Wolfgang Pauli

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
Wolfgang Ernst Pauli
Pauli.jpg
Gebore
Wolfgang Ernst Pauli

(1900-04-25)25 April 1900
Sterf15 Desember 1958 (op 58)
NasionaliteitOostenryk
Verenigde State
Switserland
Notas
Sy peetvader was Ernst Mach. Hy moet nie verwar word met Wolfgang Paul nie, wat Pauli sy "verbeelde deel" genoem het,[1] 'n woordspeling en kwinkslag op die verbeelde eenheid i.

Wolfgang Ernst Pauli (Duitse fonetiese uitspraak: ˈvɔlfɡaŋ ˈpaʊli; 25 April 190015 Desember 1958) was 'n Oostenrykse (en later Amerikaanse/Switserse) teoretiese fisikus en een van die pioniere van kwantumfisika. In 1945, nadat hy benoem is deur Albert Einstein,[2] het Pauli die Nobelprys vir Fisika ontvang vir sy "beslissende bydrae deur sy ontdekking van 'n nuwe natuurwet, die uitsluitingsbeginsel of Pauli-beginsel". Die ontdekking hou verband met spin-teorie, wat die basis is van 'n teorie van die struktuur van materie.

Biografie[wysig | wysig bron]

Vroeë jare[wysig | wysig bron]

Pauli is in Wene gebore as die seun van die chemikus Wolfgang Joseph Pauli ( Wolf Pascheles, 1869–1955) en sy vrou Bertha Camilla Schütz; sy suster was Hertha Pauli, 'n skrywer en aktrise. Pauli se middelnaam is gegee ter ere van sy peetpa, die fisikus Ernst Mach. Pauli se grootouers aan vaderskant was afkomstig van vooraanstaande Joodse families uit Praag; sy oupagrootjie was die Joodse uitgewer Wolf Pascheles. [3] Pauli se vader het hom kort voor sy huwelik in 1899 van die Judaïsme tot die Rooms-Katolisisme bekeer. Pauli se moeder, Bertha Schütz is grootgemaak volgens die Rooms-Katolieke godsdiens van haar moeder; haar vader was die Joodse skrywer Friedrich Schütz. Pauli is as Rooms-Katoliek grootgemaak, hoewel hy en sy ouers uiteindelik die kerk verlaat het.[4] Hy word allerweë beskou as 'n aanhanger van die Deïsme en as 'n mistikus.[5][6]

Wat sy hoërskoolopleiding betref het Pauli die Döblinger-Gimnasium in Wene bygewoon waar hy met onderskeiding in 1918 gematrikuleer het. Slegs twee maande na sy matrikulasie publiseer hy sy eerste wetenskaplike stuk oor Albert Einstein se teorie van algemene relatiwiteit. Hy woon die Ludwig-Maximilians-universiteit in München by waar hy onder Arnold Sommerfeld studeer en in Julie 1921 sy PhD verwerf vir sy verhandeling oor die kwantumteorie van geïoniseerde diatomiese waterstof (H+2).

Sommerfeld het Pauli versoek om die relatiwiteitsteorie na te vors vir die Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften (Ensiklopedie van Wiskundige Wetenskappe). Twee maande nadat hy sy doktoraat ontvang het, het Pauli die artikel voltooi, bestaande uit 'n ontsagwekkende 237 bladsye. Einstein het die werk geprys. Dit is gepubliseer as 'n monograaf, en is vandag steeds 'n standaardwerk oor die onderwerp.[7]

Wolfgang Pauli gee 'n lesing

Pauli het 'n jaar aan die Universiteit van Göttingen deurgebring as assistent van Max Born, en die jaar daarna aan die Instituut vir Teoretiese Fisika in Kopenhagen, wat later in 1965 die Niels Bohr Instituut geword het. Van 1923 tot 1928 was hy dosent aan die Universiteit van Hamburg. Gedurende hierdie tydperk was Pauli instrumenteel in die ontwikkeling van die moderne teorie van kwantummeganika. In die besonder het hy die uitsluitingsbeginsel en die teorie van nie-relatiwistiese spin geformuleer.

