馬克斯·馮·勞厄

馬克斯·馮·勞厄（Max von Laue，1879年10月9日－1960年4月24日），德國物理學家，因發現晶體中X射線的衍射現象而獲得1914年諾貝爾物理學獎。

## 生平

1879年10月9日，馬克斯·勞厄出生於普魯士萊茵省科布倫茨附近的普法芬多夫（Pfaffendorf），父親是德國的一位軍隊官員並於1913年獲得世襲貴族稱號，馬克斯·勞厄也隨之改稱馬克斯·馮·勞厄。由於父親經常被派到不同的城市工作，馬克斯·馮·勞厄的童年前後在布蘭登堡、漢堡的阿爾托納（Altona）、波茲南、柏林和斯特拉斯堡度過。

1898年中學畢業後，馮·勞厄服了一年的兵役，接著開始在斯特拉斯堡大學學習數學、物理和化學，不久後轉學到了哥廷根大學，主要研究光學，並受到物理學家沃耳德瑪·福格特和馬克斯·亞伯拉罕以及數學家大衛·希爾伯特的重要影響。此後，馮·勞厄又在慕尼黑大學學習過一個學期，1902年轉去柏林洪堡大學，在馬克斯·普朗克手下工作。馮·勞厄在柏林洪堡大學聽了奧托·盧默爾關於干涉譜線和熱輻射的課程，這些內容的影響體現在了馮·勞厄關於平面平行板中干涉現象的博士論文中。1903年，馮·勞厄在柏林洪堡大學獲得博士學位，導師是馬克斯·普朗克，此後他又去了哥廷根大學兩年，1905年回到柏林，成為普朗克在理論物理學研究所的助手，研究熵在輻射領域的應用以及光波相干性的熱動力特徵。

1906年，馮·勞厄獲得大學任教資格後，開始研究愛因斯坦的相對論，1907年利用光學實驗證明了愛因斯坦的速度疊加理論。馮·勞厄從1909年起在慕尼黑大學的理論物理學研究所任教光學、熱動力學和相對論。1912年，馮·勞厄成為蘇黎世大學的物理學教授。1914年他又去了法蘭克福，1916年起加入了維爾茨堡大學的戰時研究工作，從事用於電報和無線通信的真空管研究。1919年，馮·勞厄被任命為柏林洪堡大學的物理學教授，他回到柏林任教直到1943年，自1934年起，他又是柏林帝國物理技術學院的顧問。

1917年，當物理研究所在柏林建立時，愛因斯坦擔任主任，而馮·勞厄則任副主任，負責研究所的大部分管理工作，與德國的科學研究接觸緊密，在這段時期及以後，馮·勞厄對德國科學研究的發展起到了重要的作用。柏林在二戰中被炸後，1944年，馮·勞厄隨著物理研究所一起搬遷到了黑欣根，並一直在那裡工作到1945年，其間，他致力於《物理學歷史》（Geschichte der Physik）一書的撰寫，這本書先後共出版了四版，被從德語翻譯成其他7種語言。馮·勞厄在黑欣根迎接了法國軍隊的到來，並被一項英美聯合任務被扣留去了英國，一同被拘留的共有10位德國核物理學家，直到1946年獲釋。在英國期間，馮·勞厄寫了一篇關於X射線衍射時的低吸收的論文，於1948年貢獻給了在哈佛大學的國際晶體學家聯盟。1946年，他作為馬克斯·普朗克研究所的執行主任前往哥廷根，任哥廷根大學的名譽教授。

1951年，馮勞厄被選為馬克斯普朗克學會在柏林的弗里茨哈伯物理化學研究所主任，與格哈德·波爾曼（Gerhard Borrmann）合作，從事X射線光學的多項研究，直到1958年才退休。

1960年4月8日，馮勞厄在駕車前往實驗室的途中發生交通事故，一位剛學會駕駛的摩托車手與馮勞厄的汽車相撞，摩托車手當場死亡，馮勞厄的汽車翻轉，他被消防隊員從車下救出。雖然剛開始他看上去從傷病中逐漸恢復，但仍舊在1960年4月24日去世，時年80歲。

馮勞厄晚年曾受到憂鬱症的困擾，感覺受到他不喜歡的其他科學家和軍方的迫害，不過最終他成功克服了憂鬱症，重新回到了充滿榮譽感和快樂的生活中。他不是一位藝術家，但卻十分愛好各種藝術，尤其是古典音樂，他閱讀廣泛的歷史和科學哲學書籍。馮勞厄還愛好帆船、滑雪、登山和騎摩托車，他經常和他的科學家朋友們登山遊覽阿爾卑斯山。馮勞厄在柏林是一個出名的摩托車手，起初他是騎摩托車去大學授課，後來才改駕汽車，因為他喜歡高速的感覺，但卻從未發生過意外，直到結束他生命的那次交通事故。

## 科學研究

馮·勞厄的科學研究涉及的範圍很廣。在他的早期研究中，他對愛因斯坦的相對論非常感興趣，1907年至1911年間發表了8篇關於相對論應用的論文，1911年出版了一本關於狹義相對論的著作，1921年又出版了另一本關於廣義相對論的著作，兩本書都再版多次。

