尤金·保羅·維格納（英語：Eugene Paul Wigner，1902年11月17日—1995年1月1日），原名維格納·帕爾·耶諾（匈牙利語：Wigner Pál Jen?），匈牙利美國理論物理學(xué)家及數(shù)學(xué)家，1963年諾貝爾物理學(xué)獎得主，奠定了量子力學(xué)對稱性的理論基礎(chǔ)，在原子核結(jié)構(gòu)的研究上有重要貢獻。
維格納的科學(xué)成就和他的職務(wù)都得到了充分的認(rèn)可和獎勵，他獲得過諸多獎項，1946年獲得美國功績獎?wù)拢?958年獲美國航空航天局費米獎，1960年獲得原子和平獎，并且在1963年因為“對原子核和基本粒子理論的貢獻，特別是對基本對稱原理的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。維格納博士擁有富蘭克林學(xué)會獎?wù)隆⒌聡锢韺W(xué)會馬克斯?普朗克獎?wù)?/a>、美國-匈牙利研究基金會喬治·華盛頓獎(1964年)、美國-匈牙利醫(yī)學(xué)協(xié)會Semmelweis獎?wù)?1965年)和國家科學(xué)獎?wù)?/a>(1969年)。
維格納曾獲威斯康星大學(xué)、華盛頓大學(xué)、凱斯研究所、加拿大阿爾伯塔大學(xué)、芝加哥大學(xué)等多個大學(xué)榮譽學(xué)位，是美國物理學(xué)會(美利堅大學(xué) Physical Society)的前任副會長和會長、美國核協(xié)會(American Nuclear Society)的前董事會成員，是美國哲學(xué)學(xué)會、美國數(shù)學(xué)學(xué)會、美國物理教師協(xié)會、美國國家科學(xué)院、美國藝術(shù)與科學(xué)院、荷蘭皇家科學(xué)與文學(xué)院、美國科學(xué)促進會、奧地利科學(xué)院的會員。
人物生平
早年經(jīng)歷
尤金·維格納，1902年11月17日出生在匈牙利布達佩斯。由于他是一個有點體弱多病的孩子，他的父母安排他在家里進行早期教育。后來他在布達佩斯著名的路德教會體育館(高中)度過了四年，在那里他和揚西·馮·諾依曼(Jancsi von Neumann)成為朋友和同學(xué)。維格納在柏林的工業(yè)大學(xué)獲得了化學(xué)工程學(xué)位，他的論文(1925年)是在邁克爾·波蘭尼的指導(dǎo)下寫的，內(nèi)容是關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的理論。維格納的敏銳給卡爾·波蘭尼留下了深刻的印象，波蘭尼推薦他擔(dān)任物理學(xué)家理查德·貝克爾的助手。
發(fā)展階段
在接下來的15年里，維格納繼續(xù)研究化學(xué)反應(yīng)理論，并且使用了當(dāng)時新興的量子力學(xué)。他與維克多·韋斯科普夫(Victor Weisskopf)就原子光譜的線寬理論進行了相關(guān)的研究，并與格雷戈里·布雷特(Gregory Breit)一起研究了核反應(yīng)速率，他的工作重點是將群論應(yīng)用于研究原子、分子、原子核和晶體的定態(tài)對稱性。也正是在這一時期，維格納從德國來到了美國。1930年到1933年，維格納和約翰·馮·諾依曼有一個共同的安排：他們每年花一個學(xué)期在柏林的工作崗位上，另一個學(xué)期則在普林斯頓大學(xué)。維格納在普林斯頓工作了三年后，去威斯康星大學(xué)擔(dān)任物理學(xué)教授。1938年秋天，他以特聘教授的身份回到了普林斯頓。他于1941年與瑪麗安妮特惠勒結(jié)婚，是兩個孩子的父親，大衛(wèi)和瑪莎拉蒂。他的兒子大衛(wèi)在加利福尼亞大學(xué)伯克利分校教數(shù)學(xué)。他的女兒瑪莎在芝加哥地區(qū)交通系統(tǒng)工作。
參與反戰(zhàn)
