罗伯特·奥本海默--美国原子弹之父
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原子弹之父:成功与衰落的双重奏
奥本海默,被誉为“原子弹之父”,是一位美国理论物理学家,他在第二次世界大战期间领导了曼哈顿计划,研制出了用于轰炸广岛和长崎的首批核武器。
他的成功和衰落都与这一角色紧密相关。
成功:
奥本海默的成功主要来自于他在物理学领域的卓越贡献,特别是在原子弹的研制方面。
他的领导力和专业知识使得美国在二战末期成功研制出了原子弹,并对日本进行了投放,从而结束了战争。
这一成就使得奥本海默被誉为“原子弹之父”,也使他在全球范围内赢得了声誉和荣誉。
此外,奥本海默的成功还体现在他对科学的热爱和追求上。
他一生都在致力于科学研究,为人类社会的进步做出了巨大贡献。
他的才华和决心使得他在物理学领域取得了卓越的成就,也为后人树立了一个伟大的榜样。
衰落:
然而,奥本海默的衰落也同样引人注目。
在原子弹研制成功后,他开始对自己的创造深感内疚和痛苦。
他意识到自己的发明可能带来的破坏和死亡,这使他陷入了深深的心理困境。
此外,奥本海默还受到了来自政府和军方的压力。
由于他的亲友中有共产党员,他被质疑立场和忠诚,甚至被贴上了国家叛徒的标签。
他的安全特许权被剥夺,无法再接触美国原子弹的最先进、最尖端的科研工作。
这一系列的打击使得奥本海默的精神状态每况愈下,他的生活也变得越来越艰难。
总的来说,奥本海默的成功和衰落都是与原子弹的研制和使用紧密相关的。
他的成功为他带来了声誉和荣誉,但同时也为他带来了深深的痛苦和困扰。
他的衰落则主要来自于他对自己的发明所带来的后果的反思,以及来自政府和军方的压力。
关于奥本海默到底是个怎样的人奥本海默到底是个怎样的人945年7月16日凌晨5点30分,美国新墨西哥州三一实验场30多公里之外的地方,物理学家罗伯特·奥本海默看见了他此生从未见过的壮观景象:地平线上,一道巨大的白光闪过,渐渐地,白光变成了耀眼的黄橙色的火球,夹杂着火焰和黑色尘埃,不断向上翻滚。
后来,奥本海默回忆,在那个场景下,他心中闪现出的是印度经典作品《薄伽梵歌》中的句子:“现在我成了死神,世界的毁灭者。
”这是克里斯托弗·诺兰执导的新电影《奥本海默》中的一个场面,它记录了“美国原子弹之父”奥本海默一生中最重要的时刻,也就是世界上第一颗原子弹试爆时的场景。
《奥本海默》将于2023年8月30日在中国上映。
也是在8月底,这部电影的灵感来源,《奥本海默传:美国“原子弹之父”的胜利与悲剧》(以下简称《奥本海默传》)的中文版也同时面世。
8月26日,《奥本海默传》的作者之一,美国作家凯·伯德接受《中国新闻周刊》采访时,对电影《奥本海默》给予了很高的评价。
他说,这部电影“是伟大的艺术成就,也精准地承载了那段历史”。
在伯德眼中,奥本海默的整个人生,是一个极尽复杂的故事。
《奥本海默》故事背景介绍1.奥本海默1904年出生在美国,是德国犹太人后裔。
2.奥本海默毕业于美国哈佛大学,然后在1924-1927年先后在英国的剑桥大学和德国的哥廷根大学留学,在德国的时候师从著名的物理学大师玻恩。
3.1938年,两位德国物理学家成功验证了核裂变,成为当时物理学界最大的新闻。
这条新闻之所以那么轰动,是有时代背景的,因为当时的世界局势已经很紧张,世界大战一触即发。
而物理学家们一看到核裂变所释放出的巨大能量都能秒懂这玩意可以做炸弹,用于军事。
4.1939年,德国对波兰进行了突袭,引发了第二次世界大战,从此世界被划分为法西斯阵营和反法西斯同盟。
人类被迫分裂为两个对立的阵营,彼此展开战争。
