8月30日,諾蘭新作《奧本海默》,於今天在中國內地上映,整部電影中出現了大量物理課本中,纔會亮相的科學家們!在他們之中,有天才科學家愛因斯坦,也有海森堡與玻爾等量子力學領域祖師爺級別的大佬,本文對電影中的頂級科學家進行介紹,在儘量不劇透關鍵人物詳細信息的情況下,讓無論是看過電影,還是沒看過電影的觀衆,都能感受到那個科學“大爆炸”的輝煌繁榮氛圍。
海森堡
在《奧本海默》電影與歷史現實中,盟軍科學家奧本海默領導的“曼哈頓計劃”,對抗德三科學家海森堡主導的“鈾俱樂部計劃”。海森堡這個名字,想必經常看美劇的觀衆們並不陌生,《絕命毒師》中的老白,就以“Heisenberg”這個聞風喪膽的代號縱橫江湖,那句Say my name成爲經典臺詞。
在電影中,海森堡雖然是奧本海默的對手,但是除了二人早年見面以外並沒有太多的直接描寫。海森堡生於1901年,德國著名的理論物理學家、哲學家,量子力學理論的主要創始人之一,年少成名,23歲時創立矩陣力學,並且提出了測不準原理(Uncertainty principle),即粒子位置的不確定性和動量不確定性的乘積,必然大於等於普朗克常數除以4π。
測不準並非是字面意思無法測量,比如受限於儀器導致數據測不準,而是不確定性Uncertainty,用人話說就是我們難以同時精確測量粒子的位置和速度。1932年,年僅31歲的海森堡,因“創立量子力學”,獲得當年的諾貝爾物理獎,在此期間,電影中核心人物“氫彈之父”愛德華·泰勒,在海森堡的指導下在萊比錫大學取得物理學博士學位,當然,泰勒還培養了一個我們中國人都知道的博士生......
二戰期間,海森堡因爲對德國的熱愛而留在德國,他被任命爲威廉皇家物理研究所所長、德國研製原子彈核武器的首席科學家,因爲一份錯誤計算的報告,讓小鬍子暫時打消了製造原子彈的計劃。二戰後,威廉皇家物理研究所更名爲大名鼎鼎的馬普所,海森堡則一直擔任該研究所所長。
1957年,海森堡聯合其他德國科學家聯合反對核武器,長期擔任日內瓦國際原子物理學研究所主xi,在促進原子能和平應用上做出了很大貢獻,這反而是他的老對手奧本海默在戰後一直以來的理念。1976年,海森堡去世,享年75歲,可以說除《奧本海默》電影之外,海森堡的故事也相當之精彩,人們永遠不會忘記海森堡在微觀粒子運動學和力學領域中做出的卓越貢獻。
玻爾
尼爾斯·玻爾,1885年出生于丹麥哥本哈根,比海森堡大16歲,他在哥本哈根大學獲得數學和自然科學學士、科學碩士和哲學博士學位,並擔任哥本哈根大學物理學教授,創建哥本哈根理論物理研究所並任所長,提出了玻爾原子模型,描繪出了完整而令人信服的原子結構學說,1922年獲得諾貝爾物理學獎,並將獎金全部捐給芬蘭戰爭。
1927年,他與學生海森堡一起創立了大名鼎鼎的哥本哈根學派,提出了“互補原理”。學派對量子力學的創立和發展作出了傑出貢獻,他們對量子力學的解釋,也被稱爲量子力學的“正統解釋”。37年玻爾曾短暫來到中國訪學,對中國學者束星北有極高的讚譽,稱他是中國的愛因斯坦。
1943年,小鬍子準備將玻爾一網打盡,而玻爾則逃到瑞典,隨後在美國參加了和原子彈有關的理論研究。不過在得知原子彈在廣島和長崎的殺傷力後,玻爾與奧本海默態度類似,1945年,玻爾回到丹麥,參與創立北歐理論原子物理學研究所,1962年,玻爾在丹麥的卡爾斯堡寓所心臟病突發逝世,享年77歲。
愛因斯坦
愛因斯坦可以說是整部電影中最強科學家,也是最出名的一位,他與玻爾、奧本海默一樣都是猶太裔物理學家,自然也和玻爾一樣逃離德國前往美國。1879年,愛因斯坦出生於德國烏爾姆市,21歲畢業於ETH ,1905年提出光量子假說,解決光電效應問題,同年提出狹義相對性原理,開創物理學的新紀元,隨後連續升級,晉升爲專利局二級技術員、一級技術員,擔任伯爾尼大學編外講師。
1913年,愛因斯坦回到德國,擔任威廉皇帝物理研究所長和柏林洪堡大學教授,並當選爲普魯士科學院院士;1915年,愛因斯坦提出廣義相對論引力方程的完整形式,隨後在21年因光電效應研究而獲得諾貝爾物理學獎。1932年,愛因斯坦藉口訪問美國,此後一去不回,1939年,愛因斯坦與西拉德等人致信羅斯福,這封信間接促成了曼哈頓計劃,也就有了奧本海默擔任負責人後面的故事。
在電影中還有一條沒有講的暗線,即持續了多年的愛因斯坦與哥本哈根學派之爭,電影裏的許多科學梗都來自量子力學的這段歷史,27年玻爾提出的“互補原理”,愛因斯坦一直宣稱量子力學對實在的描述並不完備,還提出了“愛因斯坦光盒”,直接否定玻爾的“測不準原理”,玻爾一夜頓悟對愛因斯坦進行巧妙的反駁,使得愛因斯坦只得承認不確定性原理是自洽的,二人可謂是相愛相殺,他們的學術之爭,也是《奧本海默》電影中修鞋匠大反派政客施特勞斯永遠也理解不了的境界。
在整部電影中,還有費米、費曼、馮諾依曼、馮·卡門等鏡頭不多,或者是參與了曼哈頓計劃但沒有詳細劇情的頂級全才大佬,直接參與曼哈頓計劃劇情核心人物還有“迴旋加速器之父”勞倫斯、“氫彈之父”愛德華泰勒、“核磁共振之父”艾薩克·拉比、“共振態之父”路易斯·阿爾瓦雷斯、理論物理學家漢斯·貝特和帕特里克·布萊克特,在電影沒有講到的地方,還有華裔女科學家吳健雄以及中國兩彈一星的元勳錢學森院士等等。
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