In 1928 word hy aangestel as professor in teoretiese fisika aan ETH Zurich in Switserland, waar hy belangrike wetenskaplike vordering gemaak het. Hy het in 1931 besoekende professorate aan die Universiteit van Michigan gehou, en in 1935 aan die Instituut vir Gevorderde Studie in Princeton, New Jersey. Die Lorentz-medalje is in 1931 aan hom toegeken.

Aan die einde van 1930, kort na sy hipotese oor die neutrino en onmiddellik na sy egskeiding en die selfmoord van sy moeder, het Pauli 'n persoonlike krisis beleef. Hy het die psigiater en psigoterapeut Carl Jung geraadpleeg, wat net soos Pauli naby Zürich gewoon het. Jung het dadelik Pauli se diep argetipiese drome begin interpreteer,[8] en Pauli het weldra een van Jung se beste studente geword. Hy het spoedig die epistemologie van Jung se teorie wetenskaplik begin kritiseer, en dit het bygedra tot 'n sekere verheldering van Jung se gedagtes, veral oor die begrip sinkronisiteit. Baie van hierdie besprekings is gedokumenteer in die Pauli/Jung-briewe, wat vandag gepubliseer word as Atom and Archetype. Jung se uitgebreide ontleding van meer as 400 van Pauli se drome word gedokumenteer in Psychology and Alchemy.

Die Duitse anneksasie van Oostenryk in 1938 het van hom 'n Duitse burger gemaak, wat in 1939 vir hom problematies geword het na die uitbreek van die Tweede Wêreldoorlog. In 1940 het hy tevergeefs probeer om Switserse burgerskap te bekom, wat hom in staat sou gestel het om aan die ETH te bly. [9]

Pauli verhuis in 1940 na die Verenigde State, waar hy as professor in teoretiese fisika aan die Instituut vir Gevorderde Studies werk. In 1946, na die oorlog, word hy 'n genaturaliseerde burger van die Verenigde State en keer daarna terug na Zürich, waar hy vir die res van sy lewe woon. In 1949 is Switserse burgerskap aan hom toegeken.

In 1958 is die Max Planck-medalje aan Pauli toegeken. In dieselfde jaar het hy pankreaskanker opgedoen. Toe sy laaste assistent, Charles Enz, hom in die Rotkreuz-hospitaal in Zürich besoek het, het Pauli hom gevra: "Het jy die kamernommer gesien?" Dit was nommer 137. Pauli was gedurende sy hele lewe ge-preokkupeer met die vraag van waarom die fyn struktuurkonstante, 'n dimensielose fundamentele konstante, 'n waarde het wat byna soortgelyk is aan 1/137. [10] Pauli sterf op 15 Desember 1958 in dié kamer.[11][12]

Wetenskaplike navorsing[wysig | wysig bron]

Pauli het as fisikus baie belangrike bydraes gelewer, hoofsaaklik op die gebied van kwantummeganika. Hy het selde referate gepubliseer, en uitgebreide korrespondensie met kollegas soos Niels Bohr en Werner Heisenberg verkies met wie hy hegte vriendskappe gehad het. Baie van sy idees en resultate is nooit gepubliseer nie en verskyn slegs in sy briewe, wat dikwels deur hul ontvangers gekopieër en versprei is.

Pauli het in 1924 'n nuwe kwantumvryheidsgraad (of kwantumgetal) met twee moontlike waardes voorgestel om teenstrydighede tussen waargenome molekulêre spektra en die ontwikkelende teorie van kwantummeganika op te los. Hy het die Pauli-uitsluitingsbeginsel geformuleer, miskien sy belangrikste werk, wat verklaar dat geen twee elektrone in dieselfde kwantumtoestand kan bestaan nie, geïdentifiseer deur vier kwantumgetalle, insluitend sy nuwe twee-waarde kwantumvryheidsgraad. Die idee van spin het sy oorsprong by Ralph Kronig. George Uhlenbeck en Samuel Goudsmit het een jaar later Pauli se nuwe kwantumvryheidsgraad geïdentifiseer as elektron spin, 'n ontdekking wat Pauli vir 'n lang tyd foutiewelik geweier het om aan te glo.[13]

In 1926, kort nadat Heisenberg die matriksteorie van moderne kwantummeganika gepubliseer het, gebruik Pauli dit om die waargenome spektrum van die waterstofatoom af te lei. Hierdie resultaat was belangrik om die geloofwaardigheid van Heisenberg se teorie te verseker.

