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阿诺·索末菲

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'''阿诺德·索末菲''' ({{lang-de|'''Arnold Sommerfeld'''}}, {{bd|1868年|12月5日|1951年|4月26日|catIdx=S}}),全名'''Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld''',德国[[物理学家]],[[量子力学]]与[[原子物理学]]的开山始祖之一。他发现了[[精细结构常数]],一个关于[[电磁相互作用]]的很重要的常数。他也是一位杰出的老师,教导和培养了很多优秀的[[理论物理学|理论物理学家]]。

索末菲是目前为止教导过最多[[诺贝尔物理学奖]]得主的人,他首先提出第二量子数([[角量子数]])和第四量子数([[自旋|自旋量子数]]),并且提出[[精细结构常数]]和开创了X射线波动理论。

==学历==
索末菲的家乡,[[东普鲁士]]的[[柯尼斯堡]]有一所享负盛名的大学,[[柯尼斯堡大学]]。索末菲申请到在柯尼斯堡大学读书。他学习的是数学和自然科学。毕业后,他又继续攻读博士学位。数学家[[费迪南德·冯·林得曼]]是他的博士论文指导老师。而数学家[[阿道夫·贺维兹]]和[[大卫·希尔伯特]]及物理学家[[艾密·维谢]]({{lang|de|Emil Wiechert}})也让他受益良多。此外,他在参加德意志领邦同盟的学生联合会时脸上留下了因击剑造成的伤疤。索末菲在1891年(23岁)时取得博士学位。得到博士学位后,因为要领取教师证明,索末菲仍旧留在柯尼斯堡准备功课。1892 年,他顺利地通过了全国考试,获得教师证明。然后,他又进入军队服役,经过一年的训练,于 1893 年 9 月,完成兵役。但索末菲在服完兵役8年后又服了8週的自愿役。随著鬍子的出现、逐渐变好的体格及普鲁士人的举止和脸上因击剑造成的伤疤,他给人一种身为轻骑兵裡的上校的印象。

===哥廷根大学===
1893 年 10 月,索末菲幸运地靠著私人关系,进入德国的数学中心[[哥廷根大学]],成为 {{lang|de|Theodor Liebisch}} 教授在矿产学院的助理。{{lang|de|Theodor Liebisch}} 教授曾经在柯尼斯堡大学教过书,是索末菲家庭的老朋友。

1894 年 9 月,索末菲成为数学家[[菲利克斯·克莱因]]的助理,纪录课堂的讲课内容。这样,学生可以在数学读书室温习他的笔记。他也是数学读书室的管理员。在克莱因的细心督导下,他通过了[[德语国家教授资格考试]],淮许他成为[[私人讲师]] ({{lang|de|Privatdozent}}) 。1895 年开始,他正式任职为哥廷根大学的私人讲师。身为一位私人讲师,索末菲在哥廷根大学主要教导各种各样的数学和物理数学,他授课的解偏微分法更是哥廷根大学第一次开的课程,他再把内容加以整理后成为六册的教材《理论物理学讲义》中的一册《偏微分方程物理数学》。1895和1896这两年,在克莱因教导旋转物体之下,索末菲和克莱因出了一套四册的教材《Die Theorie des Kreisels》,这本书是他们13年(1897-1910)来的研究成果。前两册主要在谈理论,而后两册是有关地球物理学、天文学和科技的应用。由于跟克莱因的关系,让索末菲专心于应用数学和讲课的技巧。

在哥廷根大学,他遇到了未来人生的伴侣,{{lang|de|Johanna Höpfner}} ,哥廷根大学的政府官的女儿。1897 年10 月,索末菲被聘请为[[克劳斯塔尔工业大学]]的数学教授,继承物理学家[[威廉·维恩]]的位置。这个职位给予他足够的酬劳,能够维持一个家庭。于是,他与 {{lang|de|Johanna Höpfner}} 共结良缘,养育了三个男孩,一个女孩,有一个快乐美满的家庭生活。

