朱慧涓首都師范大學物理系
更新時間：2024-04-30 20:07:50作者：佚名
朱慧娟
首都師范大學物理系，北京
弗里德里希·哈森諾爾（ Hasen?hrl，1874-1915）（圖1）是一位奧地利理論物理學家，師從著名物理學家路德維希·玻爾茲曼。 哈澤內爾主要研究電磁學、熱力學和統計力學，在量子理論方面做出了杰出的探索。 盡管他英年早逝，但他為維也納大學理論物理學的發展做出了重要貢獻。 在擔任維也納大學理論物理學教授期間，他培養了一代年輕學者，其中包括諾貝爾獎獲得者歐文·漢斯·迪林（Erwin Hans ，1888-1976）、薛定諤和蘭斯-迪林效應的發現者。 哈塞爾內爾的理論教學極大地影響了他們，使他們成長為優秀的理論物理學家。
圖 1 研究了振動理論和勢能理論。
1 理論物理之路
哈澤內爾 1874 年出生于維也納，是一名律師的兒子。 1884年至1892年就讀于特蕾莎高中（ ）。 特蕾莎中學原本是奧地利女王瑪麗亞·特蕾莎于1746年建立的一所皇家學校。然而，1848年席卷歐洲的資產階級革命后，時任皇帝弗朗茨·約瑟夫一世決定將學校轉為向資產階級子弟開放。 哈塞內爾在高中時就表現出了出色的數學天賦，并于1892年以優異的成績畢業。同年秋天，他進入維也納大學學習數學和物理。
當時維也納大學共有三位物理學教授。 一位是負責物理陳列室的 von Lang教授（1838-1921），另一位是負責物理化學實驗室的Franz 教授。 弗朗茨·埃克斯納（Franz Exner，1849-1926），另一位是物理學研究所所長約瑟夫教授（Josef，1835-1893）。 1893年，斯蒂芬去世。 一年后，維也納大學極力爭取玻爾茲曼接替他擔任校長。 同時，他被任命為理論物理教授，重點教學理論物理，而埃克斯納則主要負責實驗教學。 物理學和物理化學。 1894年至1895年，哈澤內爾離開學校去軍隊服役一年，回到學校后繼續完成未完成的學業。 他很快就被玻爾茲曼的課程所吸引，并對理論物理產生了濃厚的興趣。
1896年，哈澤內爾與埃克斯納一起完成了他的博士論文，研究題目是“論液體介電常數的溫度系數和莫索蒂-克勞修斯公式”（“über der ? in Flü die -' sche Form?el”） ），這是哈森內爾在物理學領域的首次系統研究，旨在考察莫索蒂-克勞修斯方程對液體的適用范圍。 哈澤內爾在實驗中發現，對于大多數液體來說，這個方程在很寬的溫度范圍內都成立。 這項研究使哈森內爾于1897年獲得了博士學位。經玻爾茲曼推薦，他于1898年秋前往萊頓大學，擔任海克·翁內斯的研究助理，繼續從事這一課題的研究。 雖然從事實驗物理領域，但他一直關注理論問題，研究過振動理論和勢能理論。
一年后，哈森納回到維也納，轉向電磁輻射研究。 這也是他在理論研究上成名的開始。 1904年至1905年，他以同名論文《論移動物體的輻射理論》（“Zur in K?rpern”）發表了三篇關于移動空腔的輻射能量效應的論文。 腔內的輻射能與腔的質量之間存在等效關系。 哈森內爾因這項研究首次預測了質量與能量的等價關系，于1905年獲得了奧地利科學院赫廷格獎（）。 但哈澤內爾并沒有意識到這種等價關系背后的物理意義，因此他推導出了錯誤的系數。 很快，愛因斯坦發表了正確的質能公式，最終取代了哈塞爾公式。 這件事還有一個小插曲。 在20年代德國反相對論運動的鼎盛時期，哈澤內爾的工作曾被德國反相對論理論家用作愛因斯坦抄襲他人的證據。
