Biografia Pauliego i jej zasada. Biografia Pauliego Wolfganga. Rodzina i wczesne lata

(1890 - 1958)

Austriacko-szwajcarski fizyk Wolfgang Ernst Pauli urodził się 25 kwietnia 1890 roku w Wiedniu w rodzinie słynnego fizyka i biochemika, profesora chemii koloidalnej na Uniwersytecie Wiedeńskim.

Już w szkole wykazywał się niezwykłymi zdolnościami matematycznymi, samodzielnie studiując wyższą matematykę i niedawno opublikowaną pracę Alberta Einsteina na temat ogólnej teorii względności.

Od 1918 roku Wolfgang Pauli studiuje na Uniwersytecie w Monachium pod kierunkiem słynnego fizyka Arnolda Sommerfelda. W 1921 r., po uzyskaniu doktoratu, pracował na Uniwersytecie w Getyndze jako asystent Maxa Borna i Jamesa Franco, aw latach 1922-1923. w Instytucie Fizyki Teoretycznej w Kopenhadze jako asystent Nielsa Bohra.

1923 Pauli zostaje adiunktem fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Hamburgu, gdzie w 1924 wysuwa hipotezę spinu jądrowego w celu wyjaśnienia nadsubtelnej struktury linii widmowych, proponując teorię istnienia spinu i momentów magnetycznych jąder. W latach 1924 - 1925. sformułował jedną z ważnych zasad współczesnej fizyki teoretycznej, zgodnie z którą dwie identyczne cząstki o spinach półcałkowitych nie mogą znajdować się w tym samym stanie - zasada Pauliego. Wyjaśnił paramagnetyzm gazu elektronowego w metalu (1927), budowę powłok elektronowych atomów, w 1927 wprowadził spin do nowej mechaniki kwantowej, a do opisu spinu elektronu - macierze (matryce spinowe Pauliego) także tworzy teorię spinu elektronu.

1928 Wolfgang Pauli zostaje wybrany profesorem Federalnego Instytutu Technologicznego w Zurychu, gdzie pracuje do końca życia, z wyjątkiem dwóch okresów spędzonych w Stanach Zjednoczonych Ameryki: 1935 - 1936. - Wykładowca w Instytucie badania podstawowe w Princeton (New Jersey) i 1940-1946. - Kierownik Zakładu Fizyki Teoretycznej tego samego instytutu. W 1929 roku Pauli wraz z Wernerem Heisenbergiem podjął próbę sformułowania elektrodynamiki kwantowej, wprowadzając schemat ogólny kwantyzacji pola, która położyła podwaliny pod systemową teorię kwantyzacji pola. Wyjaśnił nadsubtelną strukturę widm atomowych (1928).

1931 Wolfgang Pauli wysunął hipotezę dotyczącą istnienia neutrina i sformułował (1933) jego główne właściwości. Dopiero w 1956 r. przystąpiono do rejestracji neutrin.

W 1940 r. udowodnił twierdzenie o związku między statystyką a spinem, w 1941 r. wykazał, że prawo zachowania ładunku elektrycznego jest związane z niezmienniczością przemian pod wpływem cechowania.

1945 Pauli otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki „za odkrycie zasady wykluczenia, zwanej także zasadą Pauliego”.

1946 Wolfgang Pauli zostaje obywatelem Szwajcarii. Nigdy nie pozwalał sobie na mgliste argumenty i płytkie sądy, poddając własną pracę bezkompromisowej krytycznej analizie, za co koledzy nazywali go „sumieniem fizyki”. W 1955 roku naukowiec sformułował ostateczną wersję twierdzenia, które przedstawia symetrie cząstek elementarnych.

(1900-1958) Szwajcarski fizyk teoretyczny, twórca mechaniki kwantowej

Wolfgang Pauli urodził się w Wiedniu. Jego ojciec, Josef Pauli, był znanym fizykiem i biochemikiem, profesorem Uniwersytetu Wiedeńskiego. Matka przyszłego naukowca, Berta Pauli, była znaną pisarką i krytykiem teatralnym. Ojcem chrzestnym przyszłego naukowca był słynny fizyk i filozof Ernst Mach.

Jako dziecko Wolfgang Pauli marzył o zostaniu aktorem i tworzył dużo muzyki ze swoją młodszą siostrą, która później naprawdę wybrała dziedzinę aktorstwa. Jednak za radą nauczycieli, którzy dostrzegli zdolności matematyczne chłopca, wstępuje na uniwersytet w Monachium, gdzie studiuje w seminarium pod kierunkiem słynnego fizyka Arnolda Sommerfelda. W 1921 roku młody człowiek ukończył uniwersytet.

Ale Wolfgang Pauli zaczął poważnie zajmować się nauką dzięki przypadkowi. Felix Klein, znajomy matematyki Sommerfelda, poprosił go o napisanie artykułu o teorii względności do encyklopedii matematycznej wydawanej w Niemczech. Ze względu na napięty harmonogram Sommerfeld powierzył to zadanie Pauliemu.

Napisał 250-stronicowy „artykuł”, który Sommerfeld wysłał do Alberta Einsteina do recenzji. Po pozytywnej odpowiedzi Pauli obronił tę pracę jako pracę magisterską. Już rok później złożył do obrony rozprawę doktorską, po której udanej obronie wyjechał do Getyngi, gdzie rozpoczął działalność dydaktyczną i naukową.

Jednak Wolfgang Pauli nie pozostał długo w Getyndze. W 1922 przeniósł się do Kopenhagi i został asystentem Nielsa Bohra. Tam młody fizyk zajął się badaniem widm atomowych. Zaangażowany w ich badania Pauli dokonał ważnych uzupełnień do teorii atomu zaproponowanej przez N. Bohra. W szczególności doszedł do wniosku, że bardziej poprawne jest mówienie nie o orbitach, na których elektrony obracają się wokół jądra atomowego, ale o powłokach, które tworzą wokół niego.

