古斯塔夫·赫兹（综述）

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　　 古斯塔夫·路德维希·赫兹（德语：[ˈɡʊs.taf ˈluːt.vɪç hɛʁt͡s] ⓘ；1887 年 7 月 22 日－1975 年 10 月 30 日）\(^\text{[2]}\) 是德国的原子物理学家，他与詹姆斯·弗兰克共同获得了 1925 年诺贝尔物理学奖，“因其发现了电子与原子碰撞的规律”。

1. 生平

　　 赫兹出生于汉堡，父母分别是奥古斯特（婚前姓阿尔宁）和律师古斯塔夫·西奥多·赫兹（1858-1904）\(^\text{[2]}\)，他是海因里希·鲁道夫·赫兹的兄弟。他在汉堡的约翰修道院学校接受教育，之后在以下大学学习：1906 年至 1907 年间，哥廷根的乔治-奥古斯特大学；1907 年至 1908 年间，慕尼黑的路德维希·马克西米利安大学；以及 1908 年至 1911 年间，柏林的洪堡大学。1911 年，他在海因里希·鲁本斯教授指导下获得博士学位。\(^\text{[3][4]}\)

　　 从 1911 年到 1914 年，赫兹是鲁本斯教授在柏林大学的助手。在这段时间里，赫兹与詹姆斯·弗兰克一起进行了关于气体中非弹性电子碰撞的实验，通常称为弗兰克-赫兹实验，\(^\text{[5]}\) 因这一实验，他们共同获得了 1925 年诺贝尔物理学奖。\(^\text{[6]}\)

　　 第一次世界大战期间，赫兹自 1914 年起服役。1915 年，他加入了弗里茨·哈伯的部队，该部队负责使用有毒的氯气作为武器。\(^\text{[7]}\) 赫兹在 1915 年受重伤。1917 年，他返回柏林大学担任私人讲师。1920 年，他在埃因霍温的飞利浦白炽灯厂担任研究物理学家，直到 1925 年。\(^\text{[2]}\)

职业生涯

　　 1925 年，赫兹成为马丁·路德大学哈雷-威滕贝格分校物理学研究所的正教授和所长。1928 年，他成为柏林工业大学（现为柏林工业大学）实验物理学的正教授及物理学研究所所长。在此期间，他开发了一种通过气体扩散分离同位素的技术。

　　 由于赫兹在第一次世界大战期间曾服役，他曾一度免受纳粹政策和《恢复公务员法》的影响，但随着政策和法律变得更加严格，到 1934 年底，他被迫辞去柏林工业大学的职务，因为他被归类为 “二级部分犹太人”（他的祖父古斯塔夫·费尔迪南德·赫兹（原名大卫·古斯塔夫·赫兹）（1827-1914）童年时期曾是犹太人，直到全家在 1834 年皈依路德教）。随后，他在西门子公司担任第二研究实验室的所长。在那里，他继续从事原子物理学和超声波的研究，但最终停止了同位素分离方面的工作。他一直担任这一职务，直到 1945 年前往苏联。\(^\text{[4][2][9]}\)

在苏联

　　 “叛逃协议”

　　 赫兹对自己的安全感到担忧，与他同为诺贝尔奖得主的詹姆斯·弗兰克一样，他正在寻求前往美国或其他任何德国以外的地方。因此，他与三位同事达成了协议：曼弗雷德·冯·阿尔登，私人实验室 “电子物理学研究实验室” 主任；彼得·阿道夫·蒂森，柏林洪堡大学的正教授及凯瑟·威廉姆物理化学与电化学研究所（KWIPC）在柏林达赫姆的所长；以及马克斯·福尔默，柏林工业大学物理化学研究所的正教授和所长。\(^\text{[10]}\) 该协议的内容是，谁先与苏联取得联系，谁就代表其他人发声。协议的目标有三个：（1）防止他们的研究所遭受掠夺，（2）尽量减少工作中断，（3）保护他们免受因过去政治行为的起诉。\(^\text{[11]}\) 在第二次世界大战结束前，蒂森是纳粹党成员，并有共产主义联系。\(^\text{[12]}\)

　　 参与苏联核武器计划

　　 1945 年 4 月 27 日，蒂森与一名苏联军队上校共同乘装甲车到达冯·阿尔登的研究所，该上校也是一名苏联著名化学家。\(^\text{[13]}\) 所有四位协议成员都被带到了苏联。赫兹被任命为阿古杰里研究所的负责人，阿古杰里位于苏胡米东南约 10 公里，是古尔里普斯的郊区。\(^\text{[13][14]}\) 赫兹领导的 G 研究所负责的课题包括：（1）通过惰性气体流中的扩散分离同位素，赫兹为此项目的负责人；（2）开发冷凝泵，尤斯图斯·缪伦福特为负责人；（3）设计和制造用于确定铀同位素组成的质谱仪，维尔纳·舒策为负责人；（4）开发无框（陶瓷）扩散隔板用于过滤器，赖因霍尔德·赖希曼为负责人；（5）开发扩散级联的稳定性和控制理论，海因茨·巴尔维希为负责人。\(^\text{[13][15]}\)

　　 巴尔维希曾是赫兹在西门子公司的副手。\(^\text{[16]}\)G 研究所的其他成员包括维尔纳·哈特曼和卡尔-弗朗茨·兹尔克。\(^\text{[17]}\) 曼弗雷德·冯·阿尔登被任命为 A 研究所的负责人。冯·阿尔登的 A 研究所的目标包括：（1）同位素的电磁分离，冯·阿尔登为负责人；（2）制造用于同位素分离的多孔屏障的技术，彼得·阿道夫·蒂森为负责人；（3）铀同位素分离的分子技术，马克斯·斯廷贝克为负责人。