此后，哈塞內爾轉向統計力學的研究。 他試圖修改經典統計力學并找到量子理論的基礎。 哈塞內爾是較早研究量子論的人之一，曾應邀參加1911年和1913年在比利時布魯塞爾舉行的第一屆和第二屆索爾維會議。他對量子論的重要探索體現在《論量子論的基礎》一文中。熱力學理論”（“über die der W?rme”）。 他研究了普朗克諧振子能級公式，認為真實原子運動的周期與能量有關，試圖從巴爾默譜頻公式推導出氫原子能級，但由于看不出巴爾默公式的差異，因此關系兩者之間的關系無法進一步明確揭示[3]。 后來，玻爾發現了量子理論和光譜定律之間的聯系，并創造性地用量子化的原子結構解釋了光譜定律。
2 玻爾茲曼的繼承者
除了理論研究員之外，哈澤內爾還是一名大學物理教師。 1899年，他從荷蘭萊頓返回維也納后，獲得了大學教書資格，成為維也納大學的私人講師。 1905年，他被任命為維也納技術大學物理學副教授，向工程系和化學系的學生教授物理學。
1906 年 9 月，玻爾茲曼在意大利度假時自殺。 這個消息震驚了整個歐洲科學界，也給玻爾茲曼的同事和學生帶來了沉重的打擊，哈澤內爾也不例外。 “老物理研究所剛剛經歷了玻爾茲曼的慘死。 哈澤內爾、埃克斯納和許多其他玻爾茲曼學生因失去生命而悲痛欲絕，忙著進進出出。”
玻爾茲曼的地位對于維也納大學來說極其重要，因為維也納大學的理論物理學是在玻爾茲曼到來之后才正式成立的。 在此之前，維也納大學沒有設立理論物理教席，只有3個實驗物理教席。 為了滿足理論物理發展的需要，維也納大學向當時還在慕尼黑大學任教的玻爾茲曼伸出了橄欖枝，并以優厚的待遇拉攏了玻爾茲曼。 玻爾茲曼由此成為該校第一位理論物理學教授。 到維也納大學后，他提出不教實驗物理，只教理論物理。 維也納大學同意了他的請求，并將所有實驗班都分配給了埃克斯納。 玻爾茲曼只需專注于理論教學。 1902年，維也納大學物理相關機構進行了重大重組。 其中一個重大變化是，從原物理研究所中分離出一個單獨的理論物理研究所，由玻爾茲曼負責。 物理學的制度化基本完成。
玻爾茲曼去世后，維也納大學不得不仔細尋找繼任者。 第一個候選人是馬克斯·普朗克，第二個是威廉·維恩，第三個是年輕的哈納納。 在未能獲得前兩名候選人后，維也納大學選擇了哈塞內爾作為他的繼任者，擔任維也納大學理論物理研究所所長和該校理論物理教授。 這兩個頭銜都非常沉重，不僅承載著行政和教學的職責，還承載著玻爾茲曼巨大光環帶來的壓力。 事實上，無論誰成為玻爾茲曼這樣一位享有盛譽的物理學家的接班人，都會感受到壓力。 類似的情況也發生在愛因斯坦身上。 1912年，歐洲另一位著名物理學家亨德里克·洛倫茨希望愛因斯坦在萊頓大學接替他，但愛因斯坦以哈澤內爾的處境為由，禮貌地拒絕了，并對他表示同情。
