尤金·维格纳

尤金·保罗·维格纳（英语：Eugene Paul Wigner，1902年11月17日－1995年1月1日）原名维格纳·帕尔·耶诺（匈牙利语：Wigner Pál Jenő），匈牙利-美国理论物理学家及数学家，奠定了量子力学对称性的理论基础，在原子核结构的研究上有重要贡献。 他在纯数学领域也有许多重要工作，许多数学定理以其命名。其中维格纳定理是量子力学数学表述的重要基石。维格纳曾参与建立人类第一台核反应堆（芝加哥1号堆），首先发现了核反应器中的氙-135带有毒性，这也是为何这种毒性有时被称作“维格纳毒性”。1963年，由于“在原子核和基本粒子物理理论上的贡献，尤其是基本对称原理的发现与应用”，维格纳和玛丽亚·格佩特-梅耶、约翰内斯·延森一同获得诺贝尔物理学奖。维格纳·帕尔·耶诺1902年出生于奥匈帝国布达佩斯的一个犹太中产家庭。他的双亲是制皮工人，有一位姐姐、一位妹妹。这位妹妹后来嫁给了英国物理学家保罗·狄拉克。九岁以前维格纳在家里由家庭教师指导，他这段期间培养了对数学问题的兴趣。十一岁时被诊断出肺结核，被父母送到奥地利的疗养院，直到六个星期后发现为误诊。1920年维格纳进入布达佩斯科技经济大学就读。然而他对那里提供的课程并不满意，因此1921年转入柏林的一间工程学院（现在的柏林工业大学）就读，学习化学工程。 另外他也常参加德国物理学会在星期三下午的学术讨论会。这个聚会聚集了如马克斯·普朗克、马克斯·冯·劳厄、鲁道夫·拉登堡（英语：Rudolf Ladenburg）、维尔纳·海森堡、瓦尔特·能斯特、沃尔夫冈·包立、和阿尔伯特·爱因斯坦等许多知名学者。 随后维格纳进入威廉皇帝物理化学和电化学研究所（现在的弗里茨·哈伯研究所（英语：Fritz Haber Institute）），并在那遇上了他的指导教授麦可·波拉尼。在其指导下完成了学位论文“分子的形成与分解”（Bildung und Zerfall von Molekülen）。维格纳完成学业回到布达佩斯，并且在他父亲的制革厂工作。但在1926年在其导师波拉尼的推荐下，他开始担任威廉皇帝研究所（今马克斯·普朗克物理学研究所）物理学家卡尔·魏森伯格（英语：Karl Weissenberg）的助手，协助魏森伯格在X射线晶体学的研究。六个月的助手工作后，维格纳在理查·贝克（英语：Richard Becker）底下工作。维格纳也开始学习量子力学，接触埃尔温·薛定谔的论文，并深入研究群论。收到了阿诺·索末菲的邀请，维格纳前往哥廷根担任数学家大卫·希尔伯特的助手。然而希尔伯特已将研究的重心转移到逻辑，对此感到失望的维格纳只能独立研究。他建立了量子力学中对称性的理论基础，在1927年写下了维格纳 D-矩阵（英语：Wigner D-matrix）。他和数学家赫尔曼·外尔将数学中的群论带进了量子力学。外尔写了一本著作《群论与量子力学》（Group Theory and Quantum Mechanics，1928年），然而这本书对当时年轻的物理学者而言并不容易理解。而维格纳的《群论与其在原子光谱量子力学的应用》（Group Theory and Its Application to the Quantum Mechanics of Atomic Spectra，1931年）让群论被更多人所了解。此时维格纳已经在物理学界受到广泛的注意。1930年，普林斯顿大学邀请维格纳作一年的学术访问，当时也一起邀请了数学家冯·诺伊曼。在这之前两人就已经合作了三篇文章。他们分别把名字改成尤金和约翰。