漢斯·貝特

1906年7月2日，漢斯·貝特出生於德意志帝國的斯特拉斯堡（今屬法國） ^[7]  。

漢斯·貝特(4張)

1911年，隨家人搬到位於波羅的海地區的基爾市生活，並進入了當地一所小型小學讀書。由於嚴寒的環境，漢斯·貝特多次感冒，還染上了肺結核 ^[7]  。

1915年，隨家人搬到法蘭克福市生活，進入當地的歌德高中（Goethe Gymnasium）就讀 ^[7]  。

1916年，由於肺結核發作不得不中斷學業，被送到了德國小城巴特克羅伊茨納赫療養。

1917年康復後，進入當地一所實科學校就讀，又在第二年被送到了私立寄宿學校奧登瓦爾德學校（Odenwaldschule）讀書。

1919年，由於德國貨幣變得不穩定，從小就表現出數學才能的漢斯·貝特開始參與家庭財務管理 ^[7]  。

1922年，回到歌德高中就讀，最終於1924年中學畢業。

1924年，在父親以及父親的同事的聯名下發表了個人首篇論文。同年，進入法蘭克福大學學習化學，之後又改學了物理 ^[7]  。

1926年，在老師卡爾·邁斯納（Karl Meissner）的建議下轉學至慕尼黑大學，成為了阿諾德·索末菲的學生 ^[7]  。

1928年，獲得慕尼黑大學理論物理學博士學位 ^[3]  。畢業後，先後在法蘭克福大學、斯圖加特大學擔任講師 ^{[4]  [7]}  。

1930年5月，成為慕尼黑大學的編外講師 ^[3]  ；同年，通過洛克菲勒基金會提供的留學獎學金前往劍橋大學卡文迪許實驗室深造 ^{[4]  [7]}  。

1931年，前往羅馬大學費米實驗室深造；同年，回到慕尼黑大學擔任物理學講師 ^[4]  。

1932年，擔任圖賓根大學的代理助理教授 ^[3]  。

1933年納粹上台後，由於猶太血統而失去了工作；10月，前往英國曼徹斯特大學擔任臨時講師 ^[3]  。

1934年，準備進入布里斯托大學工作，還得到了該大學提供的為期一年的獎學金；同年夏，收到了美國康奈爾大學的職位邀請，於是他於次年前往了這所大學，並在這裏度過了餘生 ^[7]  。

1935年，擔任康奈爾大學助理教授 ^[4]  。

1937年，升為康奈爾大學約翰·W·安德森（John Wendell Anderson）物理學教授 ^[4]  。

1941年2月，加入美國國籍 ^[7]  ；12月，獲得從事機密軍事項目的許可 ^[7]  。

1942年至1943年，擔任麻省理工學院輻射實驗室成員 ^[4]  。期間，他加入了由羅伯特·奧本海默在伯克利組織的研究小組 ^[7]  。

1943年至1946年，在“曼哈頓計劃”中擔任洛斯·阿拉莫斯國家試驗室理論部主任，從事第一顆原子彈的組裝工作 ^[3-4]  。

1944年，當選美國國家科學院院士 ^[4]  。

1946年，加入了以愛因斯坦為首的原子能科學家緊急委員會（ECAS），開展了反對核試驗與核軍備競賽運動。他參與了對白宮的遊説，促使肯尼迪和尼克松政府分別簽署了1963年《部分禁止核試驗條約》和1972年《反彈道導彈條約》 ^[25-26]  。

