX 人の科学者の努力の結果、ボルン・ハーバーサイクルとして知られる分析手法が作成されました。

マックス・フォン・ラウエがプランクと仕事をしたいという希望を表明したとき、ボルンは彼と一時的にポストを交換することに同意し、1919年にフランクフルト大学に行き、物理学の教授と理論物理学研究所の所長に取って代わった. XNUMX 年後にゲッティンゲンに戻ったボルンは、大学物理学研究所の所長になりました。彼は、彼の旧友であり同僚であるジェームス・フランクを同じ研究所に任命して実験作業を監督することを条件とした。ボルンのリーダーシップの下で、物理学研究所は理論物理学と数学の主要なセンターになりました。

ボーンは当初、ゲッティンゲンで結晶理論の研究を続けましたが、すぐに量子論の数学的基礎を開発し始めました。結晶に関する彼の研究は非常に重要であり、現代の固体物理学の基礎を築くのに役立ちましたが、彼の最大の成功をもたらしたのは、量子論へのボーンの貢献でした。

XNUMX代までに、ほとんどの物理学者はすべてのエネルギーが量子化されていると確信していましたが、元の量子論では多くの問題が未解決のままでした。 Bornは、すべての量子効果をカバーする一般的な理論を作成したいと考えていました。

1925年、ボーンの助手であるヴェルナーハイゼンベルクは、特定の数学的原理がすべての原子現象の根底にあることを示唆することにより、この問題を解決する上で大きな一歩を踏み出しました。ハイゼンベルグ自身は、彼が見つけた関係の数学的基礎を理解できませんでしたが、ボーンは、ハイゼンベルグが行列演算（特定の規則に従って数値または変数のテーブルに対して実行される数学変換）を使用することを理解しました。彼の学生の一人であるパスクアル・ヨルダンと共に、ボーンはハイゼンベルグのアプローチを形式化し、同じ年に「量子力学について」というタイトルの記事で結果を発表しました。 Bornによって導入された量子力学という用語は、XNUMX代後半に開発された新しい高度に数学的な量子論を表すことになっていました。

1925年から1926年の冬の間、ボーンはマサチューセッツ工科大学の客員講師でした。 1926年、シュレーディンガーは量子力学の代替定式化を含む波動力学を開発しました。これは、行列力学の定式化と同等であると彼は示しました。古典物理学のいくつかの方法に戻ると、波動力学は亜原子粒子を波動関数によって記述される波として扱います。波動力学と行列力学の原理を原子散乱の理論に適用して、Bornは、空間の特定の点で計算された波動関数のXNUMX乗は、対応する粒子がこの場所にある確率を表すと結論付けました。このため、彼は、量子力学は粒子の位置の確率論的記述しか与えないと主張した。ボルン近似として知られるようになった素粒子散乱のボルン記述は、高エネルギー物理学の計算にとって非常に重要であることが証明されています。ボルン近似の発表の直後に、ハイゼンベルグは彼の有名な不確定性原理を発表しました。これは、粒子の正確な位置と運動量を同時に決定することはできないと述べています。ここでも、統計的予測のみが可能です。

量子力学の統計的解釈は、Born、Heisenberg、Bohrによってさらに発展しました。コペンハーゲンに住んでいたボーアがこの解釈に多大な労力を費やしたため、コペンハーゲン解釈として知られるようになりました。プランク、アインシュタイン、シュレーディンガーを含む多くの量子論の創始者は、因果関係を拒絶するため、このアプローチに反対しましたが、ほとんどの物理学者は、コペンハーゲン解釈を最も有益なものとして受け入れています。ボーンとアインシュタインは、根本的な科学的な違いが彼らの友情を損なうことはありませんでしたが、この主題に関する手紙の長い通信に従事しました。原子の構造とその後の物理学と化学の発展の新しい絵の基礎を形成した量子力学の改革者としてのボーンの名声は、ゲッティンゲンで多くの才能のある若い物理学者を彼に引き付けました。

1928 年にレニングラードで開催された体育会議に出席した後、ボルンの健康状態は悪化し、肉体労働が犠牲になり、療養所で XNUMX 年間過ごすことを余儀なくされました。ここで彼は、後にナチスによって禁止されたが、英語圏の国で広く使用されている光学に関する教科書を書くことに時間を無駄にしませんでした。これは、さまざまな一般的な物理的トピックについてボーンによって書かれたいくつかの教科書および人気のある著作の XNUMX つでした。彼は多数の特別な作品を出版しました。