1939年，維格納和他的朋友利奧·西拉德清楚地預(yù)見到第三帝國在盟國之前獲得核彈的災(zāi)難性后果，他們說服阿爾伯特·愛因斯坦給富蘭克林·羅斯福寫了一封警告信，并且在第二次世界大戰(zhàn)期間(1942年至1945年)，于芝加哥大學(xué)(University of Chicago)參與曼哈頓計劃(Manhattan Project)，旨在從鈾礦中分離出235和鈾238，并制造核反應(yīng)堆去設(shè)計炸彈。維格納積極參與核反應(yīng)堆的設(shè)計研究，大部分工作是在芝加哥大學(xué)數(shù)學(xué)系進行的，數(shù)學(xué)系的代號是冶金實驗室。當(dāng)他的生產(chǎn)反應(yīng)堆的設(shè)計工作完成后，維格納轉(zhuǎn)向動力反應(yīng)堆的設(shè)計。
榮譽與晚年
1946年至1947年，他成為克林頓實驗室(Clinton Laboratories)的研發(fā)主任。維格納和他的同事阿爾文·溫伯格(Alvin Weinberg)將他們的知識和經(jīng)驗收集在論文《中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)堆的物理理論(1958)》中。在接下來的30年里，維格納擔(dān)任聯(lián)邦政府核事務(wù)顧問。從1952年到1957年，他是美國原子能委員會總顧問委員會的成員，1959年再次被任命為該委員會成員，并在該委員會任職至1964年。維格納的科學(xué)成就和他的職務(wù)都得到了充分的認(rèn)可和獎勵，包括1946年頒發(fā)的美國功績獎?wù)拢?958年獲美國航空航天局費米獎，1960年獲得原子和平獎，并且在1963年因為“對原子核和基本粒子理論的貢獻，特別是對基本對稱原理的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。維格納博士擁有富蘭克林學(xué)會獎?wù)隆⒌聡锢韺W(xué)會馬克斯?普朗克獎?wù)?/a>、美國-匈牙利研究基金會喬治·華盛頓獎(1964年)、美國-匈牙利醫(yī)學(xué)協(xié)會Semmelweis獎?wù)?1965年)和國家科學(xué)獎?wù)?/a>(1969年)。
維格納曾獲威斯康星大學(xué)、美國華盛頓大學(xué)、凱斯研究所、加拿大阿爾伯塔大學(xué)、芝加哥大學(xué)等多個大學(xué)榮譽學(xué)位。維格納是美國物理學(xué)會(American Physical Society)的前任副會長和會長，美國核協(xié)會(American Nuclear Society)的前董事會成員，是美國哲學(xué)學(xué)會、美國數(shù)學(xué)學(xué)會、美國物理教師協(xié)會、美國國家科學(xué)院、美國藝術(shù)與科學(xué)院、荷蘭皇家科學(xué)與文學(xué)院、美國科學(xué)促進會、奧地利科學(xué)院的會員，也是哥廷根市科學(xué)促進會的通訊會員和倫敦皇家自然知識促進學(xué)會的外籍會員。
維格納于1971年退休。1990年，他獲得了美國核學(xué)會首屆尤金·P·維格納反應(yīng)堆物理學(xué)家獎。1992年，以九十歲的高齡，與傳記作家安德魯·史詹頓合作出版了傳記《亂世學(xué)人——維格納自傳》（The Recollections of Eugene P. Wigner）。1995年1月1日，尤金·維格納逝世。
主要成果
維格納建立了量子力學(xué)中對稱性的理論基礎(chǔ)，1927年提出維格納D-矩陣，并且和數(shù)學(xué)家赫爾曼·外爾將數(shù)學(xué)中的群論帶進了量子力學(xué)。維格納發(fā)現(xiàn)簡并態(tài)的存在同量子系統(tǒng)對稱性的不可約表示有關(guān)，他還研究不變性和對稱性基本原理（特別是它們在量子力學(xué)中作用）、化學(xué)反應(yīng)的速率理論、金屬結(jié)構(gòu)、金屬內(nèi)聚力理論、核連鎖反應(yīng)及其利用問題等，闡明了分子的締合與離解機制，與恩里克·恩里科·費米一起研制出第一座原子反應(yīng)堆，并與卡爾·埃卡特發(fā)明維格納——埃卡特定理。