许多师生、同学和校友不得不成为敌人。
核弹是爱因斯坦发明的吗
不是的,原子弹的发明则是爱因斯坦质能方程理论验证。
世界第一颗原子弹是1945年8月6日上午8时15分17秒美国在日本广岛投下的,由此世人知道了这种核武器的巨大恐怖威力。
这颗原子弹是美国曼哈顿计划研制出来的,这个计划的首席科学家是罗伯特·奥本海默。
因此,罗伯特·奥本海默被称为原子弹之父。
但一些人常常认为爱因斯坦才是原子弹之父,其实这是错误的。
但爱因斯坦却当之无愧的是发现质能转换奥秘的第一人,因此是人类核能利用的先驱。
质能方程
质能方程即描述质量与能量之间的当量关系的方程。
在经典物理学中,质量和能量是两个完全不同的概念,它们之间没有确定的当量关系,一定质量的物体可以具有不同的能量;能量概念也比较局限,力学中有动能、势能等。
在狭义相对论中,能量概念有了推广,质量和能量有确定的当量关系,物体的质量为m,则相应的能量为E=mc²。
奥本海默作者:林奕峰来源:《七彩语文·画刊》2016年第01期罗伯特·奥本海默(1904年4月-1967年2月),美国犹太裔物理学家,曼哈顿计划*的领导者,1945年主导制造出世界上第一颗原子弹,被誉为“原子弹之父”。
十二岁的高级学者1.1916年初夏的一天,一辆黑色福特牌小轿车从纽约哈德逊海边的住宅区开出,“嘎”的一声停在一座有着圆形门柱的大楼——纽约矿物俱乐部门前。
2.一对中年男女从轿车中走了出来,男的身穿燕尾服,头戴大礼帽,女的穿着连衣裙。
一个男孩从轿车车窗里探出头来,用一双稚气的大眼睛打探着外面的世界。
可是,先生,今天这里举行的是庄严的学术会议,由高级学者演讲。
小孩子是不允许进去的!3.中年男子拿出两张听讲证,给守门人过目。
守门人一边有礼貌地接过,一边看了看站在他们中间的小男孩。
*曼哈顿计划:1942年到1946年之间,为了先于纳粹德国制造出原子弹,美国联合英国、加拿大一起做研究,制造原子弹,加强了反法西斯同盟的军事实力。
4.原来,12岁的奥本海默从小就特别好学,喜欢收集和研究各种岩石标本。
在父母的鼓励下,他常与全国各地的矿物研究者通信。
这是我的儿子奥本海默,他就是被邀请来为今天的学术会议演讲的人。
5.由于奥本海默平常写文章学术水平很高,因此矿物俱乐部给他发了邀请书。
开始奥本海默不肯去,毕竟年纪太小,有点胆怯;但父亲鼓励他认真准备,勇敢地去作演讲报告。
6. 就这样,12岁的奥本海默便面对着全国的矿物科学家和学者,作了《曼哈顿岛上的基岩》专题演讲。
这篇科学报告震惊了美国学术界。
老师,伟人1.奥本海默在德国哥廷根大学获得博士学位后,回到美国任教。
他不辞辛苦地改革课程,让学生尽快进入研究领域,而且他从不安排期末考试或小测验。
2.他的课程没有指定的课本,学生们需要自己查找资料解决问题。
3.课堂上,如果学生想提问,可以随时打断奥本海默,也总能得到详细的回答。
奥本海默允许学生随时到他私人的图书室里借阅书籍。
电影奥本海默剧情介绍电影奥本海默剧情内容介绍影片以美国“原子弹之父”罗伯特·奥本海默为主角,精心描绘了他制造出世界上第一颗原子弹的历程。
电影细致描绘了奥本海默的个性和生活,展现他在科学、道德等多重领域中的挑战和抉择。
在研制原子弹的过程中,奥本海默不仅要面对科学技术的挑战,还要投身各种角逐和周旋。
电影《奥本海默》创作背景电影《信条》杀青之后,演员罗伯特·帕丁森送给导演诺兰一本由凯·伯德和马丁·舍温共同撰写的《奥本海默传》。
书中描写了奥本海默大量的私密往事,以及他对原子弹的复杂态度,这些都唤起了诺兰在青少年时期的记忆。
彼时正值世界核裁军运动,诺兰最早获知核战争的巨大威胁,便是在那个时候。