一年过后，普林斯顿大学提供了一份为期五年的合约，一年中半年的时间在普林斯顿做学术研究。在这期间纳粹在德国迅速崛起。1934年，维格纳将他的妹妹曼琪（Manci）介绍给了物理学家保罗·狄拉克。曼琪在1937年嫁给了狄拉克。1936合约到期后，普林斯顿并未继续聘用维格纳。经由介绍，他在威斯康辛大学找到新的职位，并在那认识了他的第一任妻子爱蜜莉亚·法兰克（Amelia Frank）。爱蜜莉亚是威斯康辛大学物理系的学生，然而她却在1937年匆匆离开人世。伤心的维格纳在1938年回到普林斯顿任职。维格纳于1937年归化美国籍，并将双亲带到美国定居。1939年8月2日，维格纳将利奥·西拉德介绍给爱因斯坦，促成了历史上知名的爱因斯坦—西拉德信。这封写给美国总统罗斯福的信件促使美国启动研发原子弹的曼哈顿计划。1941年7月4日，维格纳和他的第二任妻子玛丽·安妮特·惠勒（Mary Annette Wheeler）结婚。玛丽是瓦萨学院的物理学教授，1932年毕业于耶鲁大学。他们的婚姻一直到玛丽于1977年过世。两人育有两个孩子。曼哈顿计划期间维格纳领导了一个团队，成员包括阿尔文·温伯格、凯瑟琳·威、盖尔·杨、和爱德华·库洛伊兹（英语：Edward Creutz）。他们的任务是设计让铀产生衰变的核子反应堆。在当时，反应堆设计还只停留于于纸上作业，从未真正被建造出来。1942年7月，维格纳选择了具有石墨中子减速剂和水冷系统的设计。 1942年12月2日，位于芝加哥大学原子反应堆芝加哥1号堆成功进行了历史上第一次人为的核连锁反应，维格纳也参与了这次的实验。维格纳未曾后悔投入曼哈顿计划，有时甚至希望原子弹能早一年被创造出来。1945年维格纳接受了克林顿实验室（现在的橡树岭国家实验室）的研究指导一职。当1947年新成立的美国原子能委员会接掌实验室的营运后，维格纳忧心许多技术决定都将取决于华府。 他也看见战争时期作为警卫的军队仍持续著驻守，作为“爱管闲事的监督”干扰著研究。 有感于被边缘化的角色，维格纳在1947年离开橡树岭回到普林斯顿大学。在这之后的许多年里他仍担任顾问。 在战后维格纳服务于许多政府机构，包括1947到1951年于国家标准技术研究所、1951到1954年于美国国家科学研究委员会数学部门、国家科学基金会物理部门、以及1952到1957年和1959到1964年于美国原子能委员会中的顾问委员会。1963年，维格纳获颁诺贝尔物理学奖。他个人声称从未预料到会获奖：“我从没料想到我会在没做坏事的情况下登上报纸。”在此之前他也获得了1958年的恩里科·费米奖，以及之后获得1969年的美国国家科学奖章。1968年出席了约西亚·吉布斯讲座。1992年，以九十岁的高龄，与传记作家安德鲁·史詹顿（英语：Andrew Szanton）合作出版了传记《乱世学人——维格纳自传》（The Recollections of Eugene P. Wigner）。三年后维格纳在新泽西州普林斯顿过世。1901年：伦琴 / 1902年：洛伦兹、塞曼 / 1903年：贝克勒、皮埃尔·居里、玛丽·居里 / 1904年：瑞利 / 1905年：菲利普·莱纳德 / 1906年：汤姆孙 / 1907年：迈克耳孙 / 1908年：李普曼 / 1909年：马可尼、布劳恩 / 1910年：范德瓦耳斯 / 1911年：维恩 / 1912年：达伦 / 1913年：昂内斯 / 1914年：劳厄 / 1915年：劳伦斯·布拉格、亨利·布拉格 / 1917年：巴克拉 / 1918年：普朗克 / 1919年：施塔克 / 1920年：纪尧姆 / 1921年：爱因斯坦 / 1922年：玻尔 / 1923年：密立根 / 1924年：西格巴恩 / 1925年：弗兰克、赫兹1926年：让·佩兰 / 1927年：康普顿、威耳逊 / 1928年：理查森 / 1929年：德布罗意 / 1930年：拉曼 / 1932年：海森堡 / 1933年：薛定谔、狄拉克 / 1935年：查德威克 / 1936年：赫斯、安德森 / 1937年：戴维孙、汤姆孙 / 1938年：费米 / 1939年：劳伦斯 / 1943年：施特恩 / 1944年：拉比 / 1945年：泡利 / 1946年：布里奇曼 / 1947年：阿普尔顿 / 1948年：布莱克特 / 1949年：汤川秀树 / 1950年：鲍威尔1951年：考克饶夫、沃尔顿 / 1952年：布洛赫、珀塞尔 / 1953年：泽尔尼克 / 1954年：玻恩、博特 / 1955年：兰姆、库施 / 1956年：肖克利、巴丁、布拉顿 / 1957年：杨振宁、李政道 / 1958年：切连科夫、弗兰克、塔姆 / 1959年：塞格雷、张伯伦 / 1960年：格拉泽 / 1961年：霍夫施塔特、穆斯堡尔 / 1962年：朗道 / 1963年：维格纳、梅耶、延森 / 1964年：汤斯、巴索夫、普罗霍罗夫 / 1965年：朝永振一郎、施温格、费曼 / 1966年：卡斯特勒 / 1967年：贝特 / 1968年：阿尔瓦雷茨 / 1969年：盖尔-曼 / 1970年：阿耳文、奈尔 / 1971年：伽博 / 1972年：巴丁、库珀、施里弗 / 1973年：江崎玲于奈、贾埃弗、约瑟夫森 / 1974年：赖尔、休伊什 / 1975年：玻尔、莫特森、雷恩沃特1976年：里克特、丁肇中 / 1977年：安德森、莫特、范扶累克 / 1978年：卡皮察、彭齐亚斯、威尔逊 / 1979年：格拉肖、萨拉姆、温伯格 / 1980年：克罗宁、菲奇 / 1981年：布隆伯根、肖洛、西格巴恩 / 1982年：威尔森 / 1983年：钱德拉塞卡、福勒 / 1984年：鲁比亚、范德梅尔 / 1985年：克利青 / 1986年：鲁斯卡、宾宁、罗雷尔 / 1987年：贝德诺尔茨、米勒 / 1988年：莱德曼、施瓦茨、施泰因贝格尔 / 1989年：拉姆齐、德默尔特、保罗 / 1990年：弗里德曼、肯德尔、泰勒 / 1991年：德热纳 / 1992年：夏帕克 / 1993年：赫尔斯、泰勒 / 1994年：布罗克豪斯、沙尔 / 1995年：佩尔、莱因斯 / 1996年：李、奥谢罗夫、理查森 / 1997年：朱棣文、科昂-唐努德日、菲利普斯 / 1998年：劳夫林、施特默、崔琦 / 1999年：胡夫特、韦尔特曼 / 2000年：阿尔费罗夫、克勒默、基尔比2001年：康奈尔、克特勒、威曼 / 2002年：戴维斯、小柴昌俊、贾科尼 / 2003年：阿布里科索夫、金兹堡、莱格特 / 2004年：格娄斯、波利策、韦尔切克 / 2005年：格劳伯、霍尔、亨施 / 2006年：马瑟、斯穆特 / 2007年：费尔、格林贝格 / 2008年：南部阳一郎、小林诚、益川敏英 / 2009年：史密斯、博伊尔、高锟 / 2010年：海姆、诺沃肖洛夫 / 2011年：珀尔马特、施密特、里斯 / 2012年：阿罗什、瓦恩兰 / 2013年：恩格勒、希格斯 / 2014年：赤崎勇、天野浩、中村修二 / 2015年：梶田隆章、麦克唐纳 / 2016年：索利斯、霍尔丹、科斯特利茨 / 2017年：魏斯、巴里什、索恩 / 2018年：阿什金、穆鲁、斯特里克兰 / 2019年：皮布尔斯、奎洛兹、麦耶