馮·勞厄最著名的研究是發現了晶體中的X射線衍射現象，藉此不僅證明了X射線的波特性，也證明了晶體的晶格結構。憑藉這一研究成果，馮·勞厄獲得了1914年的諾貝爾物理學獎。馮·勞厄的這一發現源自於他對光波通過周期性結晶顆粒問題的討論，他得出一個想法，電磁射線的波長越短，正如X射線所呈現的那樣，會在某種介質中引起衍射或者干涉現象，而晶體則正是這樣一種介質。雖然當時參與討論的他的同事Sommerfeld和W. Wien等對此提出了反對意見，但是索莫菲爾德（Sommerfeld）的助手W. Friedrich與P. Knipping對此進行了實驗，在經歷了幾次失敗後，終於成功證明了這一想法的正確性。馮·勞厄給出了這一現象的數學公式，並於1912年發表了這一發現。這是固體物理學中具有里程碑意義的發現，從此，人們可以通過觀察衍射花紋研究晶體的微觀結構，並且對生物學、化學、材料科學的發展都起到了巨大的推動作用，例如1953年詹姆斯·沃森和佛朗西斯·克里克就是通過X射線衍射方法得到了DNA分子的雙螺旋結構。

馮·勞厄的另一項重要貢獻是對超導問題的研究，完成於他任柏林洪堡大學理論物理學教授期間。這一時期，Walther Meissner正在柏林帝國物理技術學院研究許多金屬在相當於液氦溫度時呈現的電阻消失現象，馮·勞厄在1932年對這一現象作出了解釋，破壞超導性的磁場閾值依物體形狀的不同而改變，因為磁場是在超導狀態建立後才形成的，磁場由所用金屬表面的超導電流引起。這一解釋得到了確認，並為Meissner隨後對超導體消除其內部整個磁場的發現開創了道路，並成為F. London和H. London的超導理論的基礎。馮·勞厄與F. London和H. London一同發表了一篇論文，他在1937年至1947年間總共發表了12篇相關論文和一本著作。

馮·勞厄為德國科學研究的發展作出了重要的貢獻，他對普魯士有著一種深深的愛，對公正和公平有著強烈的責任感。在希特勒和納粹統治時期，馮·勞厄冒著受到譴責和人身傷害的危險，始終堅持科學真理，支持不被納粹黨所接受的相對論。馮·勞厄一直支持愛因斯坦，支持相對論和量子理論，反對受到納粹影響的20世紀上半葉的「德國物理學」。當愛因斯坦退出柏林學會時，柏林學會的副主席宣稱愛因斯坦的退出對學會沒有損失，此時學會內僅有馮·勞厄一人提出了抗議。

二戰結束後，馮·勞厄積極參與到組建新的德國物理學機構中，1946年至1949年擔任新組建的英國占領區內的德國物理學會主席，他還參與了德意志聯邦共和國多家物理學會合併成為德國物理學會聯盟，和不倫瑞克的聯邦物理學技術學院的新建。1951年，馮·勞厄任馬克斯·普朗克學會弗里茨·哈伯研究所（柏林）的主任，此外他還是柏林自由大學校委會的榮譽成員，1958年獲得該校的榮譽博士學位。

## 榮譽

馮·勞厄曾獲得過包括馬克斯·普朗克獎章在內不計其數的榮譽。他獲得了波恩大學、斯圖加特大學、慕尼黑大學、柏林大學、曼徹斯特大學和芝加哥大學的榮譽博士學位，是俄羅斯學會、柏林科學學會、德國物理學會、法國物理學會、法國礦物學和晶體學會的成員。他也是馬克斯·普朗克學會的榮譽議員，德國倫琴學會的榮譽成員，哥廷根、慕尼黑、都靈、斯德哥爾摩、羅馬、馬德里等科學學會以及倫敦皇家學會的會員。1948年成為國際晶體學家聯盟的榮譽主席，1952年獲得騎士勳章，1953年獲得大十字勳章。

為了紀念馮·勞厄，法國格勒諾布爾的勞厄-朗之萬研究所以他和另一名法國物理學家保羅·朗之萬的名字共同命名。

1979年，德意志民主共和國曾發行一枚特種郵票，以紀念馮·勞厄誕辰100周年。

## 參考文獻

- 諾貝爾獎官方網站關於馬克斯·馮·勞厄生平介紹
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## 外部連結

- About Max von Laue
- Max von Laue Biography

## 基本資料

- 原文名：Max von Laue
- 原文名：de
- 出生日期：1879年10月9日
- 出生地：德意志帝國萊茵省科布倫茨
- 逝世地：西德西柏林
- 國籍：德國
- 研究領域：物理學家
- 機構：蘇黎世大學、法蘭克福大學、柏林洪堡大學、馬克斯·普朗克學會
- 母校：斯特拉斯堡大學、格丁根大學、慕尼黑大學、柏林洪堡大學（博士學位）
- 博士導師：馬克斯·普朗克
- 博士生：弗里茨·倫敦、利奧·西拉德
- 知名於：X射線的衍射
- 獲獎： 諾貝爾物理學獎（1914年）