Pauli het die 2 × 2 Pauli-matrikse bekendgestel as 'n basis van spinoperateurs, en daarmee sodoende die nie-relatiwistiese teorie van spin opgelos. Daar word soms gesê dat hierdie werk, insluitend die Pauli-vergelyking, Paul Dirac beïnvloed het in sy skepping van die Dirac-vergelyking vir die relativistiese elektron, alhoewel Dirac gesê het dat hy destyds selfstandig dieselfde matrikse uitgevind het, sonder die invloed van Pauli. Dirac het soortgelyke, maar groter (4x4) spinmatrikse uitgevind vir gebruik in sy relativistiese behandeling van fermioniese spin.

In 1930 het Pauli die probleem van beta-vervalling oorweeg. In 'n brief van 4 Desember aan Lise Meitner 'et al.' ', beginnende met "Geagte radioaktiewe dames en here", het hy die bestaan van 'n tot dusver onopgemerkte neutrale deeltjie met 'n klein massa, nie meer as 1% die massa van 'n proton nie voorgestel, ten einde die deurlopende spektrum van beta-verval te verklaar. In 1934 het Enrico Fermi die deeltjie, wat hy 'n neutrino, d.w.s. "klein neutral enetjie" in Fermi se oorspronklike Italiaans, genoem het, geïnkorporeer in sy teorie van beta-verval. Die neutrino is in 1956 vir die eerste keer deur Frederick Reines en Clyde Cowan eksperimenteel bevestig, twee en 'n half jaar voor Pauli se dood. Toe hy die nuus ontvang, antwoord hy per telegram: "Dankie vir die boodskap. Alles word weldra duidelik vir dié wat weet hoe om [daarvoor] te wag. Pauli."[14]

In 1940 herlei hy die spin-statistiese-stelling, 'n kritiese resultaat van die kwantumveldteorie wat beweer dat deeltjies met 'n halfgetal spin fermione is, terwyl deeltjies met heelgetal spin bosons is.

In 1949 publiseer hy 'n referaat oor Pauli–Villars-regularisasie: regularisasie is die term vir tegnieke wat oneindige wiskundige integrale verander ten einde hulle beperk en vasgesteld tydens berekeninge te maak, sodat 'n mens kan identifiseer of die intrinsiek oneindige kwantiteite (onbeperktes) in die teorie (massa , lading, golffunksie) 'n vasgestelde en dus berekenbare versameling vorm wat herdefinieer kan word in terme van hul eksperimentele waardes, welke kriteria as hernormalisering bekendstaan en onbeperktes uit kwantumveldteorieë verwyder, maar ook die berekening van hoërorde-korreksies in versteuringsteorie moontlik maak.

Pauli het herhaaldelik kritiek gelewer op die moderne sintese van Evolusionêre biologie.[15][16] Sy kontemporêre bewonderaars verwys na modusse van epigenetiese erfenis as ondersteuning vir sy argumente.[17]

Persoonlikheid en reputasie[wysig | wysig bron]

Wolfgang Pauli, omstreeks 1924

Die Pauli-effek is vernoem na sy anekdotiese en bisarre vermoë om eksperimentele toerusting te breek deur bloot in die nabyheid daarvan te verkeer. Pauli was bewus van sy reputasie en was verheug wanneer die Pauli-effek hom openbaar het. Hierdie vreemde gebeure strook met sy kontroversiële ondersoek na die geloofwaardigheid van parapsigologie, veral sy samewerking met Carl Jung oor die konsep van sinkronisiteit. [18]

Wat fisika betref, was Pauli 'n perfeksionis. Dit strek nie net tot sy eie werk nie, maar ook tot die werk van sy kollegas. As gevolg hiervan het hy in die fisika-gemeenskap bekend geword as die "gewete van fisika", die kritikus aan wie sy kollegas verantwoordbaar was. Hy kon enige teorie wat na sy oordeel gebrekkig was afwys en verwerp, en sou dit dikwels bestempel as "ganz falsch", gans en al verkeerd.

