包立 (Wolfgang Pauli) Ⅰ

包立 (Wolfgang Pauli) Ⅰ
國立中山大學董騰元教授責任編輯

生平事蹟

包立（W. Pauli，1900年4月25日~1958年12月15日），奧地利物理學家。他是20世紀最重要的物理學家和1945年諾貝爾物理學獎獲得者。他最突出的貢獻在於對電子自旋方向的研究（包立不相容原理）。

包立於1900年出生於奧地利的維也納，全名是沃爾夫岡•恩斯特•包立（Wolfgang Ernst Pauli），其中恩斯特是他的教父恩斯特•馬赫的名字。包立的父親是一位受過醫生訓練的專職醫生，後來在生下包立之後，放棄了一些研究，成為一位大學教授。包立在維也納上中學，與他同班的還有1938年獲得諾貝爾化學獎的庫恩；在那裡他開始做一些物理和數學的深入實驗，也對於這些學問保持著高度的興趣，他愛讀愛因斯坦關於相對論理論的報紙報導，更在課業閒暇時研究它們，1918年包立以優秀的成績從中學畢業；僅兩個月後包立就發表了他的第一份科學論文，這篇論文是關於愛因斯坦的廣義相對論。

隨後他進入慕尼黑大學，索末菲（Sommerfeld）是他的博士班導師；1921年7月包立就電離的氫分子的量子理論而獲得哲學博士學位。索末菲請包立審查《數學科學百科全書》（一本德語百科全書）中關於相對論的文章。包立在獲得他的博士學位兩個月後完成了這篇文章，它一共有237頁長。愛因斯坦對這篇文章高度贊揚並將它出版為書，愛因斯坦說：「研究這成熟和重大工作的這個人，他心裡想法的發展理解、數學計算的確實、以及卓越的物理洞察力，讓人無法相信他僅僅只有21歲。」；直到今天這篇文章依然是相對論最經典的參考資料。 此後一年，包立在哥廷根大學馬克斯•波恩（Max Born）手下做助手，然後他又在哥本哈根的尼爾斯玻爾理論物理研究所工作。從1923年到1928年他在漢堡大學教書，在這段時間裡他建立了許多現代量子力學理論中重要的工具，尤其他提出了包立不相容原理和非相對論的自旋理論。

1927年時，疼愛包立的母親自殺之後，包立的父親在次年取了一位新妻子，先不論他是否贊成父親的再婚，他自己本身的婚姻也是沒有成功；1929年5月包立退出羅馬天主教會，同年12月他結婚了，但他的婚姻並不美好，兩人不到一年，就於1930年11月29日在維也納離婚。

1931年包立離婚和提出微中子（neutrino）的建議後不久他精神崩潰。他拜訪了同他一樣住在蘇黎世附近的心理醫生卡爾•榮格（Carl Jung）。榮格立刻開始深入地分析他的原型夢（archetypal dreams），而包立也就成為榮格最好的學生。很快地，包立就開始使用科學方法來批評榮格理論中的認識論（epistemology）問題，他的批評在一定程度上導致了榮格對他的理論的清晰化，尤其是榮格的共時性（synchronicity）的想法。榮格與包立之間的許多討論，紀錄在兩人的通信中，這些信後來被出版為《原子與原型》（Atom and Archetype）；包立曾做過的400個夢，經榮格之精心分析後被紀錄在《心理學與煉金術》（Psychology and Alchemy）。1931年包立赴密西根大學任客座教授，1935年赴普林斯頓高等研究院。1934年包立再婚，這次婚姻一直持續到他逝世，他們沒有生下子女。

1938年德國占領奧地利後包立成為了德國人，第二次世界大戰爆發後他的處境就困難了。1940年他赴普林斯頓任理論物理教授，他任此職直到二次大戰結束。1946年他返回蘇黎世前加入美國國籍，但包立沒停留在美國中，他在第二次世界大戰之後返回蘇黎世，這對他不是一個容易下的決定，此後他主要待在蘇黎世。 1945年包立獲得諾貝爾物理學獎，提名包立的是愛因斯坦，理由是他『通過他1925年發現的一個新的自然定律，包立不相容原理，所做出的重要貢獻』。1958年包立獲馬克斯•普朗克獎章（Max Planck medal），同年他患胰癌。包立一生始終感到奇怪，為什麼無維、根本的精細結構常數（fine structure constant）的值近似1/137。他進入蘇黎世的紅十字會醫院後有一次他的助手去看望他，他就問他的助手：“你看到這間房的號碼了嗎？”他的病房的號碼是137。 1958年12月15日包立在這間病房中逝世。

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