他顺着《奥本海默传》中细密的内心纹理,发现这位复杂的科学家,和自己电影里的那些男主角惊人相似。
这让诺兰下定决心,改编这部人物传记。
诺兰使用第一人称写作方式编写剧本,源于在读过本片原著后,他不希望马上跳入编剧的角色,而是想尝试用第一视角去尝试尝试在角色们的世界中去生活。
对于每一位都贡献出精彩表演的星光熠熠的演员阵容,诺兰坦言其实没有特别的指导技巧,他和演员在现场进行大量的讨论、演员们也做足充分的准备。
奥本海默电影演员表基里安·墨菲饰罗伯特·奥本海默备注美籍犹太裔物理学家、曼哈顿计划领导者艾米莉·布朗特饰凯瑟琳·奥本海默备注奥本海默的妻子,生物学家马特·达蒙饰莱斯利·理查德·格罗夫斯备注美国陆军中将,曼哈顿工程区司令小罗伯特·唐尼饰刘易斯·斯特劳斯备注美国原子能委员会主席弗洛伦丝·皮尤饰琼·塔特洛克备注美国精神病学家,奥本海默的前女友本·萨弗迪饰爱德华·泰勒备注氢弹之父,曼哈顿计划的早期成员乔什·哈奈特饰欧内斯特·劳伦斯备注美国物理学家、诺贝尔物理学奖得主拉米·马雷克饰大卫·希尔戴恩·德哈恩饰肯尼斯·尼科尔斯杰克·奎德饰理查德·费曼备注美籍犹太裔物理学家、诺贝尔物理奖获得者奥本海默电影票房截止9月4日,该片全球票房已经达到7.8亿美元,超越了去年备受关注的好莱坞大片《新蝙蝠侠》。
曼哈顿计划的领导者是谁曼哈顿计划是美国在1942年6月开始进行的一项绝密的工程。
曼哈顿计划耗资20多亿,历时三年,经过6000多名优秀人员的努力才将此工程完成。
然而,一个计划要能成功的完成,肯定也离不开优秀的领导者。
那么,曼哈顿计划的领导者是谁呢?就让小编来告诉你吧!曼哈顿计划的领导者曼哈顿计划的领导者就是历史上著名的物理学家罗伯特·奥本海默,他是美国犹太人。
奥本海默出生于美国纽约的一个富裕的家庭,他的母亲是一位非常有名的画家,可以说,对奥本海默的一生影响最大的就是他的母亲,他的母亲经常鼓励他认真的观察和学习艺术。
然而,不幸的是,他的母亲在他七岁的时候就去世了。
而奥本海默并没有为此放弃自己的理想,他努力的学习着。
奥本海默于1925年毕业于哈佛大学,以后又在剑桥大学深造。
之后,又去了德国著名的大学学习,他在大学期间一直在学习物理学。
而且奥本海默在此期间他还获得过很多奖项。
奥本海默于1929年回到美国,最后在美国两所著名的大学当教授。
终于,他在1942年被选入一个物理学的团体,继而从事着与原子弹有关的工作。
然而,由于奥本海默的才能以及他在物理学方面高深的造诣,最终被选入曼哈顿计划的参与者之中,最后,奥本海默直接成为了曼哈顿计划的主要领导者。
计划成功后,奥本海默被称为美国的“原子弹之父”。
曼哈顿计划的目的其实曼哈顿计划最主要的目的就是通过制造出实用性的原子弹,以及通过对核爆炸的深入研究,用来阻止德国纳粹的计划。
因为在第二次世界大战期间,德国纳粹与欧洲各国为敌,想要称霸世界。
而且德国纳粹制定了一个关于原子弹以及核武器研究的计划,只要这个计划成功,就能用来对付欧洲各国,从而导致世界的毁灭。
而当这个消息被欧洲各国知道以后,美国就决定制造实用性原子弹以及核武器,因而,就有了著名的曼哈顿计划。
而在奥本海默的带领下,2000多名文职人员,以及3000多名军事学家,还有1000多名科学家共同经过三年的努力,完成了这个伟大的计划,在1946年7月12日,核爆炸实验成功,两颗实用性的原子弹也成功的制造出来了。
电影《奥本海默》到底讲了什么故事 电影《奥本海默》到底讲了什么故事 《奥本海默》是一部关于诺贝尔物理学奖得主罗伯特·奥本海默的电影,影片主要讲述了他在1940年代初期参与研制原子弹的“曼哈顿计划”的故事。所以这是内地电影市场比较少见的大制作的传记电影。早前很多传记电影都是中小成本的小众电影,而《奥本海默》则是用了顶尖商业片的规格去拍摄。