Ponadto Wolfgang Pauli wykazał, że każda taka powłoka może zawierać ściśle określoną liczbę elektronów.

Po potwierdzeniu tego modelu teoretycznego pracami Erwina Schrödingera, Wernera Heisenberga i Paula Diraca stało się jasne, że prace Wolfganga Pauliego otworzyły nowy kierunek w fizyce, który nazwano mechaniką kwantową, a najważniejszą zasadą mechaniki kwantowej była tzw. zasada Pauliego. Młody naukowiec dokonał swoich odkryć będąc adiunktem na Uniwersytecie w Hamburgu.

W 1928 roku Wolfgang Pauli opuścił Niemcy i przeniósł się do Szwajcarii, gdzie rozpoczął pracę w Instytucie Technologicznym w Zurychu. W 1930 roku opublikował artykuł, w którym udowodnił, że w rozpadzie jądra atomowego oprócz elektronów i neutronów powinna pojawić się jeszcze jedna niezarejestrowana cząstka. Odkrycie to zostało potwierdzone wiele lat później, po jego odkryciu przez Enrico Fermiego, który nazwał je neutrinem.

Wolfgang Pauli lata II wojny światowej spędził w Stanach Zjednoczonych. Tam w 1945 roku dowiedział się, że otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Po otrzymaniu go w 1946 roku Pauli ponownie wrócił do Szwajcarii, gdzie mieszkał do końca życia.

Mając wielkie zasługi w dziedzinie fizyki, jednocześnie cieszył się opinią osoby przynoszącej różne nieszczęścia. Powiedzieli, że gdy tylko pojawił się w laboratorium, zaczęły się tam wszelkiego rodzaju awarie i wypadki.

Rzeczywiście, wszyscy, którzy znali Wolfganga Pauliego, zauważyli jego rzadką niezdolność do zrobienia czegokolwiek własnymi rękami. Wszystkie sprawy w jego domu prowadziła jego druga żona, Francisca Bertrand. Jego najbliższym przyjacielem i towarzyszem wypoczynku był słynny niemiecki filozof Carl Jung.

Wolfgang Pauli zapisał się w historii nauki nie tylko jako teoretyk, ale także jako myśliciel, który starał się wniknąć głęboko w historię i filozofię myśli naukowej i opublikował serię główne dzieła w tej kwestii.

Austriacko-szwajcarski fizyk Wolfgang Ernst Pauli urodził się w Wiedniu. Jego ojciec, Wolfgang Joseph Pauli, był znanym fizykiem i biochemikiem, profesorem chemii koloidalnej na Uniwersytecie Wiedeńskim. Jego matka, Bertha (z domu Schütz) Pauli, była pisarką związaną z wiedeńskim środowiskiem teatralnym i publicystycznym. Herta, młodsza siostra Pauliego, została aktorką i pisarką. Ernst Mach, słynny fizyk i filozof, był jego ojciec chrzestny. W Liceum w Wiedniu Pauli wykazał się wybitnymi zdolnościami matematycznymi, jednak uznając zajęcia za nudne, przeszedł na samodzielną naukę wyższa matematyka i dlatego natychmiast przeczytaj właśnie opublikowaną pracę Alberta Einsteina na temat ogólnej teorii względności.

W 1918 roku Pauli wstąpił na uniwersytet w Monachium, gdzie studiował pod kierunkiem słynnego fizyka Arnolda Sommerfelda. W tym czasie niemiecki matematyk Felix Klein był zajęty wydawaniem encyklopedii matematycznej. Klein poprosił Sommerfelda o napisanie recenzji ogólnej i szczególnej teorii względności Einsteina, a Sommerfeld z kolei poprosił 20-letniego Pauliego o napisanie tego artykułu. Szybko napisał 250-stronicowy artykuł, który Sommerfeld opisał jako „po prostu po mistrzowsku”, a Einstein go pochwalił.

W 1921 r., po obronie pracy doktorskiej z teorii cząsteczki wodoru i uzyskaniu doktoratu w jak najkrótszym czasie na uniwersytet, Pauli wyjechał do Getyngi, gdzie razem z Maxem Bornem i Jamesem Frankiem zajął się badaniami naukowymi. Pod koniec 1922 pracował w Kopenhadze jako asystent Nielsa Bohra. Praca pod kierunkiem Sommerfelda, Borna, Franka i Bohra wzbudziła zainteresowanie Pauliego Nowa okolica fizyka - teoria kwantowa, która zajmowała się badaniem atomu i cząstek subatomowych, i całkowicie pogrążył się w problemach, przed którymi stanęli fizycy w tej dziedzinie.

Chociaż zasady fizyki klasycznej pozwoliły na zadowalające wyjaśnienie zachowania makroskopowych układów fizycznych, próby zastosowania tych samych zasad do zjawisk w skali atomowej nie powiodły się. Jądrowy model atomu wydawał się szczególnie złożony, zgodnie z którym elektrony krążyły wokół centralnego jądra. Zgodnie z zasadami fizyki klasycznej orbitujące elektrony muszą nieustannie emitować promieniowanie elektromagnetyczne, tracąc energię i poruszając się po spirali w kierunku jądra. W 1913 roku Bohr zasugerował, że elektrony nie mogą w sposób ciągły emitować promieniowania, ponieważ muszą znajdować się na swoich dozwolonych orbitach; wszystkie orbity pośrednie są zabronione. Elektron może emitować lub pochłaniać promieniowanie tylko poprzez skok kwantowy z jednej dozwolonej orbity na drugą.