在克莱因的要求下,索末菲编辑了《数学科学百科全书》的第五册,这是他在1898到1926年的主要工作。

===亚琛工业大学===
1900 年,经过克莱因的大力介绍,索末菲被委任为亚琛工业大学,应用力学系的特别教授。在那裡,他对[[流体动力学]]产生浓厚的兴趣。他发展出许多关于流体动力学的理论。后来,在慕尼黑大学,他的学生,{{lang|de|Ludwig Hopf }} 与[[维尔纳·海森堡]]也都继续流体动力学的研究,写出高品质的博士论文<ref name="Mehra1982">{{cite book | author=Mehra, Jagdish|coauthors=Rechenberg, Helmut|title=The Historical Development of Quantum Theory. Volume 1 Part 1 The Quantum Theory of Planck, Einstein, Bohr and Sommerfeld 1900 – 1925: Its Foundation and the Rise of Its Difficulties | publisher=Springer|year=1982|isbn=0-387-95174-1}}</ref>。

===慕尼黑大学===
1906 年,在物理学术界已颇具盛名,索末菲荣膺[[慕尼黑大学]]新成立的理论物理学院的主任<ref name="Jungnickel1990">{{cite book | author=Jungnickel, Christa|coauthors=Russell McCormmach|title=Mastery of Nature. Theoretical Physics from Ohm to Einstein, Volume 2: The Now Mighty Theoretical Physics, 1870 to 1925| publisher=University of Chicago Press|year=1990 |isbn=0-226-41585-6}}</ref>。索末菲理论物理学院主任的职位是慕尼黑大学物理学院的[[威廉·伦琴]]院长所指派的<ref>Jungnickel, 1990b, pp. 274, 277–278, and 281–285.</ref>。一直到十九世纪晚期与二十世纪初期,在德国,实验物理比理论物理更受重视,拥有较高的地位。可是,在二十世纪初期,理论物理学家,像慕尼黑大学的索末菲和在哥廷根大学的[[马克斯·玻恩]],靠著他们的在数学方面的造诣与天赋,完全地将台面翻转过来,理论物理成为了主动者,而实验物理的角色缩化为理论的核对或促进。索末菲的博士学生,[[维尔纳·海森堡]]与[[沃尔夫冈·包立]],后来都因为在理论量子力学领域的贡献,分别获得了[[诺贝尔奖]]。而在取得博士学位后,包利、海森堡和[[沃尔特·海特勒]]({{lang|en|Walter Heitler}})成为玻恩的助理,并且对量子力学的迅速发展有极大的贡献。

在慕尼黑,索末菲遇到[[爱因斯坦]],开始接触到[[狭义相对论]]。那时,狭义相对论尚未被广泛的接受。索末菲在数学方面做了许多重要的贡献,给予狭义相对论更踏实的数学基础,帮助解释这理论的正确性,使许多仍旧持有怀疑态度的物理学家能够心服口服。1914年他与[[里昂·布里渊]]({{lang|en|Leon Brillouin}})共同研究电磁波的传播于色散介质。他也是量子力学的开山祖师之一。他提出的[[索末菲模型]],是[[波耳模型]]的推广。他发现了[[精细结构常数]],是[[电磁相互作用]]中[[电荷]]之间藕合强度的[[无因次]]度量。他写了一本关于原子理论的书,《Atombau und Spektrallinien》。这本书成为新一代物理学家学习原子理论的必读书<ref name="Kragh2002">{{cite book | author=Kragh, Helge|title=Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century | publisher=Princeton University Press|year=2002 |isbn=0-691-01206-7}}</ref>。索末菲又将他的课堂讲义整理编辑,发表为一套六集的书籍,《理论物理学讲义》。