故事背景设定在第二次世界大战期间,美国政府决定加入战争,并启动了名为“曼哈顿计划”的秘密计划,旨在研制出一种新的武器——原子弹。奥本海默作为世界上最杰出的理论物理学家之一,被邀请加入该计划,并领导研究团队。
在计划执行期间,奥本海默面临了各种挑战和困难,包括与政府官员、军队领导以及其他科学家之间的矛盾,以及实验室内部的种种问题。他不断努力,试图找到一种可行的方案来实现制造原子弹的目标。
最终,在1945年,奥本海默成功地在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯实验室制造出了第一批原子弹。然而,在原子弹被投放到日本广岛和长崎之后,奥本海默深感内疚和悔恨,因为他意识到这种新型武器的发明可能会导致不可挽回的后果。
《奥本海默》导演是谁 《奥本海默》的导演是大名鼎鼎的克里斯托弗·诺兰,作为一部非常有想法的导演,诺兰以往在《星际穿越》、《盗梦空间》、《敦刻尔克》等电影里都展现了他独特的电影构思,在主题表达和结构铺排上带给大家耳目一新的感觉,每次有新作品问世,都会让影迷们十分期待,并想要第一时间走进影院先睹为快。
《奥本海默》电影原型人物是谁 朱利叶斯·罗伯特·奥本海默 美国理论物理学家。他在第二战期间的曼哈顿计划中担任洛斯阿拉莫斯国家实验室的主任(当时该实验室负责核武器设计研发),也就是核武器研发技术负责人,因此奥本海默也被公认为“原子弹之父”。本片就是围绕他的人生,尤其是在曼哈顿计划中主持核武研发的过程、三位一体核实验、以及战后作为美国原子能委员会顾问因其左翼思想倾向而引发的安全听证会,通过这些焦点,来映射出他颇具宿命论色彩的人生路途。
原子弹之父奥本海默与“曼哈顿计划”原子弹之父奥本海默与“曼哈顿计划”罗伯特·奥本海默(J. Robert Oppenheimer,公元1904至1967年),美国犹太人物理学家,“曼哈顿计划”的主要领导者之一,被称为美国“原子弹之父”。
奥本海默出生于美国纽约一个家境富裕的犹太人家庭。
母亲是一个天才画家,她鼓励奥本海默接触艺术和文学,却在奥本海默九岁时去世。
奥本海默是早慧的天才,三年读完大学,1925年毕业于哈佛大学,以哈佛大学荣誉学生的身份毕业。
随后到英国剑桥大学深造,开始攻读理论物理,加入到著名的卡文迪许实验室,1926年,转到德国哥廷根大学,跟随波恩(M. Born,1882-1970)作科学研究,1927年以量子力学论文获德国格丁根大学博士学位。
接下来的两年,他在瑞士的苏黎克(Zürich)和荷兰的莱登(Leiden)作进一步的研究。
1929年夏天,奥本海默回到美国,不幸感染了肺结核,在新墨西哥州洛塞勒摩斯(Los Alamos)镇附近的一个农场上养病。
后来他在柏克莱大学和加利福尼亚大学任教。
奥本海默的研究范围很广,从天文、宇宙射线、原子核、量子电动力学到基本粒子。
他有辩才,长于组织管理能力,精通八种语言,尤爱读梵文《薄伽梵歌》经典,为此自修梵文。
1940年,他跟生物学家凯塞琳·哈利生(Katherine Harrison)结婚。
1942年,奥本海默入选一个物理学家团体,评估制造原子弹的可能性。
主持美国政府这个“曼哈顿计划”的戈罗夫斯将军(Gen. Leslie R. Groves)深为奥本海默的思想和才华所吸引,他不顾监督“曼哈顿计划”的一些安全官员的反对,将奥本海默任命为洛斯·阿拉莫斯实验室(the Los Alamos Scientific Laboratory)的主任。