Model Bohra był częściowo oparty na badaniu widm atomowych. Kiedy element jest podgrzewany i przechodzi w stan gazowy lub parowy, emituje światło o charakterystycznym widmie. To widmo nie jest ciągłym obszarem kolorów, jak widmo Słońca, ale składa się z szeregu jasnych linii o określonych długościach fal, oddzielonych szerszymi ciemnymi obszarami. Wyjaśnienie modelu atomowego Bohra Głównym punktem widma atomowe: każda linia reprezentowała światło emitowane przez atom, gdy elektrony przemieszczają się z jednej dozwolonej orbity na inną orbitę o niższej energii. Co więcej, model poprawnie przewidział większość charakterystyczne cechy najprostsze widmo atomowe - widmo wodoru. Jednocześnie widma bardziej złożonych atomów były mniej skutecznie opisywane za pomocą tego modelu.

Dwie bardziej znaczące wady modelu Bohra pomogły później Pauliemu wnieść znaczący wkład w teorię kwantową. Po pierwsze, ten model nie mógł wyjaśnić niektórych subtelnych szczegółów w widmie wodoru. Na przykład, gdy gaz atomowy został umieszczony w polu magnetycznym, niektóre linie widmowe podzieliły się na kilka blisko siebie rozmieszczonych linii, co po raz pierwszy odkrył Peter Zeeman w 1896 r. Ważniejsze było jednak to, że stabilność orbit elektronów była nie do końca wyjaśnione. Chociaż uznano za oczywiste, że elektrony nie mogą spiralnie opadać do jądra, emitując promieniowanie w sposób ciągły, nie było oczywistego powodu, dla którego nie miałyby skakać skokowo, przechodząc z jednej dozwolonej orbity na drugą i gromadząc się w najniższym stanie energetycznym.

W 1923 Pauli został adiunktem fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Hamburgu. Tu na początku 1925 roku zajmował się teoretycznymi badaniami budowy atomów i ich zachowania się w pola magnetyczne, rozwijając teorię efektu Zeemana i innych rodzajów rozszczepienia widmowego. Zasugerował, że elektrony mają pewną właściwość, którą później Samuel Goudsmit i George Uhlenbeck nazwali spinem lub wewnętrznym momentem pędu. W polu magnetycznym spin elektronu ma dwie możliwe orientacje: oś spinu może być skierowana w tym samym kierunku co pole lub w przeciwnym kierunku. Ruch orbitalny elektronu w atomie wyznacza kolejną oś, która może być różnie zorientowana w zależności od przyłożonego pola zewnętrznego. Różne możliwe kombinacje orientacji spinu i orbity różnią się nieco energetycznie, co powoduje wzrost liczby stanów energii atomowej. Przejścia elektronu z każdego z tych podpoziomów na inną orbitę odpowiadają nieco innym długościom fal światła, co wyjaśnia subtelne rozszczepienie linii widmowych.

Wkrótce po tym, jak Pauli przedstawił tę „dwuwartościową” właściwość elektronu, analitycznie wyjaśnił, dlaczego nie wszystkie elektrony w atomie zajmują najniższy poziom energii. W jego ulepszonym modelu Bohra dopuszczalne stany energetyczne lub orbity elektronów w atomie są opisane przez cztery liczby kwantowe dla każdego elektronu. Liczby te określają poziom energii podstawowej elektronu, jego orbitalny moment pędu, moment magnetyczny i (to był wkład Pauliego) orientację jego spinu. Każda z tych liczb kwantowych może przyjmować tylko określone wartości, ponadto dozwolone są tylko niektóre kombinacje tych wartości. Sformułował prawo, które stało się znane jako zasada wykluczania Pauliego, zgodnie z którą żadne dwa elektrony w układzie nie mogą mieć tego samego zestawu liczb kwantowych. Zatem każda powłoka w atomie może zawierać tylko ograniczoną liczbę orbit elektronowych, określoną przez dopuszczalne wartości liczb kwantowych.

Zasada wykluczenia Pauliego odgrywa fundamentalną rolę w zrozumieniu budowy i zachowania atomów, jądra atomowe, właściwości metali i inne zjawiska fizyczne. Wyjaśnia chemiczne oddziaływanie pierwiastków i ich wcześniej niezrozumiały układ układ okresowy. Sam Pauli wykorzystał zasadę wykluczenia, aby zrozumieć właściwości magnetyczne prostych metali i niektórych gazów.

Wkrótce po tym, jak Pauli sformułował swoją zasadę wykluczenia, teoria kwantowa otrzymała bryłę podłoże teoretyczne dzięki pracy Erwina Schrödingera, Wernera Heisenberga i P.A.M. Diraca. Aparat teoretyczny używany przez nich do opisu układów atomowych i subatomowych zaczęto nazywać mechaniką kwantową. Model atomowy Bohra został zastąpiony modelem mechaniki kwantowej, który był bardziej skuteczny w przewidywaniu widm i innych zjawisk atomowych. Jeśli chodzi o osiągnięcia Pauliego, to pozwoliły one rozszerzyć mechanikę kwantową na takie dziedziny, jak fizyka cząstek elementarnych o wysokich energiach oraz oddziaływanie cząstek ze światłem i innymi formami pól elektromagnetycznych. Obszary te stały się znane jako relatywistyczna elektrodynamika kwantowa.

