1954 年诺贝尔物理学奖——波函数的统计解释和用符合法作出的发现
1954 年诺贝尔物理学奖的一半授予英国爱丁堡大学的德国物理学家玻恩（Max Born，1882—1970），以表彰他对量子力学的基础研究，特别是他对波函数所作的统计解释；另一半授予德国海德堡大学的博特（Walther Bothe，1891—1957），以表彰他提出了符合法和用这一方法作出的发现。
玻恩对量子理论的贡献
玻恩是著名的理论物理学家，量子力学的奠基人之一。从 1923 年开始，他致力于发展量子理论，年轻的海森伯当时是他的助教和合作者，1925 年海森伯天才地提出其“关于运动学和力学关系的量子理论”，玻恩当即看到海森伯理论的表达形式与矩阵代数相一致，随后他和海森伯、约旦合作发表了长篇论文，以严整的数学形式全面系统地阐明了海森伯的理论。
1926 年薛定谔以波函数为基础，提出与海森伯的矩阵力学等价的波动力学。薛定谔把波函数解释为描述物质波动性的某种振幅，用波群的运动来描述力学过程。在他的理论中，粒子不过是波集中在一起形成的波群，即所谓的波包。薛定谔的波动力学提出后，人们普遍感到困惑的是其中某些关键概念（例如波函数）的物理意义很不明确。
又是玻恩对薛定谔的波动力学作了重要补充，他在 1926 年 6 月发表题为《散射过程的量子力学》一文，指出：“迄今为止，海森伯创立的量子力学仅用于计算定态以及与跃迁相关的振幅”，但对于散射问题，则“在各种不同形式中，仅有薛定谔的形式看来能够胜任”。他在对两个自由粒子的散射问题进行计算后对波函数的物理意义作了探讨，指出：发现粒子的几率正比于波函数 ψ 的平方。只要把波函数作这样的诠释，散射结果就有明确的意义。由于有了玻恩的诠释，波动力学才为公众普遍接受。
玻恩在回忆他是怎样想出这一诠释时写道：“爱因斯坦的观点又一次引导了我。他曾经把光波振幅解释为光子出现的几率密度，从而使粒子（光量子或光子）和波的二象性成为可以理解的。这个观念马上可以推广到 ψ 函数上：ψ 必须是电子（或其他粒子）的几率密度。”可见，玻恩非常谦虚，他高度评价爱因斯坦在量子力学的发展中的作用，把自己看成是科学界中的一分子。
博特的符合计数法
和玻恩一起获得 1954 年诺贝尔物理学奖的是德国物理学家博特。博特的生涯以理论物理学开始，而以实验技术获诺贝尔物理学奖。他发明了符合法。这项实验技术用于盖革计数器，大大提高了计数的效率。盖革曾于 1908 年在和卢瑟福的合作中发明了一种计数管，可以直接记录带电粒子。当带电粒子，例如电子或 α 粒子穿过计数管时，计数管就会导电。计数管加上记录电路就组成计数器。博特 1924 年的革新就是用两个计数管这样连接，只有当两个计数管同时产生电离碰撞时计数器才会计数。这就叫符合计数法。
1924 年博特注意到玻尔、克拉默斯和斯莱特发表了一篇论文，论文对康普顿效应的实质提出一个新的观点，怀疑在光子与电子的相互作用中是否遵守严格的能量和动量守恒定律。他们认为，这两个定律在微观世界中也许只有统计意义。要对这一假设作出判断，只有靠实验。最有决定意义的实验是由博特和盖革在柏林做的。这个实验把符合法用于判断光子和电子在每次碰撞时是否像爱因斯坦和康普顿所假设的那样，都遵守能量守恒定律和动量守恒定律，抑或这些规律仅仅对统计平均才有效，像玻尔及其合作者猜想的那样。博特和盖革考察了单个康普顿碰撞，利用这些计数器研究散射 X 射线光子和反冲电子之间是否符合。他们的实验直接揭示了反冲电子与散射 X 射线光子确实是同时出现的，并且确实遵守两个守恒定律的要求。他们记录了 66 次在 0.001 s 内的符合，并且根据这些记录得出结论：对于每个单独的碰撞，这些守恒定律都是有效的。这一实验对于量子力学的发展具有深远意义。