索末菲在慕尼黑大学教书三十二年,桃李满门,望重杏坛。索末菲知道如何发掘与招募优秀人才,提升他们对物理与数学的兴趣,培育他们成为理论物理的精英<ref name="Jungnickel1990" />。虽然索末菲身兼教授与学院主任二职,他跟学生和同事之间并没有任何隔阂。他常常邀请他们共同合作,乐意地接纳他们尖锐的想法与建议。索末菲除了教一般和专业的课程,他也举办了许多研讨会和座谈会。ㄧ般课程包括力学、变形体力学、电动力学、光学、热力学、统计力学和解偏微分法。一个礼拜有4小时,冬天有13週而夏天有11週,这些课程提供给有参加实验物理课程的学生。此外,每週有2个小时的简报时间以供讨论问题。这些特别课程都是基于当前的热门题目及索末菲的研究兴趣。从这些课程的得到的结论,时常会出现在索末菲发表的科学文献。这些特别课程的目的是要解决当下理论物理的焦点问题,同时使他与他的学生共同有系统地了解这些焦点问题。在1942-1951年间,索末菲致力于编改课堂讲义,后来出版为六卷书籍《理论物理讲义》。

玻恩相信索末菲具有研究和发现事物的天份。爱因斯坦告诉索末菲:「我特别钦佩你的是你能够从层土中製造出那麽多的年轻天才。」做为一位教授与研究院院长,索末菲的风格并没有使他与同事和学生们出现任何距离,他会邀请他们与他共同合作,而他们的点子往往会影响他做学问的想法。他会邀请他们到他的房子,并在研讨会前会和他们在咖啡屋会面。索末菲在山中有一个渡假屋。每当节庆假日,他总会欢迎他的学生和同事来渡假屋钓鱼、打猎、爬山、或滑雪。暂时放下手里的工作,欣赏大自然的美景<ref name="Jungnickel1990" />。

1951 年,索末菲与两个孙子出外散步,不幸被车子撞倒。可惜伤势过重,回天乏术,享年 82 岁。

==荣誉==
索末菲一生得过无数的荣誉,像[[马克斯·普朗克奖章]],[[洛仑兹奖章]],[[奥斯特奖章]] ({{lang|en|Oersted Medal}})<ref name="Kirkpatrick1949">{{Citation| last = Kirkpatrick| first = Paul| title = Address of Recommendation by Professor Paul Kirkpatrick, Chairman of the Committee on Awards| journal = American Journal of Physics| volume = 17| issue = 5| pages = pp. 212-344| year = 1949}}</ref>。他被选入[[皇家学会]],[[美国国家科学院]],[[俄罗斯科学院]],[[印度科学理工学院]],以及许多其它在[[柏林]],慕尼黑,哥廷根,[[威尼斯]],等等的科学院。他拥有许多大学颁发的荣誉博士学位。他唯一没有得到的是[[诺贝尔奖]]。但他曾经被提名 81 次之多,多过任何其它物理学家.<ref>{{cite web | title = physicsweb.org: 诺贝尔得奖者调查 | url=http://physicsweb.org/articles/world/14/11/7 | accessdate = 2008-08-18 }}</ref>。也许是因为[[诺贝尔基金会]],比较偏好开疆闢土的发现,或旋转乾坤的突破,而不是一生累积的成就。

2004年,为了纪念索末菲对于[[理论物理]]的贡献。慕尼黑大学新成立的理论物理中心命名为'''索末菲理论物理中心'''<ref> {{cite web |url=http://www.theorie.physik.uni-muenchen.de/asc/index.php |title=存档副本 |accessdate=2007-02-12 |0=2007-02-10 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070210010948/http://www.theorie.physik.uni-muenchen.de/asc/index.php |archivedate=2007-02-10 }} - 阿诺·索末菲理论物理中心</ref>。

==参阅==
*[[旧量子论]]
==精选作品==
<small>
*阿诺·索末菲 “Some Reminiscences of My Teaching Career”, ''American Journal of Physics'' Volume 17, Number 5, 315-316 (1949). 接受奥斯特奖章时的演讲。
</small>