Hierdie kritiek was egter nie sy skerpste kritiek nie, want dié het hy gereserveer vir teorieë of proefskrifte wat so onduidelik voorgelê is dat dit nie getoets of geoordeel kon word nie; dus nie na behore binne die wetenskaplike gebied nie, alhoewel die teorie of werk hulle voorgedoen het as sodanig. Dit was erger as verkeerd, want dit kon nie verkeerd bewys word nie. Hy het eenkeer oor so 'n onduidelike stuk gesê: "Dit is nie eens verkeerd nie!"[19]

Sy veronderstelde opmerking tydens 'n ontmoeting met 'n vooraanstaande fisikus, Paul Ehrenfest, illustreer die idee van 'n arrogante Pauli. Die twee het mekaar vir die eerste keer tydens 'n konferensie ontmoet. Ehrenfest was vertroud met Pauli se werk en was baie beïndruk daarmee. Na 'n paar minute se gesprek het Ehrenfest opgemerk: "Ek dink ek hou meer van jou Ensiklopedie-artikel [oor relatiwiteitsteorie] as wat ek van jou hou", waarop Pauli teruggekap het: "Dit is vreemd. Met my is dit net die teenoorgestelde."[20] Die twee het van toe af hegte vriende geword.

'n Ietwat meer goedhartige indruk blyk uit die volgende verhaal, wat in 'n artikel oor Dirac verskyn:

Werner Heisenberg [in Physics and Beyond, 1971], roep 'n vriendelike gesprek tussen jong deelnemers aan die Solvay-konferensie in 1927 oor Einstein en Planck se siening oor godsdiens in herinnering op. Wolfgang Pauli, Heisenberg en Dirac het daaraan deelgeneem. Dirac se bydrae was 'n aangrypende kritiek op die politiese manipulasie van godsdiens, wat deur Bohr waardeer is vir die welsprekendheid daarvan, toe Heisenberg dit later aan hom gerapporteer het. Dirac het onder andere gesê: "Ek kan nie verstaan waarom ons op ledige wyse oor godsdiens gesels nie. Indien ons eerlik is - en as wetenskaplikes is eerlikheid ons presiese plig - kan ons nie anders as om te erken dat enige godsdiens 'n klomp valse verklarings is nie, ontneem van enige ware fondament. Die idee van God is 'n produk van die menslike verbeelding. [...] Ek erken geen godsdienstige mites nie omdat hulle mekaar weerspreek. [...]" Heisenberg se siening was verdraagsaam. Pauli het na 'n paar aanvanklike opmerkings geswyg. Maar toe hy uiteindelik om sy mening gevra word, het hy grappenderwys gesê: "Wel, ek sou sê dat ook ons vriend Dirac 'n godsdiens aanhang en dat die eerste gebod van hierdie godsdiens is dat 'God nie bestaan nie en dat Paul Dirac sy profeet is'." Almal het spontaan uitgebars van die lag, ook Dirac. [21]

Baie van Pauli se idees en resultate is nooit gepubliseer nie en verskyn slegs in sy briewe, wat dikwels deur hul ontvangers gekopieër en versprei is. Pauli was miskien nie baie bekommerd dat baie van sy werk nie erken is nie, maar toe dit by Heisenberg se wêreldbekende 1958-lesing in Göttingen oor hul gesamentlike werk aan 'n verenigde veldteorie kom, en die persverklaring dat Pauli 'n blote "assistent van professor Heisenberg" is, het Pauli aanstoot geneem en Heisenberg se aanleg vir fisika aangeval. Die agteruitgang van hulle verhouding het daartoe gelei dat Heisenberg Pauli se begrafnis geïgnoreer het, en in sy outobiografie geskryf het dat Pauli se kritiek oorspanne was, alhoewel die veldteorie uiteindelik wel onhoudbaar bevind is, wat Pauli se kritiek staaf. [22] Pauli is in 1953 verkies as Buitelandse lid van die Royal Society. [19] In 1958 het hy 'n buitelandse lid van die Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen geword. [23]

Persoonlike lewe[wysig | wysig bron]

Borsbeeld van Wolfgang Pauli (1962)

In Mei 1929 het Pauli die Rooms-Katolieke Kerk verlaat. In Desember van daardie jaar is hy getroud met Käthe Margarethe Deppner, 'n kabaretdanser.[24] Die huwelik was egter nie gelukkig nie en het in 1930 na minder as 'n jaar in die egskeidingshof geëindig. Hy is in 1934 weer getroud met Franziska Bertram (1901–1987). Hulle het geen kinders gehad nie.