1954年，當選為美國物理學會會長 ^[4]  。

1957年，當選英國皇家學會外籍院士 ^[7]  。

1958年至1959年，作為美國代表團成員前往日內瓦參加停止核武器試驗討論 ^[4]  。

1960年，再度在華盛頓大學訪學 ^[4]  。

1962年，當選美國藝術與科學院院士 ^[5]  。

1967年，因“對核反應理論的貢獻，特別是關於恆星中能源的產生的研究發現”而獲得諾貝爾物理學獎 ^[3]  。

1975年，從康奈爾大學退休，獲得約翰·W·安德森物理學榮休教授頭銜；同年，被授予美國國家科學獎章 ^[4]  。

1978年，當選德國國家科學院院士 ^[6]  。

2005年3月6日，因充血性心力衰竭在紐約州伊薩卡逝世，享年98歲 ^[27]  。

1928年，漢斯·貝特在完成了博士論文《晶體對電子的衍射》。1929年，他研究晶體中能級的分裂，指出了晶體中的對稱電場對其能級的影響。20世紀30年代前期，他以博士論文為起點，繼續延伸着他的工作。他特別注意研究電子與物質的相互作用和電磁輻射與物質的相互作用之間的相似性。1930年秋，貝特訪問劍橋時獲得一些有關的實驗數據。1931年，他把輻射理論擴展到可容納狹義相對論的領域。1933年，在英國和海特勒共同研究帶單粒子通過介子中原子核附近時輻射能量的情況。1934年，和海特勒聯名在《皇家學會學報》上發表了題為《關於快速粒子停止及正電子的產生》的論文。在這篇論文中，他把量子電動力學應用到宇宙射線與介質相互作用問題上，提出了貝特-海特勒輻射公式（bethe-heitler formula for bremsstrahlung）。

然而，貝特發現他的公式對低速宇宙射線在介質中的輻射特徵的描述比較全面，但對高速宇宙射線卻存在着明顯偏差。1938年，他詳細地研究了宇宙射線專家斯特利特（ Stanley Livingston）和歐內斯特·勞倫斯取得的一組雲室中的宇宙射線，確信宇宙射線中除了存在着電子和質子外，必定還有另一類粒子，即μ子。第二次世界大戰結束後，貝特在測量μ子的精確質量中發揮了關鍵作用，他還發現μ子和π介子之間存在着密切的關聯，從而使他成為開創高能粒 子物理新領域的中心人物。 ^[1] 

1934年至1935年，漢斯·貝特和佩爾斯（Rudolf Peierls）合作，提出了最簡單的氘核結構模型，即氘核是由一個質子和一箇中子組成的。他們研究了質子紅即在轟擊中子時所受的偏折，對核力作出了精確的數學描述，得到了貝特-薩佩特方程，從而使貝特在1949年提出了計算散射時要用到的“有效射程”概念。1936至1937年，貝特和羅伯特·巴徹（Robert Bacher）、裏文斯頓（Stanley Livingston）在美國《近代物理學評論》上發表了總結原子核物理學的三篇長文：《核的定態》《理論核動力學》《實驗核動力學》。這三篇長文成為了後來人們不斷參考引用的標準文獻，被稱作“貝特聖經”（Bethe Bible）。在這些論文中，漢斯·貝特澄清了當時的核力理論，核結構理論及核反應理論，為他以後探討恆星能量生成問題打下了很好的理論基礎。 ^[1] 

在“曼哈頓計劃”中，漢斯·貝特領導着位於美國新墨西哥州的洛斯·阿拉莫斯實驗室的理論物理學研究小組。該實驗室是曼哈頓計劃研製世界上第一顆原子彈的大本營 ^[2]  。當時他們的主要任務之一是計算出鈾235維持裂變反應以驅動原子彈爆炸力的臨界質量。在洛斯阿拉莫斯期間，他提拔了理查德·費曼，並提出了以他們兩人命名的計算核武器效率的公式，貝特-費曼公式（Bethe–Feynman formula）。20世紀50年代，漢斯·貝特回到洛斯·阿拉莫斯實驗室，參與了在氫彈的研製 ^[25]  。

1938年，漢斯·貝特在關於“恆星能量如何產生”的研討會上了解到了太陽的温度、密度、元素成分等信息。他提出了兩種核反應過程來解釋太陽的能量來源：一種是兩個氫核變成一個氘核，氘核進一步捕獲質子變成⁴He放出能量；另一種是經過碳核和氮核的催化，四個氫核變成⁴He並放出能量。它們分別被稱為氫—氫鏈（p—p chain）和碳—氮—氧循環（CNO cycle）。經過計算貝特發現，在太陽温度附近，這兩種過程所佔比例大致相同，温度更低時前者主導，反之後者主導。貝特提出的上述核反應過程成功地解釋了恆星能量的來源 ^[8]  。