==著作==
<small>
*阿诺·索末菲,《Mathematische Theorie der Diffraction》, ''Math. Ann.'' '''47''' 317-374 (1896)
**阿诺·索末菲,《Mathematische Theorie der Diffraction》,英文翻译,译者 Raymond J. Nagem , Mario Zampolli ,与 Guido Sandri ,(Birkhäuser Boston, 2003) ISBN 0-8176-3604-8
*阿诺·索末菲,《Atombau und Spektrallinien》,(Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig, 1919)
**阿诺·索末菲,《Atomic Structure and Spectral Lines》,英文翻译,译者 Henry L. Brose ,(Methuen, 1923)
*阿诺·索末菲,《Atombau und Spektrallinien, Wellenmechanischer Ergänzungband》,(Vieweg, Braunschweig, 1929)
**阿诺·索末菲,《Wave-Mechanics: Supplementary Volume to Atomic Structure and Spectral Lines》,英文翻译,译者 Henry L. Brose ,(Dutton, 1929)
*阿诺·索末菲,汉斯·贝特, ''Elektronentheorie der Metalle'' ,编辑者 H. Geiger 与 K. Scheel ,《Handbuch der Physik》, Volume 24, Part 2, 333-622 (Springer, 1933). 这篇接近三百页的文章后来又特别被发表为一本书:《Elektronentheorie der Metalle》,(Springer, 1967)
*阿诺·索末菲,《Mechanik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 1》, (Akademische Verlagsgesellschaft Becker & Erler, 1943)
**阿诺·索末菲,《Mechanics - Lectures on Theoretical Physics Volume I》,英文翻译,译者 Martin O. Stern ,(Academic Press, 1964)
*阿诺·索末菲,《Mechanik der deformierbaren Medien - Vorlesungen über theoretische Physik Band 2》,(Akademische Verlagsgesellschaft Becker & Erler, 1945)
**阿诺·索末菲,《Mechanics of Deformable Bodies - Lectures on Theoretical Physics Volume II》,英文翻译,译者 G. Kuerti ,(Academic Press, 1964)
*阿诺·索末菲 ''Elektrodynamik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 3'' (Klemm Verlag, Erscheinungsort, 1948)
**阿诺·索末菲,《Electrodynamics - Lectures on Theoretical Physics Volume III》,英文翻译,译者 Edward G. Ramberg ,(Academic Press, 1964)
*阿诺·索末菲,《Optik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 4》,(Dieterich'sche Verlagsbuchhandlung, 1950)
**阿诺·索末菲,《Optics - Lectures on Theoretical Physics Volume IV》,英文翻译,译者 Otto Laporte , Peter A. Moldauer ,(Academic Press, 1964)
*阿诺·索末菲,《Thermodynamik und Statistik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 5》, Herausgegeben von Fritz Bopp , Josef Meixner. (Diederich sche Verlagsbuchhandlung, 1952)
**阿诺·索末菲,编辑 F. Bopp , J. Meixner ,《Thermodynamics and Statistical Mechanics - Lectures on Theoretical Physics Volume V》,英文翻译,译者 J. Kestin ,(Academic Press, 1964)
*阿诺·索末菲,《Partielle Differentialgleichungen der Physik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 6》, (Dieterich'sche Verlagsbuchhandlung, 1947)
**阿诺·索末菲,《Partial Differential Equations in Physics - Lectures on Theoretical Physics Volume VI》,英文翻译,译者 Ernest G. Straus ,(Academic Press, 1964)
*阿诺·索末菲,《Three Lectures on Atomic Physics》,(London: Methuen, 1926)
*阿诺·索末菲,《Lectures on Wave Mechanics Delivered before the Calcutta University》,(Calcutta University, 1929)
*菲利克斯·克莱因,阿诺·索末菲,《Über die Theorie des Kreisels》,4 集 (Teubner, 1897)
*菲利克斯·克莱因,阿诺·索末菲,《Über die Theorie des Kreisels》,4 集 (Teubner, 1897)
</small>