Bibliografie[wysig | wysig bron]

  • Pauli, Wolfgang; Jung, C. G. (1955). The Interpretation of Nature and the Psyche. Ishi Press. ISBN 978-4-87187-713-8.
  • Pauli, Wolfgang (1981). Theory of Relativity. New York: Dover Publications. ISBN 978-0-486-64152-2.
  • Pauli, Wolfgang; Jung, C. G. (2001). C. A. Meier (red.). Atom and Archetype, The Pauli/Jung Letters, 1932–1958. Princeton, NJ: Princeton University Press. ISBN 978-0-691012-07-0.

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. Gerald E. Brown and Chang-Hwan Lee (2006): Hans Bethe and His Physics, World Scientific, ISBN 978-981-256-610-2, bl. 338
  2. "Nomination Database: Wolfgang Pauli". Nobel Foundation. Besoek op 17 November 2015.
  3. Ernst Mach and Wolfgang Pauli's ancestors in Prague
  4. "Jewish Physicists". Besoek op 30 September 2006.
  5. Charles Paul Enz (2002). No Time to Be Brief: A Scientific Biography of Wolfgang Pauli. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-856479-9. At the same time Pauli writes on 11 October 1957 to the science historian Shmuel Sambursky whom he had met on his trip to Israel (see Ref. [7], p. 964): 'In opposition to the monotheist religions – but in unison with the mysticism of all peoples, including the Jewish mysticism – I believe that the ultimate reality is not personal.'
  6. Werner Heisenberg (2007). Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science. HarperCollins. pp. 214–215. ISBN 978-0-06-120919-2. Wolfgang shared my concern. ... "Einstein's conception is closer to mine. His God is somehow involved in the immutable laws of nature. Einstein has a feeling for the central order of things. He can detect it in the simplicity of natural laws. We may take it that he felt this simplicity very strongly and directly during his discovery of the theory of relativity. Admittedly, this is a far cry from the contents of religion. I don't believe Einstein is tied to any religious tradition, and I rather think the idea of a personal God is entirely foreign to him."
  7. W. Pauli (1926) Relativitätstheorie Klein's encyclopedia V.19 via Internet Archive
  8. Varlaki, P.; Nadai L.; Bokor, J. (2008). "Number Archetypes and Background Control Theory Concerning the Fine Structure Constant" (PDF). Acta Polytechnica Hungarica. 5 (2). Besoek op 12 Februarie 2009.
  9. Charles Paul Enz: No Time to be Brief: A Scientific Biography of Wolfgang Pauli, first published 2002, reprinted 2004, ISBN 978-0-19-856479-9, p. 338
  10. Sherbon, M.A. Wolfgang Pauli and the Fine-Structure Constant. Journal of Science. Vol. 2, No. 3, pp. 148–154 (2012).
  11. "By a 'cabalistic' coincidence, Wolfgang Pauli died in room 137 of the Red-Cross hospital at Zurich on 15 December 1958." – Of Mind and Spirit, Selected Essays of Charles Enz, Charles Paul Enz, World Scientific, 2009, ISBN 978-981-281-900-0, p. 95.
  12. Enz, Charles P. "In memoriam Wolfgang Pauli (1900–1958)". Helvetica Physica Acta.
  13. Goudsmit, S.A.; translated by van der Waals, J.H. "The discovery of the electron spin".
  14. Enz, Charles; Meyenn, Karl von (1994). "Wolfgang Pauli, A Biographical Introduction". Writings on Physics and Philosophy. Springer-Verlag: 19.
  15. Pauli, W. (1954). "Naturwissenschaftliche und erkenntnistheoretische Aspekte der Ideen vom Unbewussten". Dialectica. 8 (4): 283–301. doi:10.1111/j.1746-8361.1954.tb01265.x.
  16. Atmanspacher, H.; Primas, H. (2006). "Pauli's ideas on mind and matter in the context of contemporary science" (PDF). Journal of Consciousness Studies. 13 (3): 5–50. Geargiveer vanaf die oorspronklike (PDF) op 19 Maart 2009. Besoek op 12 February 2009.
  17. Konferensie oor Wolfgang Pauli se Filosofiese Idees en Kontemporêre Wetenskap ge-organiseer deur die ETH, 20–25 Mei 2007. Die abstrak van 'n stuk deur Richard Jorgensen wat hierdie kwessie bespreek is hier beskikbaar: [1]
  18. Harald Atmanspacher and Hans Primas (1996) "The Hidden Side of Wolfgang Pauli: An Eminent Physicist's Extraordinary Encounter With Depth Psychology '", Journal of Consciousness Studies 3: 112–126.
  19. 19,0 19,1 Peierls, Rudolf (1960). "Wolfgang Ernst Pauli 1900–1958". Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. Royal Society. 6: 174–192. doi:10.1098/rsbm.1960.0014. S2CID 62478251.
  20. The Historical Development of Quantum Theory, deur Jagdish Mehra, Helmut Rechenberg, p. 488, Springer (2000), ISBN 978-0-387-95175-1, met verwysing na Oskar Klein.
  21. Heisenberg, Werner (1971). Physics and Beyond: Encounters and Conversations. Harper and Row. p. 87. ISBN 978-0-06-131622-7.
  22. Arthur I. Miller (10 Desember 2009). "The strange friendship of Pauli and Jung – Part 6" (flv). CERN. University College London. pp. 4–6:00, 8:10–8:50. ... a press release that read, most offensively to Pauli, 'Professor Heisenberg and his assistant W. Pauli ...
  23. Pagetype = authorDetail & aId=PE00002258 "Wolf bende Ernst Pauli (1900–1958)" Check |url= value (help). Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. Besoek op 26 Julie 2015.
  24. Shifman Misha (2017). Standing Together in Troubled Times: Unpublished Letters Of Pauli, Einstein, Franck And Others. World Scientific. p. 4. ISBN 978-981-320-103-3.