第二次世界大戰結束後，漢斯·貝特轉到了量子力學方面的研究，在氫光譜問題上做出了突出工作，還提出了量子多體系統本徵態參數化的貝特擬設（Bethe ansatz）。1947年，漢斯·貝特成功地完成了氫原子中電子能量的蘭姆移位的第一次“重正化”計算。他找到了一種技巧，能擺脱量子電動力學中的無窮大困擾，只剩下一個對應於蘭姆移位的小而有限的相互作用量。在解決這個問題的第一個回合中，他沒有考慮相對論效應，只對蘭姆移位做了非相對論的計算，但這仍是向正確方向邁進了一大步 ^{[1]  [8]}  。

根據2024年1月數學譜系項目網站數據，漢斯·貝特先後指導了包括戴維·索利斯（2016年諾貝爾物理學獎得獎者）在內的15名學生，具體信息如下： ^[12] 

漢斯·貝特的父親阿爾布雷希特·貝特（Albrecht Julius Bethe，1872–1954）是生理學家，是一名新教徒，曾在斯特拉斯堡大學、基爾大學、法蘭克福大學任教；母親安娜（Anna，1876–1966）是猶太音樂人和兒童故事作家，是斯特拉斯堡大學一位醫學教授的女兒 ^{[1]  [7]}  。

1939年9月，漢斯·貝特與比自己小十歲的羅斯·埃瓦爾德（Rose Ewald）結婚，她是德國物理學家保羅·彼得·埃瓦爾德（Paul Peter Ewald）的女兒。羅斯曾在曼哈頓計劃中加入洛斯·阿拉莫斯國家試驗室，成為漢斯·貝特的助手 ^[11]  。他們有兩個孩子：亨利（Henry）和莫妮卡（Monica） ^[3]  。

漢斯·貝特是一個登山運動愛好者，每年夏天至少花兩三週時間在美國落基山脈或瑞士阿爾卑斯山徒步。他同時也是一個集郵愛好者 ^[10]  。這一愛好也影響了兒子亨利，他們二人都是德國集郵協會的成員 ^[23]  。

1990年，美國國家航空航天局將繞太陽運轉的小行星30828命名為“30828 Bethe” ^[21]  。

1998年，美國物理學會創辦了年度獎項“漢斯·A·貝特獎”（Hans A. Bethe Prize），授予在天體物理，核物理、核天體物理學或密切相關的領域做出突出貢獻的科學家 ^[22]  。

漢斯·貝特是20世紀最偉大的物理學家之一，是巨人中的巨人，他的遺產將多年影響着未來的物理學界和更廣泛的科學界。他因其科學成就、正直、公正以及對科學和人類進步的深切關注而受到普遍欽佩，這使他成為“科學的良心” ^[7]  。（英國皇家學會評）

漢斯·貝特是20世紀物理學的偉大先驅，也是康奈爾大學一位敬愛的老師、導師和朋友。漢斯·貝特以其洞察力的廣度、研究的嚴謹性、社會良知的深度以及對康奈爾大學堅定的承諾，為積極參與科學的公民樹立了標準，成為了子孫後代的燈塔 ^[10]  。（康奈爾大學第11任校長傑弗裏·雷蒙評）

漢斯·貝特是20世紀的科學巨匠，他一直受到康奈爾大學同事的尊敬。他在康奈爾大學、美國和整個世界留下了深刻而持久的思想領導力印記 ^[10]  。（諾貝爾物理學獎得獎者羅伯特·科爾曼·理查森評）

2005年，宜居世界委員會（Council for a Livable World）將其駐地建築更名為“漢斯·貝特中心”（The Hans Bethe Center）。 ^[20] 

2007年，康奈爾大學將一所寄宿制學院命名為“漢斯·貝特之家”（Hans Bethe House）。 ^[18] 

2008年，德國波恩大學成立了“貝特理論物理研究中心”（The Bethe Center）。 ^[19] 

在2023年上映的電影《奧本海默》中，古斯塔·斯卡斯加德飾演了漢斯·貝特。 ^[24]