《奥本海默》电影剧情详细介绍奥本海默作为一部二战题材传记电影,讲述了原子弹之父的相关故事,大家知道这部电影具体讲述的故事是什么吗?其中关于电影《奥本海默》剧情介绍无疑是最近大家最关注的,今天我们就一起来讨论讨论。
“《奥本海默》电影剧情详细介绍”是小编为大家提供的,不妨参考一下,希望你喜欢!《奥本海默》电影剧情详细介绍电影《奥本海默》讲述了美国“原子弹之父”罗伯特·奥本海默主导制造出世界上第一颗原子弹的故事。
影片介绍了这位理论物理学家在曼哈顿计划中的角色。
在1942年至1946年的第二次世界大战期间,美国主导了一项研发计划,生产了第一枚核武器。
该项目的基础最初是由富兰克林·德拉诺·罗斯福总统在1939年成立的,以回应对为阿道夫·希特勒工作的科学家正在研究他们自己的核武器的担忧。
一个由科学家和军事官员组成的小组负责调查铀作为武器的潜力。
该小组后来在1941年被命名为科学研究与发展办公室(OSRD)。
1941年12月偷袭珍珠港后,美国加入了同盟国的战争行动,该计划正式演变为由陆军工兵部队中将莱斯利·格罗夫斯领导的军事行动。
1943年,奥本海默被任命为新墨西哥州洛斯阿拉莫斯实验室的主任,真正的炸弹就是在那里设计的。
这个综合体——在其创建期间也被称为Y计划——是第一个曼哈顿计划炸弹的制造和测试地。
1945年7月16日,曼哈顿计划在新墨西哥州的白沙试验场进行了核武器的第一次爆炸,这是特尼狄试验的一部分。
这两枚旨在结束第二次世界大战的原子弹,后来分别于1945年8月6日和8月9日被用于对日本广岛和长崎的毁灭性袭击。
两枚炸弹造成超过10万人死亡,两座城市被夷为平地。
二十年后,在1965年的一次电视采访中,奥本海默反思了特尼狄试验。
他说:“我们知道世界将会大不相同。
有几个人笑了。
有几个人哭了。
大多数人都保持沉默。
”“我想起了印度经文《薄伽梵歌》中的一句话;毗湿奴试图说服王子履行他的职责,为了让他印象深刻,他变成了多臂的形态,说‘Now I am become Death,the destroyer of worlds’。
1 罗伯特·奥本海默 美国原子弹之父 摘 要:奥本海默是世界著名的理论物理学家,本文通过他在量子力学、黑洞理论方面所作的贡献,及其他对20世纪30年代美国物理学的迅速崛起所起的作用,来展现作为杰出理论物理学家的形象;他成功地领导了美国第一颗原子弹的研制工作,却竭力阻止氢弹研制而酿成著名的“奥本海默案件”;进一步揭示了科学给科学家所带来的“自豪与道德”之间的良心冲突. 关键词:奥本海默,量子力学,黑洞概念,曼哈顿计划,奥本海默案件
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1000-010812
罗伯特·奥本海默(Robort Oppenheimer),是20世纪美国著名的理论物理学先驱,年轻时,就为早期量子力学的发展做出了开创性的贡献,并显示出非凡的才能;三十多岁时,就在伯克利创立了美国历史上从未有过的庞大的理论物理学学派,为美国物理学的迅速崛起留下了个人深刻的印记,使他当之无愧地进入世界著名的十大理论物理学家之列.他领导着“史无前例的最庞大的科学家组织”,研制成功世界上第一颗原子弹,为他获得了“原子弹之父”的美誉.二次大战后,他积极倡导原子弹的国际控制,竭力阻止美国研制氢弹,从而酿成了著名的“奥本海默案件”.同时,他还是一位极具性格魅力的演讲者,他用独特的表达方式阐明自己的真知灼见.他担任普林斯顿高等研究院院长长达19年之久,为保持普林斯顿世界瞩目的明星地位作出了不可磨灭的贡献.