== 参考文献 ==
{{reflist|2}}

*Beyerchen, Alan D. ''Scientists Under Hitler: Politics and the Physics Community in the Third Reich'' (Yale, 1977)

*Eckert, Michael ''Mathematics, Experiments, and Theoretical Physics: The Early Days of the Sommerfeld School'', ''Physics in Perspective'' Volume 1, Number 3, 238-252 (1999)

*Jungnickel, Christa and Russell McCormmach. ''Intellectual Mastery of Nature. Theoretical Physics from Ohm to Einstein, Volume 1: The Torch of Mathematics, 1800 to 1870.'' University of Chicago Press, paper cover, 1990a. ISBN 0-226-41582-1

*Jungnickel, Christa and Russell McCormmach. ''Intellectual Mastery of Nature. Theoretical Physics from Ohm to Einstein, Volume 2: The Now Mighty Theoretical Physics, 1870 to 1925.'' University of Chicago Press, Paper cover, 1990b. ISBN 0-226-41585-6

*Kant, Horst ''Arnold Sommerfeld – Kommunikation und Schulenbildung'' in Fuchs-Kittowski, Klaus ; Laitko, Hubert ; Parthey, Heinrich ; Umstätter, Walther (editors) ''Wissenschaft und Digitale Bibliothek: Wissenschaftsforschung Jahrbuch 1998'' [http://www.wissenschaftsforschung.de/JB98_135-152.pdf 135-152] (Verlag der Gesellschaft für Wissenschaftsforschung, 2000)

*Kirkpatrick, Paul ''Address of Recommendation by Professor Paul Kirkpatrick, Chairman of the Committee on Awards'', ''American Journal of Physics'' Volume 17, Number 5, 312-314 (1949). Address preceding award to Arnold Sommerfeld, recipient of the 1948 Oersted Medal for Notable Contributions to the Teaching of Physics, January 28, 1949.

*Kragh, Helge ''Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century '' (Princeton University Press, fifth printing and first paperback printing, 2002) ISBN 0-691-01206-7

*Mehra, Jagdish, and Helmut Rechenberg ''The Historical Development of Quantum Theory. Volume 1 Part 1 The Quantum Theory of Planck, Einstein, Bohr and Sommerfeld 1900 – 1925: Its Foundation and the Rise of Its Difficulties. '' (Springer, 1982) ISBN 0-387-95174-1

*Pauling, Linus ''Arnold Sommerfeld: 1868 – 1951'', ''Science'' Volume 114, Number 2963, 383-384 (1951)

*Singh, Rajinder [http://www.iisc.ernet.in/currsci/dec102001/1489.pdf 阿诺.索末菲 – 在德国的印度物理学支持者] ''Current Science'' '''81''' No. 11, 10 December 2001, pp. 1489-1494

==外部链接==
*[https://web.archive.org/web/20110705225324/http://www.amphilsoc.org/guides/ahqp/bios.htm 阿诺.索末菲传记] – [[美国哲学会]]
*[http://www.ethbib.ethz.ch/exhibit/pauli/sommerfeld.html 阿诺.索末菲传记] – 苏黎世 ETH-Bibliothek
*[http://genealogy.math.ndsu.nodak.edu/html/id.phtml?id=31357 阿诺.索末菲师生系谱] - 数学家谱计画
*[http://www.ias.ac.in/currsci/dec102001/1489.pdf 阿诺.索末菲 - 德国的一位印度物理学的支持者]
* {{MacTutor Biography|id=Sommerfeld}}
*[http://osulibrary.oregonstate.edu/specialcollections/coll/pauling/bond/people/sommerfeld.html 关于索末菲与[[莱纳斯·鲍林]]的化学结构研究的数位资料]

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