W 1928 roku Pauli zastąpił Petera Debye'a na stanowisku profesora Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu, gdzie pozostał do końca życia, z wyjątkiem dwóch okresów spędzonych w Stanach Zjednoczonych; rok akademicki 1935/36 spędził jako wykładowca wizytujący w Instytucie Badań Podstawowych w Princeton w stanie New Jersey, a w czasie II wojny światowej, kiedy w obawie przed inwazją Niemiec na Szwajcarię wrócił do tego samego instytutu, gdzie kierował Katedra Fizyki Teoretycznej od 1940 do 1946

w latach 30. wniósł kolejny ważny wkład w fizykę. Obserwacje rozpadu beta jąder atomowych, w którym neutron w jądrze emituje elektron, zamieniając się w proton, ujawniły oczywiste naruszenie zasady zachowania energii: po uwzględnieniu wszystkich zarejestrowanych produktów rozpadu energia po rozpadzie okazała się mniejsza od swojej wartości przed rozpadem. W 1930 roku Pauli wysunął hipotezę, zgodnie z którą zakładano, że podczas takiego rozpadu emitowana jest jakaś niezarejestrowana cząstka (którą Enrico Fermi nazwał neutrinem), która zabiera utraconą energię, podczas gdy prawo zachowania momentu pędu pozostaje w mocy . W końcu neutrina zostały zarejestrowane w 1956 roku.

W 1945 roku Pauli otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki „za odkrycie zasady wykluczenia, zwanej również zasadą wykluczenia Pauliego”. Nie pojawił się na ceremonii wręczenia nagrody, którą odebrał w jego imieniu pracownik ambasady amerykańskiej w Sztokholmie.W wykładzie Nobla wysłanym do Sztokholmu rok później Pauli podsumował swoją pracę nad zasadą wykluczania i mechaniką kwantową.

Pauli został obywatelem Szwajcarii w 1946 roku. W dalszych pracach starał się rzucić światło na problematykę oddziaływania wysokoenergetycznych cząstek i sił, z jakimi one oddziałują, tj. pracował w dziedzinie fizyki, którą obecnie nazywa się fizyką wysokich energii lub fizyką cząstek elementarnych. Przeprowadził również dogłębne badania roli, jaką odgrywa symetria w fizyce cząstek elementarnych. Posiadając naprawdę fantastyczne zdolności i umiejętność głębokiego wnikania w istotę problemów fizycznych, nie tolerował niejasnych argumentów i powierzchownych osądów. Swoją pracę poddał tak bezwzględnej krytyce, że jego publikacje są praktycznie wolne od błędów. Koledzy nazywali go „sumieniem fizyki”.

Po rozwodzie po krótkim i nieszczęśliwym pierwszym małżeństwie Pauli poślubił Franziskę Bertram w 1934 roku. Z głębokim zainteresowaniem filozofią i psychologią bardzo lubił rozmawiać ze swoim przyjacielem C. G. Jungiem. Cenił także sztukę, muzykę i teatr. Podczas wakacji lubił pływać, wędrować po górach i lasach Szwajcarii. Zdolności intelektualne Pauliego były w ostrym dysonansie z jego „zdolnością” do pracy rękami. Jego koledzy żartowali z tajemniczego „efektu Pauliego”, w którym sama obecność niskiego naukowca z nadwagą w laboratorium zdawała się powodować różnego rodzaju awarie i wypadki. Na początku grudnia 1958 roku Pauli zachorował i wkrótce, 15 grudnia, zmarł.

Oprócz Nagrody Nobla Pauli otrzymał Medal Franklina Instytutu Franklina (1952) oraz Medal Maxa Plancka Niemieckiego Towarzystwa Fizycznego (1958). Był członkiem Szwajcarskiego Towarzystwa Fizycznego, Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego, Amerykańskiego Stowarzyszenia Nauk Podstawowych oraz członkiem zagranicznym.

Być może historia powstania broni nuklearnej potoczyłaby się nieoczekiwanie, gdyby ten niesamowity człowiek był w centrum Projektu Manhattan.

Wolfgang Ernst Pauli przeszedł do historii nie tylko jako genialny niemiecki fizyk teoretyk, pionier w dziedzinie mechaniki kwantowej i laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1945 roku, ale także jako osoba, której imieniem nadano tajemnicze i niejasne zjawisko – „efekt Pauliego”, którego istotą jest to, że obecność niektórych osób negatywnie wpływa na przebieg eksperymentów i działanie precyzyjnych przyrządów.

W przypadku Wolfganga Pauliego zdarzało się to cały czas. Jego niezdolność do uruchomienia nawet najbardziej elementarnych urządzeń eksperymentalnych stała się legendarna, podobnie jak fakt, że rzeczy i sprzęt psuły się lub zaczynały działać nieprawidłowo, gdy się pojawiał.

Fizyk Otto Stern, także laureat Nagrody Nobla i współpracownik Pauliego, odmówił wpuszczenia go do swojego laboratorium, argumentując, że „liczba zaobserwowanych „gwarantowanych efektów Pauliego” jest tak wielka, że ​​po prostu nie można jej zignorować”.

Źródło nieszczęścia

W rzeczywistości nie tylko Stern, z którym, nawiasem mówiąc, Pauli regularnie jadał obiady, bał się obecności chodzącej katastrofy Pauliego w swoim laboratorium. Inni koledzy też bali się „spektakularnego” wyglądu Pauliego i za każdym razem modlili się, żeby nie daj Boże, nie patrzył na nich, gdy w laboratorium odbywał się eksperyment i wymagane było nienaganne działanie bardzo precyzyjnych instrumentów.

Były powody do obaw wśród kolegów. Gdyby Pauli wszedł do laboratorium, mechanizmy nagle by się zatrzymały lub przepaliły, szkło roztrzaskałoby się bez powodu, nagle pojawiłyby się nieszczelności w próżni, eksplodowały żarówki, przepaliły się przekaźniki, doszło do zwarcia…

Pewnego dnia Pauli postanowił odwiedzić swojego przyjaciela, słynnego astronoma Waltera Baade, i po raz pierwszy pojawił się w Obserwatorium w Hamburgu. Wszyscy długo pamiętali tę „spektakularną” wizytę Pauliego, bo kiedy pojawił się w obserwatorium, od razu doszło do strasznego wypadku, w wyniku którego bezcenny teleskop-refraktor prawie się zawalił.

