私たちのほとんどが物理学で望むことができる最善は、単により深いレベルで誤解することです。
Wolfgang Ernst Pauliはオーストリア生まれで、後にアメリカとスイスの理論物理学者であり、量子物理学の先駆者の一人でした。1945年、Albert Einsteinによってノーベル賞候補に推薦された後、Pauliは物理学賞を受賞しました。その理由は「自然の新しい法則、排他原理またはPauli原理の発見による自然科学への決定的な貢献」です。この発見はスピン理論を含み、これは物質の構造理論の基礎となります。彼はまた物理学に対する早熟な才能を示し、高校卒業時が18歳で平均的な卒業年齢でしたが、21歳でPhDを取得しました。
略歴
若年期
Pauliはウィーンで化学者Wolfgang Joseph Pauli（旧姓Wolf Pascheles、1869–1955）と妻Bertha Camilla Schützの息子として生まれました。妹はHertha Pauli（作家および女優）です。Pauliのミドルネームは彼の名付け親である物理学者Ernst Machを称える目的で付けられました。Pauliの父方の祖父母はプラハの著名なユダヤ系家族から出ました。彼の曽祖父はユダヤ系出版者Wolf Paschelesでした。Pauliの父親は1899年の結婚直前にユダヤ教からローマカトリック教会に改宗しました。Pauliの母Bertha Schützは、彼女自身の母親のローマカトリック教の宗教で育てられました。彼女の父はユダヤ系の作家Friedrich Schützでした。Pauliはローマカトリック信仰として育てられましたが、最終的に彼と彼の両親は教会を去りました。彼は一神教主義者および神秘家であると考えられています。
Pauliはウィーンの Döblinger-Gymnasium に通い、1918年に優秀な成績で卒業しました。卒業からわずか2ヶ月後、彼はAlbert Einsteinの一般相対性理論に関する最初の論文を発表しました。彼はミュンヘンのLudwig-Maximilians Universityに通い、Arnold Sommerfeldのもとで働き、1921年7月にイオン化二原子水素H₂⁺の量子論に関する論文でPhDを取得しました。
Sommerfeldはヨーロッパの数学的科学百科事典(Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften)のために相対性理論を見直すようPauliに依頼しました。博士号を取得してからわずか2ヶ月後、Pauliは237ページに達した記事を完成させました。これはEinsteinに称賛され、単行本として出版され、今日まで同分野の標準的な参考文献として残っています。
Pauliはゲッティンゲン大学でMax Bornのアシスタントとして1年を過ごし、その翌年はコペンハーゲンの理論物理学研究所（後に1965年にNiels Bohr Instituteとなる）で過ごしました。1923年から1928年まで、彼はハンブルク大学の講師でした。この時期、Pauliは現代の量子力学理論の発展に重要な役割を果たしました。特に、彼は排他原理と非相対論的スピンの理論を定式化しました。
1928年、彼はスイスのETH Zurichの理論物理学教授に任命され、ここで彼は重要な科学的進歩を遂行しました。彼は1931年にミシガン大学で、1935年にプリンストンの高等研究所で訪問教授を務めました。彼は1931年にLorentz Medalを授与されました。
1930年の終わり、ニュートリノの提唱直後で、彼の離婚と母親の自殺直後に、Pauliは個人的な危機を経験しました。彼は精神科医およびサイコセラピストCarl Jungに相談しました。Jungはまた、Pauliと同様、チューリッヒの近くに住んでいました。JungはすぐにPauliの深くアーキタイプ的な夢の解釈を開始し、Pauliはjungの最高の生徒の一人となりました。彼はすぐにjungの理論の認識論を科学的に批判し始め、これは特に同期性の概念について、後者の思考の確実な明確化に貢献しました。これらの議論の多くは、Pauli/Jungの手紙に記録されており、現在「Atom and Archetype」として出版されています。Pauliの400以上の夢に関するJungの詳細な分析は「心理学と錬金術」に記録されています。
1938年のオーストリアへのドイツの併合により、彼はドイツ国民となり、1939年の第二次世界大戦の勃発後、これが彼にとって問題となりました。1940年、彼はETHに留まることを可能にしたであろうスイス国籍の取得を試みましたが、無駄に終わりました。
Pauliは1940年にアメリカに移動し、高等研究所で理論物理学の教授として雇用されました。1946年、戦争後、彼はアメリカ合衆国の帰化市民となり、その後チューリッヒに戻り、そこで彼の人生の残りの大部分を過ごしました。1949年、彼はスイス国籍を付与されました。