原子核結(jié)構(gòu)和碰撞理論
維格納從事原子核結(jié)構(gòu)和碰撞理論研究，提出原子核吸收中子的理論，提出支配核子中質(zhì)子和中子相互作用的原理，并因此獲得1963年諾貝爾物理學(xué)獎。
1933年，尤金·維格納發(fā)現(xiàn)，當(dāng)核子之間的距離很大時，將它們結(jié)合在一起的力非常弱，但當(dāng)核子彼此靠近時，如在原子核中，將它們結(jié)合在一起的力非常強。維格納還描述了核子和核力的幾個特征，包括兩個核子之間的力是相同的，無論它們是質(zhì)子還是中子。
維格納——塞茨原胞
維格納——塞茨原胞，是固體物理學(xué)中的一個概念，是晶體原胞的一種，簡稱WS原胞。以一個格點為原點，作原點與其他格點連接的中魚面（或中垂線），由這些中垂面（或中垂線）所圍成的最小體積（或面積）即是維格納一塞茨原胞。它是晶體體積的最小重復(fù)單元，每個原胞只包含1個格點，其體積與固體物理學(xué)原胞體積相同，第一布里淵區(qū)即為倒格子中的維格納-塞茨原胞。
宇稱守恒定律
1927年，維格納首先用對稱性成功地分析了原子光譜，提出了宇稱的概念。1937年，維格納基于核的自旋、同位旋，引入超多重結(jié)構(gòu)，建立了宇稱守恒定律——有許多個粒子組成的體系，不論經(jīng)過相互作用發(fā)生什么變化，它的總宇稱始終保持不變。目前知道僅僅在強相互作用下適用，弱相互作用下宇稱不守恒由楊振寧和李政道發(fā)現(xiàn)，吳健雄通過實驗驗證。
量子電動力學(xué)
1928年，約當(dāng)和維格納引入了電子場的概念，給出了保羅·狄拉克的電子相對論量子力學(xué)方程的全新解釋，并仿照狄拉克的電磁場量子化方式，建立了電子場的量子化理論，稱量子電動力學(xué)。
維格納定理
維格納定理是由尤金·維格納在1931年證明的，這個定理是量子力學(xué)的數(shù)學(xué)表述的奠基石。這個定理描述的是系統(tǒng)的對稱性（物理學(xué)），例如旋轉(zhuǎn)，平移或者CPT這些操作是如何改變希爾伯特空間上的態(tài)。
維格納軸原子核模型
維格納發(fā)現(xiàn)在放射作用（即維格納效應(yīng)）下固體改變其大小，提出了維格納軸原子核模型。維格納在研究多粒子系統(tǒng)相互作用問題（多體問題）時，對這個復(fù)雜的物理問題做了簡化處理——他忽略單個粒子相互作用，認(rèn)為粒子之間的作用是相等的，集中處理整個系統(tǒng)的平均統(tǒng)計行為。維格納使用數(shù)字網(wǎng)格（矩陣）實現(xiàn)了這個設(shè)想，這些數(shù)字指定了粒子如何相互作用。他用隨機數(shù)填充矩陣，他希望這種簡化能使他繼續(xù)進行計算，并且最后仍然能夠產(chǎn)生有用的鈾核描述參數(shù)。他發(fā)現(xiàn)他可以從隨機矩陣中抽取特定的模式，模式包含特征值。這是他提出維格納鈾原子核模型的理論依據(jù)。
維格納鈾原子核模型中粒子都被緊緊地束縛在原子核這一很小的區(qū)域，所以每個粒子都和其他粒子發(fā)生相互作用，即沒有考慮任何空間結(jié)構(gòu)，粒子在原子核內(nèi)近似均勻分布。這種沒有考慮粒子間距的物理模型叫做“平均場”模型。
預(yù)言金屬氫
1935年，尤金·維格納和物理學(xué)家希拉德·亨廷頓（美國斯坦福大學(xué)教授）預(yù)測，氫在25GPa的高壓下，氫會轉(zhuǎn)變成一個氫原子分配一個電子，且電子可以自由移動的金屬狀態(tài)——金屬氫，類似堿金屬。
主要論文與著作
榮譽獎項
以上資料來源：