Verdere leeswerk[wysig | wysig bron]

  • Enz, Charles P. (2002). No Time to be Brief, A scientific biography of Wolfgang Pauli. Oxford Univ. Press.
  • Enz, Charles P. (1995). "Rationales und Irrationales im Leben Wolfgang Paulis". In H. Atmanspacher; et al. (reds.). Der Pauli-Jung-Dialog. Berlin: Springer-Verlag.
  • Fischer, Ernst Peter (2004). Brücken zum Kosmos. Wolfgang Pauli – Denkstoffe und Nachtträume zwischen Kernphysik und Weltharmonie. Libelle. ISBN 978-3-909081-44-8.
  • Gieser, Suzanne (2005). The Innermost Kernel. Depth Psychology and Quantum Physics. Wolfgang Pauli's Dialogue with C.G. Jung. Springer Verlag.
  • Jung, C.G. (1980). Psychology and Alchemy. Princeton, New Jersey: Princeton Univ. Press.
  • Keve, Tom (2000). Triad: the physicists, the analysts, the kabbalists. London: Rosenberger & Krausz.
  • Lindorff, David (1994). Pauli and Jung: The Meeting of Two Great Minds. Quest Books.
  • Pais, Abraham (2000). The Genius of Science. Oxford: Oxford University Press.
  • Enz, P.; von Meyenn, Karl, reds. (1994). Wolfgang Pauli – Writings on physics and philosophy. Vertaal deur Schlapp, Robert. Berlin: Springer Verlag. ISBN 978-3-540-56859-9.
  • Laurikainen, K. V. (1988). Beyond the Atom – The Philosophical Thought of Wolfgang Pauli. Berlin: Springer Verlag. ISBN 978-0-387-19456-1.
  • Casimir, H. B. G. (1983). Haphazard Reality: Half a Century of Science. New York: Harper & Row. ISBN 978-0-06-015028-0.
  • Casimir, H. B. G. (1992). Het toeval van de werkelijkheid: Een halve eeuw natuurkunde. Amsterdam: Meulenhof. ISBN 978-90-290-9709-3.

Eksterne skakels[wysig | wysig bron]