Jednak „efekt Pauliego” był tak silny, że „działał” nawet na odległość. Tak więc przypadek, gdy podczas eksperymentu drogi sprzęt pomiarowy w laboratorium fizyka Jamesa Franka w Getyndze nagle się zepsuł i nastąpiła eksplozja, zyskał wielką sławę. Jeden z kolegów Franka od razu przypomniał sobie „efekt Pauliego”, ale samo „źródło nieszczęścia” w ten moment nie tylko w laboratorium, ale także w mieście nie było w pobliżu.

Będąc przyjacielem Pauliego, Frank wysłał mu list do Zurychu, gdzie wówczas mieszkał, i żartobliwym tonem opisał kłopoty, które się wydarzyły. Jakie było zdziwienie Franka, gdy nadeszła odpowiedź od Pauliego, w której napisał, że nie ma go w Zurychu - pojechał odwiedzić Nielsa Bohra i podczas tajemniczego incydentu w laboratorium Franka właśnie wracał pociągiem i zatrzymywał się w Getyndze ...

Innym razem, kiedy Pauli przybył do Princeton w 1950 roku, nowiutki, dopiero co kupiony i całkowicie sprawny, kosztowny cyklotron natychmiast się tam spalił. Spłonął zupełnie niewytłumaczalnie, z wyjątkiem „efektu Pauliego”.

A żarty z Paulim na temat jego „efektu” też nie poskutkowały. Pewnego razu koledzy żartownisie postanowili zademonstrować sztuczny „efekt Pauliego”: na widowni, na której wykładał, podłączyli zegar przekaźnikiem do drzwi. Zgodnie z projektem zegar miał się zatrzymać, gdy tylko Pauli otworzy drzwi i wejdzie. Pauli wszedł, ale zegar nadal chodził, ponieważ przekaźnik się zepsuł.

Podobnie było z żyrandolem, który inni żartownisie zawiesili na linie i który miał spektakularnie spaść, gdy pojawi się Pauli (ale nie na głowę, oczywiście). Żyrandol wisiał w miejscu, ponieważ lina była mocno zaklinowana ...

Niejasne mechanizmy

Z Paulim i wokół niego działy się inne tajemnicze rzeczy. Na przykład kiedyś siedział przy stoliku w kawiarni i wyglądał przez okno, myśląc o kolorze czerwonym i osobliwościach jego postrzegania. Oczy naukowca patrzyły z dystansem na pusty samochód, który stał na parkingu naprzeciwko kawiarni. Pod jego spojrzeniem samochód nagle rozbłysnął, a kolor czerwony stał się rzeczywistością.

W innym przypadku, znowu w kawiarni, wszyscy byli wysmarowani kremem. Wszyscy oprócz Pauliego.

Podczas uroczystej ceremonii otwarcia Instytutu Junga w Zurychu w 1948 roku, podczas oficjalnego przyjęcia, kiedy pojawił się Pauli, z jego siedzenia niespodziewanie spadł duży chiński wazon z kwiatami. Woda z wazonu ochlapała eleganckie kostiumy wielu wysoko postawionych gości. Na ubraniu Pauliego nie było ani jednej kropli.

Ogólnie zauważono, że „niszczący” Pauli, mimo całej swojej „popisowości”, nie wyrządził mu najmniejszej krzywdy. Napisał to jeden z jego bliskich przyjaciół, niemiecki fizyk Rudolf Peierls, który wielokrotnie był świadkiem destrukcyjnego wpływu przyjaciela na środowisko: w laboratoriach fizycznych, co prowadziło do różnych wypadków i wypadków… ale żaden z tych wypadków nie wyrządził sobie krzywdy ani kłopotów.

I chociaż, jak argumentował Stern, liczba „gwarantowanych efektów Pauliego” była duża, to jednak koledzy nie rozważali ich z naukowego punktu widzenia. Opowieści o „efekcie Pauliego” weszły do ​​folkloru naukowego jako żart, anegdota i ogólnie coś niepoważnego.

Ale sam Pauli tak nie uważał. Był przekonany, że jego „efekt” nie był zwykłym przypadkiem, ale wyraźnym schematem z mechanizmami, które wciąż były niejasne dla nauki.

Technika i mistycyzm

Przekonanie to opierało się na bardzo specyficznych i raczej nieprzyjemnych doznaniach fizycznych, których Pauli doświadczał za każdym razem, zanim coś miało się wydarzyć.

Według niego miał przeczucie zbliżających się kłopotów. To było coś stres wewnętrzny, która trwała do momentu wystąpienia kłopotów. Po tym Pauli poczuł dziwne i szczególne uwolnienie i wielką ulgę.

W dzisiejszych czasach naukowcy próbowali zrozumieć „efekt Pauliego” i wyjaśnić to zjawisko z czysto naukowego punktu widzenia. W grupie osób w wieku od 20 do 55 lat zmierzono potencjał elektryczny na dłoniach.

Faktem jest, że każdy z nas ma stałą pole elektryczne, a na powierzchni skóry w wyniku różnych procesów biochemicznych zachodzących wewnątrz organizmu pojawia się potencjał elektryczny. Z reguły nie przekracza 0,05 V. Jednak w pewnych okolicznościach może „podskoczyć” do prawie 10V.

I naukowcy zaczęli mierzyć ten potencjał skóry w różnych stanach badanych: porównywali potencjał ludzi szczęśliwych i smutnych, głodnych i pełnych, spokojnych i nerwowych, pewnych siebie i niepewnych siebie, zrelaksowanych i skupionych…

Uzyskane wyniki przekonująco pokazały, że potencjał elektryczny zmienia się dość znacząco w różnych stanach człowieka, a technika bardzo wrażliwie reaguje na te zmiany i może zacząć „oszałamiać”.