社會職務(wù)
維格納曾獲威斯康星大學(xué)、美國華盛頓大學(xué)、凱斯研究所、加拿大阿爾伯塔大學(xué)、芝加哥大學(xué)、科爾比學(xué)院、賓夕法尼亞大學(xué)、葉史瓦大學(xué)、蒂爾學(xué)院、圣母瑪利亞大學(xué)、柏林工業(yè)大學(xué)、斯沃斯摩爾學(xué)院、天主教魯汶大學(xué)、里昂大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)、西頓霍爾大學(xué)、天主教大學(xué)和洛克菲勒大學(xué)的榮譽學(xué)位。
維格納是美國物理學(xué)會(American Physical Society)的前任副會長和會長，美國核協(xié)會(American Nuclear Society)的前董事會成員，是美國哲學(xué)學(xué)會、美國數(shù)學(xué)學(xué)會、美國物理教師協(xié)會、美國國家科學(xué)院、美國藝術(shù)與科學(xué)院、荷蘭皇家科學(xué)與文學(xué)院、美國科學(xué)促進會、奧地利科學(xué)院的會員，也是哥廷根市科學(xué)促進會的通訊會員和倫敦皇家自然知識促進學(xué)會的外籍會員。
人物評價
“他總是善于作出正確的判斷，且深信物理學(xué)的任務(wù)應(yīng)該是，提供一幅生動逼真的圖像來描繪我們的世界。維格納一生流離于歐洲和美洲，親身經(jīng)歷了第二次世界大戰(zhàn)的慘痛。他熱愛匈牙利文化、憎惡納粹和阿道夫·希特勒、期盼和平、追求科學(xué)。他與阿爾伯特·愛因斯坦、保羅·狄拉克、恩里科·費米、約翰·馮·諾依曼、西拉德、特勒（1908-2003年，美籍匈牙利裔、氫彈之父）是多年好友，與人親善，友好相處。他意識到了希特勒崛起的可怕后果，與愛因斯坦和西拉德一起推動了美國政府上馬“曼哈頓工程”，并在這項工作中做出了巨大的貢獻。他是一位師長，是一位朋友，是一位值得敬佩的人。”
——石鋒著 《榜樣的力量之物理風(fēng)云 對世界影響巨大的100位物理學(xué)家 中》
“維格納是個很喜歡思考的人，他是個很好的物理學(xué)家，從研究的角度看，我喜歡他，他是很早提出宇稱，也是最早搞群論和對稱在物理學(xué)的應(yīng)用。而我也是搞這個，但比他晚，所以我對他很佩服。他個人做人在很多地方我也是很佩服的。但是在政治或?qū)ι鐣闹鲝埳衔覀冇懈镜膮^(qū)別。”
——楊振寧 《物理》2021年第9期
參考資料 >
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Gruppentheorie und ihre Anwendung auf die Quantenmechanik der Atomspektren / von Eugene Wigner.佛羅倫薩大學(xué).2023-09-05
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Radioactivity of the Cooling Water.佛羅倫薩大學(xué).2023-09-05
The Diffusion of Slow Neutrons in Absorbing Materials.佛羅倫薩大學(xué).2023-09-05
Symmetry and reflections : scientific essays / of Eugene P. Wigner.佛羅倫薩大學(xué).2023-09-05
Superselection Rule for Charge.佛羅倫薩大學(xué).2023-09-05
Michael Polanyi, 12 March 1891- 22 February 1976.佛羅倫薩大學(xué).2023-09-05
科學(xué)家與政治：楊振寧談奧本海默、泰勒、費米.今日頭條.2023-09-05