1 伟人的初期经历
罗伯特·奥本海默(Robort Oppenheimer 1904—1967)祖籍是德国犹太人,后移居美国,1904年4月22日,奥本海默出生在美国纽约一个富有的家庭,这个家庭己摒弃了传统的文化和宗教,并致力于成为美国富豪.他的父亲朱利叶斯·奥本海默(Julius Opperheimer)是美国有名的企业家,并喜欢建筑、绘画和音乐;母亲埃拉(Ella)是一位颇有天赋的画家,曾留学巴黎.她那惊人的美貌、高雅而又有点忧伤的性格,对奥本海默后来的性格形成产生了不可忽视的影响. 童年的奥本海默就读于纽约伦理文化学校;该校推崇高水平的学术标准和自由的观点.奥本海默开始广泛地阅读从矿物学到柏拉图的大量书籍.他特别喜欢爱略特(T.S.Eliot)的离群索居的、忧伤的作品.并同时开始收集大量五颜六色、形状各异的岩石标本.在小学五年级时,美国自然历史博物馆馆长就接受他为自己的学生,12岁时就被邀请到矿物俱乐部去作学术报告.少年的奥本海默受到全面正规的训练,通过他的勤奋努力,使他轻而易举地成为全校有名的高材生. 1922年,奥本海默进入哈佛大学学习化学,除了在化学课上名列前茅外,他还在物理、东方哲学、古希腊文和拉丁文以及建筑学等方面颇为杰出,他还仿效母亲学习绘画和创作先锋派诗歌,当他进入三年级时遇到了导师柏席·布里奇曼(Percy Bridgman),布里奇曼是一名优秀的教师.他计划使用压力法制造出第一批人造钻石,后来因在高压物理学方面的研究而获得了1946年度诺贝尔物理学奖.布里奇曼除了具有优雅的性情和富有魅力的气质外,还具有广泛的知识面,他对科学哲学的理解深深地吸引了奥本海默,布里奇曼认为,“如果不能明确地指出一个概念是如何被应用于具体情形的话,我们就不了解这个概念的真正含义”;布里奇曼所提出的哲学问题以及它们对于科学实践的意义给奥本海默留下了很深的印象;他所提出的操作主义(operationalism)而使他名垂青史.布里奇曼的这种思想与最新的维特根斯坦(Wittgenstein)哲学和逻辑实证主义哲学十分吻合.布里奇曼的思想似乎融合了奥本海默生活的两个方面——文化和科学.这促使奥本海默立志把物理学作为自己一生为之奋斗的目标.他回忆说:“在哈佛是我一生中最兴奋的时代,我确实有机会学习,我爱她,并且我的理性激情开始在这里觉醒.”
2 游学欧洲
正在这一时期,原子物理和量子理论取得了突破性的进展,世界各国的一些著名大学、研究所纷纷传出了物 2
理学家们探索原子世界取得重大进展的消息,微观世界的奥秘深深地吸引了奥本海默,他坚信自己能在这一领域大有作为. 1925年,奥本海默用三年时间修完四年课程,并以最优异的成绩从哈佛毕业.奥本海默带着他的导师布里奇曼的推荐信准备去世界著名的科学中心英国剑桥卡文迪许实验室学习.推荐信中写道:“奥本海默具有十分惊人的吸引力,他在研究问题的许多方面表现出处理上的高度创造性和高超的数学才能,他的思想是分析型的而不是物理型的,他的弱点在实验方面,如果他能在这方面接受到好的训练必将取得非凡的成功”.在剑桥,奥本海默希望能成为欧内斯特·卢瑟福(E.Ruttbborford)的学生,这位曼彻斯特的物理学家1919年到剑桥接替的J.J汤姆逊(J.J.Thomson)领导卡文迪许实验室,卢瑟福对布里奇曼的信并不重视,而且也没有收下奥本海默,但年迈的J.J汤姆逊在卡文迪许实验室破例收下他,奥本海默惊奇地发现:“剑桥在实验方面确实是世界物理学中心,这里的学术水准能一下子挖走哈佛所有的人”. 