1958年、Pauliはマックス・プランク・メダルを授与されました。その同じ年、彼は膵臓がんで病気になりました。彼の最後のアシスタントCharles EnzがチューリッヒのRotkreuz病院で彼を訪問したとき、Pauliは彼に「あなたは部屋番号を見ましたか？」と尋ねました。それは137番でした。Pauliは人生を通じて、微細構造定数（無次元の基本定数）がなぜ1/137にほぼ等しい値を持つのかという質問に没頭していました。Pauliは1958年12月15日にその部屋で死亡しました。
科学研究
Pauliは物理学者として、特に量子力学分野で多くの重要な貢献をしました。彼はめったに論文を発表せず、Niels BohrやWerner Heisenbergなどの同僚との長い文通を好み、彼らとは親友の関係にありました。彼の多くの考えと結果は決して発表されず、彼の手紙にのみ現れ、その手紙は彼の受取人によってしばしばコピーおよび回覧されていました。
Pauliは1924年に、観測された分子スペクトラと量子力学の発展中の理論の間の矛盾を解決するために、2つの可能な値を持つ新しい量子自由度または量子数を提案しました。彼はPauli排他原理を定式化し、これはおそらく彼の最も重要な仕事であり、2つの電子が4つの量子数で識別される同じ量子状態に存在できないことを述べています。彼の新しい2値の自由度を含めます。スピンのアイデアはRalph Kronigに由来しました。George UhlenbeckとSamuel Goudsmitは1年後、Pauliの新しい自由度を電子スピンとして特定し、Pauliが非常に長い間不当に信じることを拒否した発見です。
1926年、Heisenbergが現代の量子力学の行列理論を発表してから間もなく、Pauliはそれを使用して観測された水素原子のスペクトルを導出しました。この結果はHeisenbergの理論の信頼性を確保する上で重要でした。
Pauliは2×2 Pauli行列をスピン演算子の基礎として導入し、スピンの非相対論的理論を解決しました。このPauli方程式を含む仕事は、Paul Diracが相対論的電子のDirac方程式を作成する際に彼に影響を与えたと言われることもあります。ただし、Diracは自分自身で独立してこれらの同じ行列を当時、Pauliの影響なしに発明したと述べています。Diracは相対論的フェルミオンスピンの扱いで使用するために、同様だがより大きい4x4スピン行列を発明しました。
1930年、Pauliはベータ崩壊の問題を検討しました。12月4日のLise Meitnerなど宛ての手紙で、「親愛なる放射性レディ・アンド・ジェントルメン」で始まる彼は、ベータ崩壊の連続スペクトルを説明するために、これまで観測されていない小さな質量を持つ中性粒子（プロトンの質量の1％以下）の存在を提案しました。1934年、Enrico Fermiはこの粒子を彼の原語のイタリア語で「little neutral one」というニュートリノと呼ぶ、ベータ崩壊の理論に組み込みました。ニュートリノは1956年にFrederick ReinesとClyde Cowanによって実験的に初めて確認され、Pauliの死の2年半前でした。その知らせを受け取ると、彼は電報で返信しました：「メッセージをありがとうございました。待つ方法を知っている人にはすべてが来ます。Pauli。」
1940年、彼はスピン統計定理を再導出しました。これは量子場の理論の重要な結果であり、半整数スピンを持つ粒子はフェルミオンであり、整数スピンを持つ粒子はボソンであることを述べています。
1949年、彼はPauli–Villars正則化に関する論文を発表しました。正則化は、計算中に無限の数学的積分を有限にする技術の用語です。そのため、理論の本質的に無限の量である質量、電荷、波動関数が有限で、したがって計算可能で、実験値の観点から再定義できるセットを形成するかどうかを特定できます。これは再正規化と呼ばれ、量子場の理論から無限を除去しますが、重要には摂動論での高次補正の計算も可能にします。
Pauliは進化生物学の現代的統合について繰り返し批判を加え、彼の当代の崇拝者はエピジェネティック遺伝の様式が彼の議論を支持することを指摘しています。
性格と評判
Pauli効果は、単に近所にいるだけで実験装置を壊すという彼の逸話的な奇妙な能力にちなんで名付けられました。Pauliは彼の評判を知っており、Pauli効果が現われるたびに喜んでいました。これらの奇妙な出来事は、特にC. G. Jungとの同期性の概念に関する共同研究を含め、超心理学の正当性についての彼の論争的な調査と一致していました。