生まれは非常に魅力的な男でした。同時に、不公正な行為に関しては、彼はそのような場合には非常に断固として妥協を許しませんでした。

1932 年、ボルンはゲッティンゲンの科学学部長になりました。ヒトラーが最初の月に権力を握った後、ゲッティンゲン科学センターは実際には存在しなくなりました。ボーンを含む多くの主要な教授がポストから削除されました。研究所は、科学の利益からかけ離れたファシストのガウレイターによって率いられていました。以前は学問の自由だけを守るために汚い政治を「無視」しようとした多くの科学者が、別の陣営にたどり着きました。

生まれはドイツを離れ、イギリスに移住。ここで彼はケンブリッジで次の1936年間講師を務めました。バンガロールのインド物理学研究所で1953か月間過ごした後、インドの物理学者であるベンカタラマンと協力し、XNUMX年にエジンバラ大学で自然哲学の教授を務めました。彼は大学で教え、研究を行い、XNUMX年に引退し、エジンバラで名誉教授になりました。

生まれはたくさんの学生がいました。後に主要な理論家になった物理学者が彼のために働いた。彼らの名前をリストするだけで十分です：ハイゼンベルグ、ディラックとパウリ、フェルミ、ブラックエット、ウィーナー、ガイトラー、ワイスコフ、オッペンハイマー、テラー。生まれは、ソビエトの著名な科学者であるFok、Frenkel、Boguslavsky、Rumerと協力しました。ボーンは教師として非常に高度に発達した重要な才能を持っていましたが、彼は善意と密接に関係していたため、すべての生徒は知識であるXNUMXつの大きな家族の一員のように感じました。彼は、誰もが恥ずかしがらずに、誰もが抱える問題を解決するために自分の道を選ぶことができるような慈悲の雰囲気を作り出す方法を知っていました。

おそらく、ボーンの個人的な資質のおかげで、最も極端な世界観の立場に立っていた人々が団結したのは彼の学校でした。ボーンが多くの優れた物理的仕事をしたパスクアル・ヨルダンは、通常、主観的な理想主義者としての哲学的見解で特徴付けられ、マックス・ボルン自身は唯物論者であり、彼の他の学生であるディラックは、宗教。

このような世界観の違いは、ナチスが権力を握ったことでそれぞれが決定的に自分の政治的見解を決定する必要があるまで、彼らの科学的協力を妨げることはありませんでした. ボーンの学生や同僚の何人かは、量子論の業績ですでにノーベル賞を受賞していたが、ボーン自身の貢献は、1954 年に「量子力学の基礎研究、特に彼の統計的解釈は「波動関数」です。彼は、素粒子に関する実験的研究で受賞したウォルター・ボーテと賞を共有しました。ノーベル講演で、ボルンは量子力学の起源とその統計的解釈について説明し、次の質問をしました。粒子？」そして彼は次のように締めくくった。

ボーンは量子力学の分野での彼の仕事で最もよく記憶されていますが、彼の研究と仕事は彼らが触れたすべての分野で重要な役割を果たしました。「私は狭い専門家になるのが好きではありませんでした。私は専門家の大規模なグループによる科学研究を行う現代の方法にあまり近づきませんでした。科学の哲学的基盤は常に具体的な結果よりも私に興味を持っていました。。」

彼の辞任後まもなく、ボルンと彼の妻はゲッティンゲン近くの小さな町、バートピルモントに定住し、彼らの年金の権利と没収された財産は戦後の政府によって回復されました。ヒア・ボーンは科学研究を続け、出版物の新版を準備し、科学者の社会的責任、特に核兵器の使用に関連して執筆し、講演を行った。 1955 年、彼は、スイスのボーデン湖に浮かぶマイナウ島に集まり、核兵器のさらなる開発と使用を非難する声明を作成した XNUMX 人のノーベル賞受賞者の XNUMX 人でした。最終的に、XNUMX 人のノーベル賞受賞者がこの宣言に署名しました。 XNUMX年後、ボルンは、そのような兵器の開発と製造に参加しないことを誓い、西ドイツの核武装に反対するキャンペーンに参加したXNUMX人のゲッティンゲン学者（全員が西ドイツの主要な物理学者のグループの出身）のXNUMX人でした。

ボーンは 5 年 1970 月 XNUMX 日にゲッティンゲンの病院で死亡しました。

著者: サミン D.K.

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