在剑桥,奥本海默结识了比他大两岁的保罗·狄拉克(P.Dirac),狄拉克有着和奥本海默相似的孤僻性格,喜欢躲在圣约翰学院的一幢不起眼的四方院里工作,且奥本海默有着卓越的思想,他们两人从一开始就十分投缘.此时,狄拉克刚刚23岁,他已经开始正在经历着复杂转变的量子理论方面从事重要工作.奥本海默只有21岁,正处于雄心勃勃、跃跃欲试的年龄,认识狄拉克的时候,奥本海默正在加紧学习意大利语以便能够阅读原文的但丁(Dante)作品,狄拉克对奥本海默能使诗歌与物理学并行不悖深感惊讶. 1925年,德国天才物理学家海森伯(W.Heisenberg)认为:“没有必要讨论一个看不见的电子轨道环绕着一个看不见的原子.如果它们是看不见的,那么它们就是没有意义的.”被测量的物质被认为是波还是粒子并不重要,测量的结果取决于它们是如何进行的.这个见解十分精辟,但是怎样才能用一种有效的方式表达这些测量结果呢?海森伯的工作受到了哥廷根大学的物理学教授玻恩(Max Born)的关注.玻恩建议可以通过矩阵形的数字行与列进行测量.然后应用矩阵理论就可以预测物理变量的值和不同能量状态的数学概率.事实证明这些矩形的数字行与列比原子的“图形”更有用,使量子力学可以用与古典力学相似的方式进行预测.奥地利物理学家薛定谔(E.Schrödinger)却认为:这充满数学复杂性的理论,可以用图形来说明物质世界的任何一个方面.到1925年底他提出了一种新的量子理论,形象地形容粒子具有相关的波.该粒子的特性可以从它的既像粒子又像波的本质中得出.1926年年中,狄拉克提出了第三种理论:“量子变换论.”该理论显示矩阵力学和波动力学实际上在数学上是等同的. 奥本海默依靠广泛的知识阅历和敏锐的物理头脑掌握着最复杂的概念,并开始潜心钻研量子理论的最新发现,同时经常与狄拉克进行交流.到1925年5月,奥本海默已经发表了一系列论文,他描述了量子隧道效应,写成了《论旋震光带的量子理论》和《论二体问题的量子理论》两篇重要论文在剑桥著名的杂志《哲学会刊》上发表,奥本海默开始在这一领域展露头角. 这些文章给马克斯·玻恩留下了深刻的印象,1926年,受马克斯·玻恩之邀,奥本海默转赴德国科学中心哥廷根大学.在哥廷根大学,奥本海默理论物理学水平得到了长足的提高,并大大地开拓了量子力学的疆界,他杰出的博士论文《论连续光谱的量子理论》,在权威性的德文《物理杂志》上发表,玻恩给出了高度的赞扬.同时,奥本海默与玻恩一起合作研究出分子的量子理论,他对分子的量子性质给出了恰当的描述,这一方法被公认为“玻恩—奥本海默计算法”,这是一项重要而持久的贡献.在哥廷根,奥本海默得以与尼尔斯·玻尔、海森伯和费米等人进行切磋,他猛然意识到自己已与巨人们并肩同行.量子力学是一门崭新的、日新月异的学科,任何能掌握其复杂性并熟知其最新发展的人都可能有所成就.在1926-1929年间,他发表了16篇量子力学方面的文章(包括6篇用德文写的文章),做出了几项重要贡献.其中“玻恩—奥本海默近似法”时至今日依然是量子力学的中心概念之一. 1927年,奥本海默以优异的成绩获得哥廷根大学博士学位,然后他游历欧洲的主要研究中心和拜访理论物理学界的名流,他到荷兰的莱顿和厄任菲斯特(Paul Ehrenfest)接下了深厚的友谊;同时在苏黎世工业大学和伟大的量子理论权威泡利(Wolfgang Pauli)共同探讨量子理论的最新问题.
