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| 中外科学家发明家丛书：玻恩 （三） | 发布于:2012/05/16 | |
| 三、与爱因斯坦的友谊 1912年，玻恩开始按一个庞大计划进行研究：从点阵假设出发，来导出 一切晶体的性质，晶体的粒子在内力作用下可以移动。主要结果是说明了对 弹性常数间的科希关系的偏离；证明了振动光谱由两种不同类型的谱带，即 光带和声带组成，并且把P·埃瓦尔德关于晶体中的电磁波的绝妙理论并入 了点阵动力学。 正当玻恩着手写一部系统论述晶体运动问题的专著《晶格动力学》的时 候，1914年，第一次世界大战爆发了。这时，柏林大学根据麦克斯·普朗克 的建议聘请他这个才华出众的青年物理学家担任柏林大学物理系理论物理学 副教授职务。普朗克在陈述这一聘请理由时强调：玻恩博士是一位思维清晰、 学识渊博、全心全意忠于科学和科学进步的理论物理学家，他具备讲课和联 络学生所必需的一切品德。他品学兼优，符合对一位新的副教授的个性所提 出的全部要求，因而在这种情况下，本系十分乐意为不久前建立的教研室作 出第一个任命，并提出这唯一的候选人。 1915年春，玻恩前往柏林，他刚开始讲课不久，很快就被迫去参军。在 空军无线电部门服役一个短期后，应他的朋友鲁道夫·拉登堡的请求，玻恩 被调到一个炮兵研究机构的“声学测位”部门——通过在不同地点测定炮声 传到的时间来寻找大炮的位置。许多物理学家都在这里工作，玻恩在这个岗 位上有可能从事自己的科学研究。他和兰德继续研究，试图测定离子性晶体 的内能，而且因马德隆的帮助获得了成功。马德隆发展了一种计算点阵中库 仑力能量的方法 （马德隆常数），根据这些结果，玻恩得到了简单的异极分 子的形成热。这是根据纯物理学数据测定化学反应热的第一个例子。在这项 工作中，玻恩还得到了化学家弗里茨·哈伯的帮助，因此，这项工作被称为 玻恩—哈伯理论。 1915—1919年在柏林的这段期间，玻恩与爱因斯坦经常相会。在战争的 黑暗时期，与爱因斯坦的友谊成为玻恩最大的安慰。玻恩多才多艺，钢琴弹 得很好，而爱因斯坦则喜爱拉小提琴，因而他们经常在一起弹琴消遣。在战 争即将结束前，有许多知识分子，如历史学家德尔布留克、经济学家布伦坦 诺、物理学家爱因斯坦等人，组织了一种集会，并邀请外交部的高级官员参 加，讨论科学问题、政治形势和军事形势，玻恩也经常参加这种集会。这些 知识分子强烈反对德国政府无限制地扩充潜水艇的军事行动和政治目的，并 且确信它们会导致灾难。 在此期间，爱因斯坦完成了他的广义相对论，并同玻恩进行了讨论，玻 恩看到“他的概念的伟大，使我深受感动，以致我决定决不在这个领域里工 作”。1919年，当英国日食考察队的观测结果公布之后，开始掀起了“爱因 斯坦热”和对相对论的敌意攻击，玻恩在《法兰克福报》上发表了几篇相当 激烈的文章来捍卫爱因斯坦的理论，并回敬了那些对相对论的攻击。一年以后，玻恩的这些文章和有关相对论的报告被汇聚成《爱因斯坦的相对论》一 书出版，成为叙述和普及爱因斯坦相对论的基础。 1919年春，玻恩作为正式教授来到了莱因河畔法兰克福大学。在那里， 他接任马克斯·冯·劳厄教研室的职务，而劳厄到柏林大学去。这种“调换” 是根据劳厄的愿望进行的，两所大学也都同意。因为劳厄极想回到他最初开 始从事科学活动的柏林大学，以便与他尊敬的导师麦克斯·普郎克一起工作。 玻恩也十分怀念在柏林的这段生活，因为当时他同爱因斯坦和普郎克的关系 是那样亲密无间。 在法兰克福大学，玻恩拥有一个小小的研究所，配备着各种仪器。奥托·施 特恩成为玻恩的第一位助教，他立刻在玻恩指导下投入工作，很快地利用了 这些实验设备。他为了研究原子的性质，提出了原子射线的方法，并为在实 验上证明麦克斯韦关于气体中的速度分布定律而第一次运用了这种方法。后 来奥托·施特恩与实验物理学研究所助教瓦尔特·格拉赫一起，运用原子射 线方法研究了量子理论中的方向量子化问题，这就是著名的分子射线实验。 这些实验出色地证实了量子论的一个基本结论：在磁场中原子的定向量子 性。当纳粹掌握德国政权后，施特恩于1933年被迫离开了在汉堡的教研室而 迁居到美国，他由于自己的研究成果而于1943年获得了诺贝尔物理学奖。 玻恩还领导了其它的实验研究。他同他的第二个助教E·博尔曼女士一 起，提出了一种确定空气中中性原子自由行程长度直接测量的方法。这项工 作后来由他的一个学生F·比尔茨在戈丁根用更准确的方法继续作下去，后 来，在几个实验室里得到改进，用以确定原子和分子间的相互作用力。 玻恩自己继续从事点阵能量及其化学结论方面的工作。这时候物理化学 教授R·洛伦兹帮助玻恩注意到单价离子的迁移率存在着较大的比较小的快 的异常现象，使玻恩在一个更广泛的研究范围中对这些现象提出一种解释， 这种研究被叫做电流体动力学，类似于现在的磁流体动力学。后来，玻恩又 和他的学生P·勒尔特斯合作，在实验上证实了分子的电偶极子的力学效应， 他们的方法是证明一个充满了不导电液体的玻璃棒，会由于一个快速转动的 电场而开始转动。 |
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