沃爾夫岡·泡利

年輕的泡利(3張)

1900年4月25日，沃爾夫岡·泡利出生於奧地利維也納一位醫學博士的家庭裏，從童年時代就受到科學的薰陶，在中學時就自修物理學 ^[4]  。

1918年，中學畢業後帶着父親的介紹信，到慕尼黑大學訪問物理學家阿諾德·索末菲（Arnold Sommerfeld），要求不上大學而直接做阿諾德·索末菲的研究生，由於沃爾夫岡·泡利的才華，他成為慕尼黑大學最年輕的研究生。

1921年，以一篇氫分子模型的論文獲得慕尼黑大學博士學位。

1922年，在哥廷根大學擔任馬克斯·玻恩（Max Born）的助教；同年秋天，受到尼爾斯·玻爾的邀請，前往哥本哈根大學理論物理研究所從事研究工作。

1923年—1928年，在漢堡大學（Universität Hamburg）擔任講師。

1928年，前往瑞士蘇黎世聯邦理工學院（Eidgenössische Technische Hochschule Zürich），擔任理論物理學教授。

1931年，擔任密歇根大學（University of Michigan）訪問教授 ^[3]  。

1935年，為躲避法西斯，移居到美國。

1940年，受聘為普林斯頓高等研究院（Institute for Advanced Study）理論物理學訪問教授，並擔任理論物理學系主任 ^[3]  。

1941年，擔任密歇根大學訪問教授 ^[3]  。

1942年，擔任普渡大學訪問教授 ^[3]  。

1945年，獲得諾貝爾物理學獎 ^[4]  。

1946年，加入美國國籍，是美國科學發展協會的創始人之一；同年，重返蘇黎世聯邦理工學院，擔任理論物理系主任。

1949年，被授予瑞士國籍 ^[5]  。

1958年12月15日，在蘇黎世逝世，享年58歲 ^[1]  。

沃爾夫岡·泡利(5張)

1918年，沃爾夫岡·泡利發表了第一篇論文，是關於引力場中能量分量的問題 ^[15]  。

1919年，在兩篇論文中指出韋耳（H.Wegl）引力理論的一個錯誤，並以批判的角度評論韋耳的理論 ^[15]  。

1921年，為德國的《數學科學百科全書》寫了一篇長達237頁的關於狹義相對論和廣義相對論的詞條 ^[15]  。

1922年，在哥本哈根大學理論物理研究所期間，先與克拉默斯（H.A.Kramers）共同研究了譜帶理論，然後專注於反常的塞曼效應，根據朗德（Lande）的研究成果，提出了朗德因子 ^[15]  。

1925年1月，沃爾夫岡·泡利提出了泡利不相容原理（Pauli’s exclusion principle，又稱泡利原理、不相容原理），為原子物理的發展奠定了重要基礎。泡利不相容原理是指：在原子的同一軌道中不能容納運動狀態完全相同的電子。一個原子中不可能有電子層、電子亞層、電子雲伸展方向和自旋方向完全相同的兩個電子。如氦原子的兩個電子，都在第一層（K層），電子雲形狀是球形對稱、只有一種完全相同伸展的方向，自旋方向必然相反。每一軌道中只能容納自旋相反的兩個電子，每個電子層中可能容納軌道數是n個，因此每層最多容納電子數是2n個 ^[10]  。

1927年，沃爾夫岡·泡利引入了2×2泡利矩陣（Pauli Matrix）作為自旋操作符號的基礎，由此解決了非相對論自旋的理論。他的結果引發了保羅·狄拉克發現描述相對論電子的狄拉克方程式 ^[11]  。

1930年，沃爾夫岡·泡利考慮了β衰變中能量不守恆的問題，12月4日在一封給莉澤·邁特納的信中，他向邁特納等人提出了一個當時尚未觀測到過的、電中性的、質量不大於質子質量1%的假想粒子來解釋β衰變的連續光譜 ^[12]  。1934年，恩里科·費米將這個粒子加入他的衰變理論並稱之為中微子 ^[13]  。首次證實中微子存在性的是1956年弗雷德裏克·萊因斯（Frederick Reines）和克萊德·考恩（Clyde Cowan）的實驗 ^[14]  。

根據2023年9月數學譜系項目網站數據，沃爾夫岡·泡利在蘇黎世聯邦理工學院、普林斯頓大學先後指導16名學生，具體信息如下 ^[16]  ：

泡利與朋友(9張)

沃爾夫岡·泡利的父親沃爾夫岡·約瑟夫·泡利（Wolfgang Joseph Pauli）是維也納大學物理化學教授，主要研究膠體化學；母親伯塔·卡米拉·舒茨（Berta Camilla Schütz）是一位作家；教父是物理學家兼哲學家恩斯特·馬赫（Ernst Mach，1838年2月18日—1916年2月19日） ^[1]  。

1929年，沃爾夫岡·泡利與凱特·瑪格麗特·德普納（Käthe Margarethe Deppner）結婚，但不到一年後兩人就離婚了 ^[1]  。

1934年，沃爾夫岡·泡利與弗朗西斯卡·伯特倫（Franca Bertram）結婚，兩人一直生活到他去世。他兩次婚姻都沒有孩子 ^[1]  。

1929年，沃爾夫岡·泡利的母親去世對他產生了深遠的影響，讓他患有嚴重的抑鬱症，之後得到瑞士精神病學家卡爾·榮格的幫助，直到1934年再次結婚後結束了卡爾·榮格的治療，之後兩人一生中的大部分時間都有通信 ^[1]  。

1958年，沃爾夫岡·泡利在一次演講中，突然感到一陣劇烈的疼痛。幾周後死於胰腺癌 ^[1]  。

沃爾夫岡·泡利的同事，尤其是實驗物理學家所擔心的一種現象：“泡利效應（Pauli effect）”。這種效果表現於沃爾夫岡·泡利在場時技術設備突然壞了：實驗失敗，機器放棄了幽靈，電器壞了。奧托·斯特恩（Otto Stern）想拒絕沃爾夫岡·泡利進入他的研究所，因為害怕發生這樣的事故 ^[8]  。

沃爾夫岡·泡利對二十世紀的理論物理學做出了許多重要貢獻，包括解釋塞曼效應，首次假設中微子的存在，並發展了後來被稱為泡利不相容原理的理論（Wolfgang Ernst Pauli made numerous important contributions to twentieth-century theoretical physics, including explaining the Zeeman effect, first postulating the existence of the neutrino, and developing what has come to be known as the Pauli exclusion principle） ^[1]  。（國家磁實驗室評）

“善良，直率，不妥協的原則，他（沃爾夫岡·泡利）是物理學的良心”（Kind, forthright, and of uncompromising principles he was the conscience of physics） ^[2]  。（伊西多爾·拉比（Isidor Rabi）評）

沃爾夫岡·泡利為現代原子物理學的發展做出了很大貢獻（Wolfgang Pauli did much to shape the development of modern atomic physics） ^[7]  。（蘇黎世聯邦理工學院評）

沃爾夫岡·泡利講座（Wolfgang Pauli Lectures）是蘇黎世聯邦理工學院以沃爾夫岡·泡利的名字命名的一年一度的系列講座，交替進行物理、數學和生物學方面的演講 ^[6]  。