Dotyczy to zwłaszcza indywidualnej technologii, która natychmiast rozpoznaje stan emocjonalny jej właściciela. A jeśli ta osoba ma w tej chwili negatyw w sferze emocjonalnej, wtedy technika może wywołać bardzo specyficzną reakcję. Jest też „zły” z ludźmi pogrążonymi we własnych myślach, w stresie, zdenerwowanych uczuciach, a zwłaszcza z „obcymi”.

Jednak sprzęt w miejscach publicznych znacznie spokojniej reaguje na sferę emocjonalną, do której szybko się „przyzwyczaja”. duża liczba ludzi i nie dzieli użytkowników na „my” i „oni”.

Wszystkie te eksperymenty są oczywiście interesujące i dają do myślenia; nie potrafili jednak jasno wyjaśnić „efektu Pauliego”. Dlaczego wśród wielu ówczesnych naukowców był „obcym” dla technologii i tak „strasznym”, że technologia zaczęła się psuć, gdy się pojawił? Może jest duży pole elektryczne, które naukowiec „nosił” na sobie? Ale nawet jeśli tak jest, jak wytłumaczyć destrukcyjny wpływ Pauliego, nawet na odległość?

Technika wyraźnie „wyczuwała” inną siłę emanującą od Pauliego niż tylko pole elektryczne, nawet jeśli była świetna.

Szwedzki teoretyk Oskar Klein, który przez całe życie był supersceptykiem i niewierzącym, znając Pauliego i widząc, co się wokół niego dzieje, z jednej strony przekonywał, że „efekt Pauliego” jest doskonałym przykładem tego, jak na podstawie wiarygodnych faktów, można jednoznacznie stwierdzić błędne wnioski. Jednak w tym samym czasie Klein nie mógł nie przyznać, że ten efekt był zbyt dziwny i że „ten przypadek byłby bardzo przekonującą demonstracją„ nadprzyrodzonego ”- kiedy pewne demoniczne osobowości mogą wpływać na otaczające je obiekty, powodując tajemnicze siły do ​​działania”.

Wymarzeni obcy

Rzeczywiście, w życiu Pauliego był mistycyzm. Dokładniej, mistycyzm był w jego snach. Począwszy od 1946 roku w jego snach zaczęło pojawiać się dwóch nieznajomych - młody blondyn i starsza brodata brunetka o orientalnym wyglądzie, których Pauli warunkowo nazwał „Persem”. Tych dwóch tajemnicza osoba zaczął uczyć Pauliego „nowej fizyki”.

Pauli opisał „przebieg studiów” w prywatnych listach do swojego przyjaciela Carla Junga. Jednak „nocny sekret” Pauli był przypieczętowany siedmioma pieczęciami do końca lat 80., ponieważ żona Pauliego z jakiegoś powodu miała skrajnie negatywny stosunek do pasji męża do idei Junga i starała się ukryć tę część biografii swojego słynnego męża przed naukowców od dłuższego czasu. A szkoda, bo „jungowski dotyk” w życiu Pauliego jest chyba jeszcze ciekawszy niż jego „oficjalny kanon” iz pewnością o wiele bardziej tajemniczy.

Tak więc „Blond” wyjaśnił naukowcowi szczególne znaczenie zasady rotacji, ale najważniejsze jest to, że konieczne jest wprowadzenie kobiecej zasady lub duszy do ludzkiej nauki, co, nawiasem mówiąc, jeszcze nie zostało zrobione.

„Pers” był bardziej surowy i często mówił dziwne rzeczy, których Pauli nie do końca mógł zrozumieć lub w ogóle zrozumieć. Wśród wielu tajemniczych zwrotów „perskiego” Pauliego pamiętam jedno, które brodaty mężczyzna wypowiedział, gdy Pauli zapytał, czy jest tylko własnym cieniem. To pytanie bardzo rozzłościło Persa i odpowiedział: „Ja jestem między tobą a światłem, więc ty jesteś moim cieniem, a nie odwrotnie”.

Pauli, będąc zwolennikiem nauk Carla Junga, naprawdę wierzył, że obaj jego nocni odpowiednicy są niczym więcej niż hipostazami jego własnej nieświadomości. Naukowiec był jednak zawstydzony faktem, że słowa i zachowanie tych dwóch bardzo różnych postaci z jego snów nieustannie wchodziły w konflikt z rolą, jaką zostały „zapisane” w Jungowskiej teorii nieświadomości, a często wykraczały poza nią.

Może przedstawiciele innych światów rzeczywiście nawiązali kontakt z Paulim? Nawiasem mówiąc, „Pers” powiedział wprost, że Pauli nie zrozumiałby fizyki w swoim ojczystym języku. Jaki to był język i jaki to był świat - dla naukowca (i dla nas) pozostawało tajemnicą.

Ale wiadomo, że Pauliemu nie pozwolono opracować bomby atomowej. Nie dlatego, że był złym naukowcem – wręcz przeciwnie, był genialnym naukowcem. Ale oto "efekt"...

I choć koledzy traktowali ten „efekt” jako anegdotę, to jednak w Ameryce, gdzie opracowywano bombę i gdzie Pauli musiał wyjechać w czasie II wojny światowej, uciekając przed nazistami, uznali, że nie warto ryzykować.

Oczywiście nikt nie powiedział o tym czcigodnemu i szanowanemu Pauli bezpośrednio. Robert Oppenheimer, dyrektor naukowy Projektu Manhattan, który był zaangażowany w rozwój broni jądrowej, osobiście napisał list do Pauliego, w którym szczegółowo wyjaśnił, dlaczego dla niego, Wolfganga Pauliego, bardziej celowe było pominięcie tego strasznie tajna robota i co powinien zrobić zamiast wymyślać bombę...