不過，無論是在理論研究還是教學能力上，哈澤內爾都算得上是合格的接班人。 作為玻爾茲曼的學生，哈澤內爾非常熟悉他的工作，尤其是統計力學領域。 他上任后不久就發表了精彩的就職演講，清楚地解釋了玻爾茲曼在統計力學方面的工作。 哈澤內爾的教學能力也是有目共睹的。 早在他擔任私人講師時，他的課程就吸引了很多觀眾。 在這方面，他繼承了玻爾茲曼平易近人的風格，對學生耐心，講課邏輯清晰留學之路，板書書寫有序。 哈澤內爾曾這樣評價玻爾茲曼：“他從不表現出優越感。任何人都可以自由地向他提問，甚至批評他。談話總是和平進行，學生總是受到平等對待。伙計。” 這個描述也可以用來形容哈澤內爾本人。
3 優秀理論教育工作者
玻爾茲曼去世后，維也納大學的理論物理學處于癱瘓狀態，課程暫停了10個月。 哈澤內爾的到來給被陰霾籠罩的理論物理研究所帶來了希望。 他熱情洋溢的就職演說具有鼓舞人心的力量維也納大學，立即吸引了剛入學一年的薛定諤。 薛定諤說：“他對玻爾茲曼的介紹給我留下了深刻的印象。我認為玻爾茲曼的觀點對我來說是無與倫比的重要，其影響力甚至超過了普朗克和愛因斯坦。” 這次演講使他決心沿著玻爾茲曼的道路繼續對物理學的探索。
年輕、熱情、充滿活力的哈澤內爾用自己的實際行動贏得了物理系學生的青睞。 在課程安排上，他基本上沿襲了玻爾茲曼任職期間的課程體系。 玻爾茲曼的理論物理課程是四年制的系統課程，包括經典力學、流體力學、彈性理論、電動力學和氣體動力學理論，而哈塞內爾的理論物理課程也是四年制的課程。 一個周期，每周5次，但內容與時俱進，包括相對論、量子論等新興物理理論。 他還在研討會上與學生們討論了最新的觀點和想法。 可以說維也納大學，他是最早將相對論和量子論引入課堂的教師之一，這與他很早就接受這些新思想有很大關系。 在他的影響下，他的學生很快從以太觀念中解放出來，很快接受了量子觀念。 課外時間，他和妻子會在家里熱情地招待學生。 他熱愛滑雪、登山等戶外運動，也會和學生一起組織戶外游覽。
哈澤內爾在理論教學中孜孜不倦地播下的種子最終結出了豐碩的果實，他培養了一代年輕的理論物理學家。 薛定諤是哈塞爾內爾最好的學生。 他是量子力學的創始人之一，并因“發現了富有成效的原子理論新形式”而與保羅·狄拉克共同獲得了 1933 年諾貝爾物理學獎。 他在大學期間幾乎修完了哈森內爾的所有課程，并掌握了后來理論研究的大部分基礎。 在薛定諤眼中，除了父親之外，沒有人比哈澤內爾對他的影響更大。 蒂林是哈澤內爾的另一位學生，后來致力于廣義相對論的研究，并揭示了廣義相對論衍生的參考系拖曳效應，后來被稱為“蘭斯-蒂林效應”。 在哈澤內爾的影響下，原本希望從事實驗物理研究的蒂林轉向理論物理領域，并最終成長為一名優秀的理論家。 蒂林在接受采訪時表示，哈澤內爾是一位他在學術上和作為一名教師都欽佩的教授。
正當哈澤內爾以極大的熱情投入到理論物理的研究和教學時，戰爭改變了一切。 第一次世界大戰爆發后，哈森納自愿參軍，奔赴前線，在克拉科夫和蒂羅爾山區執行不同的任務。 1915年10月7日，他在蒂羅爾山區前線戰場帶頭沖鋒時，被手榴彈襲擊，當場身亡。 遺憾的是，一位杰出的理論物理學家最終告別了他最親密的親友、尊敬他的同事、熱愛他的學生，也就這樣告別了他的理論研究和教學生涯。
縱觀哈澤內爾的一生，他理論思想豐富，但卻多次錯過偉大的發現。 他擅長理論教學，為維也納大學培養了優秀的理論物理人才。 他在短暫的一生中很好地詮釋了一個優秀的理論物理學家也可以是一個優秀的思想傳播者和教育者。