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亨德里克·安东·洛伦兹:近代卓越的理论物理学家

亨德里克·安东·洛伦兹

  亨德里克·安东·洛伦兹(1853年7月18日~1928年2月4日),英文名:Hendrik Antoon Lorentz。近代卓越的理论物理学家、数学家,经典电子论的创立者。

  他填补了经典电磁场理论与相对论之间的鸿沟,是经典物理和近代物理间的一位承上启下式的科学巨擘,是第一代理论物理学家的领袖。他与同胞塞曼共享了1902年度诺贝尔物理学奖。他还导出了爱因斯坦的狭义相对论基础的变换方程,即现在为人熟知的洛伦兹变换。他还曾是国际科学协作联盟委员会主席。

  1853年7月18日生于荷兰的阿纳姆。洛伦兹的父亲,格利特·弗里德里希·洛伦兹,是荷兰阿勒姆市附近的一家婴儿托管所的经营者,而他的母亲在他很小的时候就逝世了。在洛伦兹9岁的时候,他的父亲再婚。他在该地上小学和中学,成绩优异,当时,他总是班上的第一名。

  洛伦兹在少年时就对物理学感兴趣,同时还广泛地阅读历史和小说,并且熟练地掌握多门外语。亨德里克·安东·洛伦兹在语言方面有很高的天赋。他能非常迅速地掌握外语,能根据上下文来推断其语法。洛伦兹记忆力出众,很早就精通了德语、法语、英语等,读大学时,他又自学了希腊语与拉丁语。对于一个终身居住在荷兰的几个闭塞的城市而希望与世界对话的人来说,这种天赋不啻是一笔巨大的财富。尽管他出生在新教徒家庭中,他却在宗教事项上却很自由,可以经常参加当地的法语教堂的活动去学习法语。这为后来洛伦兹成为科学界的领袖打下了基础。

  1870年洛伦兹考入莱顿大学,学习数学、物理和天文,主要方向是数学和物理学。他和天文学教授弗里德里克·凯萨成为忘年交,并对其理论天文学的课程极其感兴趣。他也深受当时莱顿大学唯一的物理学教授莱恩哈特·里克的影响。一年半之后,洛伦兹就通过了数学和物理的考试,之后就回到了阿纳姆准备博士论文。这期间,他购买到了菲涅耳的文集,这是他第一本额外的教科书。他非常欣赏菲涅耳的作品,认为那一代物理学家里,菲涅耳无与伦比;而谈到当代的物理学家,他则最为钦佩赫兹。

  1873年,洛伦兹以优异的成绩通过了博士考试。

  1875年获博士学位。

  1877年,莱顿大学聘请他为理论物理学教授,这个职位最早是为J.D.范瓦耳斯设的,其学术地位很高,而这时洛伦兹年仅23岁。在莱顿大学任教35年,他对物理学的贡献都是在这期间作出的。

  1881年,洛伦兹与他大学的天文学教授的侄女爱蕾塔·凯萨结婚,后育有两女两子,其中长子早夭。洛伦兹的长女这样经常谈到他对父亲的印象:他经常从事困难的研究,但是不会让你感觉到他在进行艰难的运算;他没有人们普遍印象中天才的古怪行为,也没有书生的酸气。在女儿心中,洛伦兹是一位习惯良好、性格谨慎的学者;而他也比较擅长社交,在雪茄和美酒交错的场合,总能表现出过人的幽默感与交谈天赋。认识他的人,都认为他是一个拥有高尚心灵的人。

  1895年他提出了著名的洛伦兹力公式。

  1896年,洛伦兹用电子论成功地解释了由莱顿大学的塞曼新近发现的原子光谱磁致分裂现象。洛伦兹断定该现象是由原子中负电子的振动引起的。他从理论上导出的负电子的荷质比,与汤姆逊翌年从阴极射线实验得到的结果相一致。由于塞曼效应的发现和解释,洛伦兹和塞曼分享了1902年度的诺贝尔奖。

  1912年洛伦兹辞去莱顿大学教授职务,到哈勒姆担任一个博物馆的顾问,同时兼任莱顿大学的名誉教授,每星期一早晨到莱顿大学就物理学当前的一些问题作演讲。后来他还在荷兰政府中任职。

  1919~1926年在教育部门工作,其间在1921年担任高等教育部部长。

  1911~1927年担任索尔维物理学会议的固定主席。在国际物理学界的各种集会上,他经常是一位很受欢迎的主持人。

  1923年国际科学协作联盟委员会主席。他还是世界上许多科学院的外籍院士和科学学会的外籍会员。

  洛伦兹于1928年2月4日在荷兰的哈勃姆去世,终年75岁。为了悼念这位荷兰近代文化的巨人,举行葬礼的那天,荷兰全国的电信、电话中止三分钟。世界各地科学界的著名人物参加了葬礼。爱因斯坦在洛伦兹墓前致词说:洛伦兹的成就“对我产生了最伟大的影响”,他是“我们时代最伟大、最高尚的人”。

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