W ogóle, kiedy reszta kolegów Pauliego pracowała w tajnym laboratorium, sam Pauli… pisał artykuły w domu. Jakość, czysty prace naukowe, często pod różnymi nazwami, które publikował w różnych czasopismach, starając się wywołać u Niemców wrażenie, że fizycy w Ameryce nie robią nic tak podejrzanego i nie prowadzą żadnych badań.

Później Pauli był niesamowicie zadowolony, że szczęśliwie udało mu się uniknąć udziału w tworzeniu tej prawdziwie piekielnej broni. A jacy jesteśmy szczęśliwi...

Marina Sitnikowa

• Uniwersytet w Hamburgu
• Uniwersytet w Getyndze
• ETH Zurych

Wolfganga Ernsta Pauliego(Niemiecki Wolfgang Ernst Pauli; 25 kwietnia, Wiedeń - 15 grudnia, Zurych) - szwajcarski fizyk teoretyczny, który pracował w dziedzinie fizyki cząstek elementarnych i mechaniki kwantowej. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki za rok 1945.

Biografia

Rodzina i wczesne lata

Wolfgang Pauli urodził się w Wiedniu jako syn doktora i profesora chemii Wolfganga Josefa Pauliego (1869-1955), który pochodził z wybitnej praskiej rodziny żydowskiej Pascheles ( Paschele). W 1898 roku jego ojciec zmienił nazwisko na Pauli, a rok później, na krótko przed ślubem, przeszedł na wiarę katolicką. Matką Wolfganga Pauli jest dziennikarka Bertha Camille Pauli (z domu Schütz, 1878-1927), córka dziennikarza i dramatopisarza Friedricha Schütza. Rodzina miała również młodszą siostrę Gert Pauli (1909-1973). Pauli otrzymał drugie imię na cześć swojego ojca chrzestnego, fizyka i filozofa Ernsta Macha, który był nauczycielem ojca Pauliego w Pradze.

W latach 1910-1918 uczył się w prestiżowym Gimnazjum Federalnym Döblinger w Wiedniu, gdzie zyskał reputację cudownego dziecka. Mówią, że pewnego dnia na lekcji fizyki nauczyciel zrobił błąd na tablicy, którego nie mógł znaleźć, iw desperacji zawołał: „Pauli, powiedz mi w końcu, co to za błąd! Musiałeś to znaleźć dawno temu”. Wśród kolegów Pauliego z klasy był przyszły zdobywca nagrody Nobla w dziedzinie chemii z 1938 r. Richard Kuhn.

Edukacja i początek działalności naukowej

Jesienią 1918 roku Wolfgang wstąpił na uniwersytet w Monachium, którego wykładowcą był słynny fizyk Arnold Sommerfeld. Na prośbę Sommerfelda 20-letni Pauli napisał obszerną recenzję ogólnej teorii względności dla Encyklopedii Fizycznej, a ta monografia nadal jest klasykiem. Ogólnoeuropejska sława Pauliego zaczyna się od tej pracy. Dalej jednak tematyka jego prac dotyczyła głównie szybko rozwijającej się mechaniki kwantowej i związanych z nią problemów fizyki atomowej. Do uczniów Sommerfelda należeli Werner Heisenberg, który stał się bliskim przyjacielem Pauliego.

W 1921 roku Pauli obronił pracę magisterską, po czym otrzymał zaproszenie na asystenta Maxa Borna i przeniósł się do Getyngi. Rok później (1922) Pauli krótko nauczał w Hamburgu, a następnie na zaproszenie Nielsa Bohra odwiedził go w Kopenhadze i intensywnie dyskutował z Bohrem o możliwych wyjaśnieniach anomalnego efektu Zeemana. W 1923 wrócił do Hamburga,

Uznanie i ostatnie lata

Wolfgang Pauli w roku Nagrody Nobla (1945)

Najlepsze chwile Pauliego nadeszły w 1925 roku, kiedy odkrył nową liczbę kwantową (później nazwaną spinem) i sformułował fundamentalną zasadę wykluczenia Pauliego, która wyjaśniła strukturę powłok elektronowych atomów.

Pod koniec lat dwudziestych XX wieku w życiu osobistym Pauliego nastąpił poważny kryzys. W 1927 roku jego matka popełniła samobójstwo. Ojciec ożenił się ponownie, a jego stosunki z synem znacznie się pogorszyły. W 1929 roku Pauli poślubił baletnicę Kate Deppner (ur. Kathe Margarethe Deppner), wkrótce żona udała się do swojego starego przyjaciela, aw 1930 roku para rozstała się. Pauli popadł w depresję, wtedy zaczął komunikować się z psychoanalitykiem Carlem Gustavem Jungiem, nagle zerwał z religią katolicką i zaczął nadużywać alkoholu.

W 1928 Pauli wyjechał do Szwajcarii, gdzie został mianowany profesorem ETH Zurich. W 1930 roku Pauli zaproponował istnienie neutrina elementarnego, co stało się jego drugim najważniejszym wkładem w fizykę atomową. Ta przenikająca wszystko cząsteczka została odkryta eksperymentalnie zaledwie 26 lat później, jeszcze za życia Pauliego. Latem 1931 roku Pauli po raz pierwszy odwiedził Stany Zjednoczone, a następnie udał się do Rzymu na międzynarodowy kongres poświęcony fizyce jądrowej; tam, wspominał z odrazą, musiał podać rękę Mussoliniemu.