后来符合法在宇宙射线的研究中得到了广泛应用。为了探讨方向效应，把若干计数管沿一共同轴线一字摆开，以符合法连接，就可形成一台望远镜，以检验狭窄锥体的区域内的宇宙辐射。各种材料对宇宙射线的吸收也可用符合法测量。在计数管之间插入一层材料，从符合数的减少即可测出这种材料对宇宙射线的吸收率。
获奖者简历
玻恩 1882 年 12 月 11 日出生于普鲁士的布雷斯劳（Breslau）。1901 年进入布雷斯劳大学，1905 年前后到格丁根大学听希耳伯特、闵可夫斯基等数学、物理学大师讲学，于 1907 年通过博士考试。1912 年受聘为格丁根大学无薪金讲师，同年与冯·卡门合作发表了《关于空间点阵的振动》的著名论文，从此开始了他以后几十年创立点阵理论的事业。他先后任柏林大学教授和法兰克福大学理论物理系主任，并于 1921 年接替德拜成为格丁根大学物理系主任。
1914—1919 年，玻恩在柏林时期，经常与爱因斯坦往来，并建立了终生的友谊。爱因斯坦从认识论的观点，始终拒绝接受量子力学的统计诠释作为客观世界的基本规律。《玻恩-爱因斯坦通信集》生动地记载了他们在这个问题上长达近 30 年的论战。
玻恩在 60 余年的学术生涯中发表论文 300 余篇，并出版了近 30 本著作。玻恩对他的合作者和学生一贯十分热诚和器重，给予他们很高的评价。在他的热情支持、鼓励和指导下，培育出许多杰出的物理学家。他在爱丁堡大学时期，先后有 4 位中国的研究生和合作者在他身边工作，其中有著名物理学家黄昆。
1933 年希特勒在德国掌权后，玻恩由于犹太血统关系被剥夺了教授职位和财产。他流亡到英国，在剑桥大学讲学一个时期后，于 1936 年接替 C.G.达尔文（C.G.Darwin）任爱丁堡大学教授，直到 1953 年退休。玻思退休后返回德国居住，仍继续进行了许多科学和写作活动，1970 年 1 月 5 日在格丁根逝世。
博特 1891 年 1 月 8 日出生于柏林附近的奥兰宁堡（Oranienburg）。他是商人的儿子，从 1908 年到 1912 年在柏林大学学习，1914 年从普朗克手中取得博士学位，论文题目是《反射、折射和色散的分子理论》。第一次世界大战期间博特在俄国被捕，被送往西伯利亚待了一年，在那里他继续研究数学，还学习了俄文。1920 年博特被送返德国，在柏林的帝国物理技术研究所（PTR）放射性实验室里工作。盖革对博特的影响可以从博特 1954 年的诺贝尔演讲词中读到。他说：“我认为我从盖革那里学到的主要经验是从大量有可能而又有用的实验中选出那些当前最迫切需要的实验，并以最简单的装置，即安装得非常有条理而且可以随意调整的装置来做这个实验。”
1932 年博特继勒纳担任海德堡大学的物理研究所所长，后来在 1934 年任海德堡的马克斯·普朗克医学研究所所长。1930 年博特和贝克（H.Becker）用从钋发出的 α 粒子轰击铍，探测到从铍发出的具有高穿透力的中性辐射，他们假设这是 γ 辐射。但在法国和英国对其吸收做了鉴别实验之后，查德威克于1932年证明这一辐射是由一种新粒子（即中子）组成。
在海德堡，博特经过许多困难获得了建造回旋加速器的经费。大战期间他从事铀和中子传输理论的研究。他成了德国核能利用的铀工程中走在最前头的科学家之一。20 世纪 50 年代初，博特又回到电子散射和宇宙射线，还研究了 β 和 γ 谱。
博特于 1957 年 8 月 2 日在海德堡去世。
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