3 创建学派
1929年,奥本海默回到美国,哈佛向他提供了工作,在帕萨迪纳新成立的生气勃勃的加州理工学院也为他提供工作,但伯克利的加州大学却特别引起他的兴趣.罗伯特·奥本海默早在欧洲研究时就告诉他的一位朋友,他梦想在美国建立一个理论物理学的巨大学派,但此时美国在理论物理学方面是“一片荒漠”.回到美国后,他四处收罗人才,并同时在伯克利和加州理工学院两处任教,为培养美国下一代理论物理学家竭尽全力.奥本海默 3
是头脑最敏捷的人,具有铁的记忆力,才华横溢.由于他的学术水平和组织天才,在几年时间内,就使伯克利和加州在理论物理学方面形成了一个可以同哥廷根大学、剑桥大学和哥本哈根大学相媲美的庞大的理论物理学派,这一学派对美国理论物理学的发展产生了极为深远的影响. 奥本海默不但继续他的研究,同时还进行着富有成效的教学;这个高高瘦瘦的、有着冷冰冰的蓝眼睛、爱抽烟的人成了一位极具性格魁力的老师;他很快吸引了来自四面八方的学生.20世纪30年代,美国正陷入“经济大萧条”,大量的难民逃离欧洲日趋恶化的政治气氛到美国,他的学生有来自俄克拉何马森林的14岁的天才少年洛马尼兹(Rossi Lomanitz);有曾在犹他州做过卡车司机的哈特兰德·斯尼德(Hartland Snyder);有从达豪集中营逃出,在纽约当过港口工人的德国犹太人彼得斯(Bernard Peters);这些人以及许多其他人在他的启发和指导下都成了一流的物理学家.在与学生共处的过程中,奥本海默发现了自己身上从未发现过的领导素质,他曾受到的精英教育使他的思想独树一帜,并能在前沿引导着人们. 与此同时,他在量子力学方面的开创性贡献以及他与狄拉克和海森堡等人的友情,为他打开了许多友谊之门.在密歇根大学,他与费米(E.Fermi)讨论辐射问题;在哥伦比亚大学,他与匈牙利流亡科学家齐拉特(Leo Szilard)会面;在普林斯顿大学的高等研究院,他与爱因斯坦及来访的尼尔斯·玻尔相约.由于欧洲犹太科学家的精英纷纷逃离哥廷根和柏林,新成立的普林斯顿高等研究院迅速崛起而成为理论物理的研究中心.奥本海默的知识使他足以与专家们触膝对话.奥本海默不仅为理论物理竭尽辛劳,而且对各个领域都有广泛的兴趣,他从亚原子物理转向了宇宙论;1939年,与哈特兰德·斯尼德合作发表了题为“论持续的引力塌陷”的论文,这篇论文表明当光接近宇宙中的大的物体时会发生弯曲. 30年代后期,苏联理论物理学家列夫·朗道(D.Landau)曾经为恒星如何得到使自己发热的能量问题感到迷惑;他设计过一种机制,在恒星譬如太阳的中心,也许有一个尺度为十或二十公里,质量大约为太阳质量十分之一的中子星;而太阳的气体逐渐落到这个中子星上去,这种沉落会产生使太阳发热的热量.他自己思索并与合作者讨论中揣摩这些思想.由于朗道30年代早期在德国生活了很久,并在那里研究物理学,尽管他是一名犹太人,他仍然受到政府的怀疑,并被某些苏联物理学家控告为德国间谍.朗道急中生智,他把写好的一份手稿给哥本哈根的玻尔,其中包括太阳是由在它中心的中子核来维持发热的思想.他还附了一封信要求说,如果玻尔认为这是一个好思想,就请他转给《自然》发表.玻尔知道朗道是企图躲过牢狱之灾,并给苏联《消息报》写了一份热情洋溢的赞扬信,可惜不管用.朗道在监牢里待了一年而且几乎丧命. 在朗道系狱期间,奥本海默从朗道关于恒星获得热量来源的理论中发现了一个漏洞,并准备在《物理学评论》上发表了一篇文章把朗道的思想粉碎.但是他并不知道那篇文章是朗道企图用来逃避牢狱之灾的.这也成为奥本海默和他的学生哈特兰德·斯尼德获致黑洞理论努力的契机.奥本海默和斯尼德认为,当一个燃尽了的恒星在自身引力的作用下塌陷时,空间将以很深的曲度变弯,从恒星表面散发出来的光将会被折回恒星的内部,这样恒星内部发生的一切都与外边的世界隔绝开来,一种单向的“视界”将会形成,“视界”内部任何东西都无法逃脱它巨大的引力.按照爱因斯坦的广义相对论,时间是空间的一维,这就意味着同空间一样,时间也会在视界的另一侧消失“时空奇点”,无限的引力把一切都压缩到有限的密度;空间、时间和辐射都掉进“视界”里消失殆尽.奥本海默和斯尼德提出的爱因斯坦的磁场方程式的解,公然挑战了所有专家的宇宙论观点.这一理论直到20世纪60年代才被命名为“黑洞”,但奥本海默没有进一步考虑在视界之内恒星会发生什么问题;40年后,史蒂芬·霍金(S.Hawkins)把量子引力引入视界之内使这一工作变成极为有趣的问题.