W 1933 Pauli ożenił się ponownie - z Franką Bertram ( Franciszka „Franca” Bertram, 1901-1987), ten związek był bardziej udany niż pierwszy, chociaż para nie miała dzieci.

Pozostałe 12 lat życia Pauliego poświęcono na rozwój i nauczanie kwantowej teorii pola. Na jego wykłady przyjeżdżali studenci z wielu krajów, a sam Pauli dużo podróżował po Europie z referatami i wykładami. W 1945 naukowiec otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, po czym (1949) władze szwajcarskie uznały go za obywatela szwajcarskiego (otrzymał obywatelstwo amerykańskie dopiero przed wyjazdem, w styczniu 1946). Kilkakrotnie (1949, 1953 i 1958) ponownie odwiedzał Princeton (żartobliwie „Wróciłem, żeby schudnąć”), gdzie dyskutował o problemach fizycznych z tymi kolegami, którzy po wojnie nie odważyli się wrócić do Europy.

Pauli został odznaczony Medalem Maxa Plancka w 1958 roku i zmarł na raka w Zurychu w grudniu tego roku.

Osiągnięcia naukowe

Pauli wniósł znaczący wkład we współczesną fizykę, zwłaszcza w fizykę mikrokosmosu. Liczba publikowanych przez niego prac jest stosunkowo niewielka, zawsze preferował intensywną wymianę listów z kolegami, zwłaszcza z bliskimi przyjaciółmi Nielsem Bohrem i Wernerem Heisenbergiem. Z tego powodu wiele jego pomysłów znajduje się tylko w tych listach, które często były przekazywane dalej. Niemniej jednak jego główne osiągnięcia są powszechnie znane:

W 1921 roku Pauli jako pierwszy zaproponował „magneton Bohra” jako jednostkę do pomiaru momentu magnetycznego.

W 1926 roku, wkrótce po opublikowaniu przez Heisenberga matrycowej reprezentacji mechaniki kwantowej, Pauli z powodzeniem zastosował tę teorię do opisu obserwowanego widma wodoru, w tym efektu Starka. Stało się to mocnym argumentem za uznaniem teorii Heisenberga. Prace Pauliego i Heisenberga pod koniec lat dwudziestych XX wieku położyły podwaliny pod dwie nowe nauki, które wkrótce się pojawiły - kwantową teorię pola i fizykę ciała stałego.

W 1930 roku Pauli opublikował hipotezę o istnieniu neutrin. Zdał sobie sprawę, że podczas rozpadu beta neutronu na proton i elektron, prawa zachowania energii i pędu mogą być spełnione tylko wtedy, gdy emitowana jest inna, nieznana dotąd cząstka. Ponieważ w tamtym czasie nie można było udowodnić istnienia tej cząstki, Pauli postulował istnienie nieznanej cząstki. Włoski fizyk Enrico Fermi nazwał później tę cząstkę „neutronem”: neutrino. Eksperymentalny dowód na istnienie neutrin pojawił się dopiero w 1956 roku.

Cechy osobiste

W dziedzinie fizyki Pauli był znany jako perfekcjonista. Jednocześnie nie ograniczał się tylko do swojej twórczości, ale też bezlitośnie krytykował błędy swoich kolegów. Stał się „sumieniem fizyki”, często określając tę ​​pracę jako „całkowicie błędną” lub komentując coś w stylu: „Nie tylko to jest złe, ale nawet nie dochodzi do tego, że jest błędne!” W kręgach jego kolegów krążył taki żart na ten temat: „Po śmierci Pauli zostaje zaszczycony audiencją u Boga. Pauli pyta Boga, dlaczego stała struktury subtelnej wynosi 1/137. Bóg kiwa głową, podchodzi do tablicy i zaczyna pisać równanie po równaniu w zastraszającym tempie. Pauli patrzy najpierw z wielką satysfakcją, ale wkrótce zaczyna mocno i zdecydowanie kręcić głową.

Pauli słynął również z tego, że w jego obecności czuły sprzęt doświadczalny często nagle zawodził. Zjawisko to znane jest jako „efekt Pauliego”.

Dialog Pauli - Jung

Mniej znany obszar jego pracy, który był dokładnie badany dopiero od 1990 roku, wyłonił się ze współpracy z psychologiem Carlem Gustavem Jungiem. Z ich korespondencji, którą obaj naukowcy prowadzili w latach 1932-1958, staje się jasne, że Pauli posiada większość koncepcji synchroniczności, którą wprowadził C. G. Jung, a ponadto część udoskonalenia koncepcji zbiorowej nieświadomości i archetypy, które mają ogromne znaczenie dla twórczości Junga.

Istotną częścią tego dialogu jest do dziś nierozwiązany problem psychofizyczny, zjednoczenie zbiorowego psycho z materią, głębokie zakorzenienie wewnętrznego świata człowieka z świat zewnętrzny o którym Jung mówił unus mundus(jeden świat) i Pauli jako psychofizyczna rzeczywistość jedności.

Z obecnego stanu analizy jego notatek wynika, że ​​te studia Pauliego miały nie tylko charakter czysto akademicki, ale wywodziły się z własnych, głęboko zakorzenionych doświadczeń – egzystencjalnych refleksji nad archetypem „ducha materii”.

Nagrody i pamięć

• 1931: odznaczony medalem Lorenza.
• 1945: w fizyce.
• 1950: wybrany do Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki.
• 1958: Laureat Medalu Maxa Plancka.

Pomnik w Getyndze

Aleja w 14. dzielnicy Wiednia nosi imię Pauli ( Wolfgang-Pauli-Gasse) i ulica na kampusie uniwersyteckim w Zurychu ( Wolfgang-Pauli-Strasse). Na cześć naukowca w Getyndze wzniesiono tablicę pamiątkową ( Wolfgang-Pauli-Weg).