物理学に関して、Pauliは悪名高い完璧主義者でした。これは彼自身の仕事だけでなく、彼の同僚の仕事にも及びました。その結果、彼は物理学コミュニティで「物理学の良心」として知られるようになり、彼の同僚が説明責任を負う批評家となりました。彼は不十分だと思った理論を辛辣に却下し、しばしば完全に間違っている「ganz falsch」というラベルを貼ることがあります。
しかし、これは彼の最も厳しい批判ではなく、彼がそのように不明確に提示された理論または論文のために予約したもので、検証不可能または評価不可能で、したがって科学の領域に適切に属していません。彼らは科学として偽装していますが。彼らは間違っているより悪かったです。彼らは間違っていることが証明できないからです。有名なことに、彼はかつてそのような不明確な論文について言いました：「それさえも間違っていません！」
彼の別の著名な物理学者Paul Ehrenfestに会うときの噂の発言は、この傲慢なPauliの概念を示しています。二人は初めて会議で会いました。Ehrenfestはpauliの論文に精通していて、彼らに非常に感銘を受けていました。数分の会話の後、Ehrenfestは「あなたの百科事典の記事の方が、あなた自身より好きだと思います」と述べました。これに対しPauliは「それは奇妙ですね。私の場合、あなたに関しては、まさに反対です」と返答しました。二人はそこから非常に親友になりました。
Diracに関する記事に現われるこの物語から、やや温かい絵が出現します：
Werner Heisenberg [Physics and Beyond、1971年]は1927年Solvay会議での若い参加者間の親友的な会話を思い出します。EinsteinとPlanckの宗教的見方についてです。Wolfgang Pauli、Heisenberg、およびDiracがそれに参加しました。Diracの貢献は、宗教の政治的操作に対する痛烈で明確な批判でした。Heisenbergが後で彼に報告したときに、Bohrによってその明確性で高く評価されました。特に他の事の中で、Diracは言いました：「なぜ私たちが宗教について議論に夢中になっているのか理解できません。正直であれば、科学者として誠実さは私たちの正確な義務です。私たちは、あらゆる宗教が偽りの陳述の詰まり、実際の基盤を奪われていることを認めることに他なりません。神のはるか考え自体は人間の想像の産物です。[...]私は宗教神話を認識していません。少なくとも彼らは互いに矛盾しているためです。[...]」Heisenbergの見方は寛容でした。Pauliは沈黙を保ち、最初はいくつかのコメントを作成した後。しかし、最終的に彼の意見が尋ねられたとき、冗談めかして彼は言いました：「まあ、また私たちの友人Diracも宗教を持っていると言うでしょう。そして、この宗教の最初の戒律は『神は存在せず、Paul Diracが彼の預言者である』です」。皆はDiracを含めて大笑いに爆発しました。
Pauliの多くの考えと結果は決して発表されず、彼の手紙にのみ現れ、その手紙は彼の受取人によってしばしばコピーおよび回覧されていました。Pauliは彼の仕事の多くがこのようにクレジットされないことに関心がないかもしれませんが、Heisenbergの世界的に有名な1958年のゲッティンゲンでの統一場理論に関する共同研究についての講演と、Pauliを単なる「Heisenberg教授のアシスタント」と呼ぶプレスリリースに関しては、Pauliは気分を害し、Heisenbergの物理学的技量を非難しました。彼らの間の悪化はHeisenbergがPauliの葬式を無視し、Pauliの批判が過度であったと彼の自伝に書いて、結果的に場の理論は不可能であることが証明され、Pauliの批判を検証しました。Pauliは1953年にロイヤルソサエティのForMemRSの外国人メンバーに選出されました。1958年、彼はロイヤルネザーランドアーツアンドサイエンスアカデミーの外国人メンバーになりました。
個人生活
1929年5月、Pauliはローマカトリック教会を去りました。その年の12月、彼はキャバレーダンサーKäthe Margarethe Deppnerと結婚しました。結婚は不幸なものであり、1年に満たない1930年に離婚で終わりました。彼は1934年にFranziska Bertram（1901–1987）と再び結婚しました。彼らには子供がいませんでした。
参考文献
- Pauli, Wolfgang; Jung, C. G. 1955. The Interpretation of Nature and the Psyche. Ishi Press. ISBN 4-87187-713-2.
- Pauli, Wolfgang 1981. Theory of Relativity. New York: Dover Publications. ISBN 0-486-64152-X.
- Pauli, Wolfgang; Jung, C. G. 2001. C. A. Meier ed.. Atom and Archetype.