　　 在与拉夫连季·贝利亚的第一次会议中，冯·阿尔登被要求参与制造原子弹，但他很快意识到，参与此项目将禁止他返回德国，于是他提出同位素浓缩作为目标，最终获得同意。

　　 苏胡米的研究

　　 到 1940 年代末，几乎有 300 名德国人在该研究所工作，但这还不是全部工作人员。\(^\text{[13][14]}\)A 研究所被用作苏胡米物理技术研究所的基础，该所位于苏胡米的一个郊区——西诺普。冯尔默前往莫斯科的第九科学研究所（NII-9）\(^\text{[18]}\)，并获得了一个设计局，负责重水生产的工作。在 A 研究所，蒂森成为了制造用于同位素分离的多孔屏障技术的负责人。\(^\text{[13]}\)

　　 1949 年，包括赫兹、蒂森和巴尔维希在内的六位德国科学家受邀到斯维尔德洛夫斯克-44（负责铀浓缩）进行咨询。该工厂比美国的橡树岭气体扩散工厂规模小，铀浓缩度只有预期 90%以上的一半多一点。\(^\text{[19]}\)

　　 1950 年后，赫兹搬到了莫斯科。1951 年，赫兹与巴尔维希一起获得了斯大林奖二等奖。\(^\text{[13]}\) 同年，詹姆斯·弗兰克与赫兹共同获得了德国物理学会的马克斯·普朗克奖章。赫兹一直留在苏联，直到 1955 年。\(^\text{[4]}\)

　　 返回东德

　　 从苏联回国后，赫兹成为了莱比锡大学的正教授。从 1955 年到 1967 年，他还担任德国民主共和国（GDR）物理学会主席；1967 年到 1975 年，他担任荣誉主席。\(^\text{[6]}\)

个人生活

　　 古斯塔夫·赫兹是海因里希·鲁道夫·赫兹的侄子，马蒂尔德·卡门·赫兹的表亲。1919 年，赫兹与埃伦（原姓迪尔曼）结婚，埃伦于 1941 年去世。他们有两个儿子，卡尔·赫尔穆特·赫兹和约翰内斯·海因里希·赫兹；两人都成为了物理学家。\(^\text{[2]}\)

　　 他于 1975 年 10 月 30 日在东柏林去世，享年 88 岁。

2. 科学会员身份

　　 赫兹是柏林德国科学院的成员，哥廷根科学院的通讯会员，匈牙利科学院的荣誉会员，捷克斯洛伐克科学院的会员，以及苏联科学院的外籍会员。\(^\text{[2]}\)

3. 出版物

• Franck, J.; Hertz, G. (1914). "Über Zusammenstöße zwischen Elektronen und Molekülen des Quecksilberdampfes und die Ionisierungsspannung desselben". Verh. Dtsch. Phys. Ges. 16: 457–467.
• Gustav Hertz, Über das ultrarote Adsorptionsspektrum der Kohlensäure in seiner Abhängigkeit von Druck und Partialdruck。（博士论文）。（Vieweg Braunschweig, 1911）
• Gustav Hertz (编辑) Lehrbuch der Kernphysik I-III（Teubner, 1961–1966）
• Gustav Hertz (编辑) Grundlagen und Arbeitsmethoden der Kernphysik（Akademie Verlag, 1957）
• Gustav Hertz Gustav Hertz in der Entwicklung der modernen Physik*（Akademie Verlag, 1967）

4. 参见

• 电子衍射
• 电辉放电
• 弗兰克–赫兹实验
• 等离子窗
• 真空管
• 散射
• 俄罗斯 Alsos

5. 参考文献

1. "Gustav Hertz". Mathematics Genealogy Project.
2. Hertz – Nobel Biography.
3. Gustav Hertz, Über das ultrarote Adsorptionsspektrum der Kohlensäure in seiner Abhängigkeit von Druck und Partialdruck*。（博士论文）。（Vieweg Braunschweig, 1911）
4. Mehra 和 Rechenberg, 2001, 197。
5. Franck, J.; Hertz, G. (1914). "Über Zusammenstöße zwischen Elektronen und Molekülen des Quecksilberdampfes und die Ionisierungsspannung desselben". Verh. Dtsch. Phys. Ges. 16: 457–467。
6. Hentschel, 1996, 附录 F；见赫兹条目。
7. Van der Kloot, W. (2004). "April 1918: Five Future Nobel prize-winners inaugurate weapons of mass destruction and the academic-industrial-military complex". Notes Rec. R. Soc. Lond. 58 (2): 149–160. doi:10.1098/rsnr.2004.0053. S2CID 145243958。
8. Wolff, Stefan L. (2008 年 1 月 4 日). "Juden wider Willen – Wie es den Nachkommen des Physikers Heinrich Hertz im NS-Wissenschaftsbetrieb erging". Jüdische Allgemeine。
9. Hentschel, 1996, 23 和附录 F – 见蒂森条目。
10. sachen.de 归档于 2008 年 3 月 25 日 – Zur Ehrung von Manfred von Ardenne。
11. Heinemann-Grüder, 2002, 44。
12. Hentschel, 1996, 附录 F；见蒂森条目。
13. Oleynikov, 2000, 第 5、10–13、18、21 页。
14. Naimark, 1995, 213。
15. Kruglov, 2002, 131。
16. Naimark, 1995, 209。
17. Maddrell, 2006, 179–180。
18. 今天，NII-9 是波赫瓦尔全俄无机材料科学研究所。见 Oleynikov, 2000, 第 4 页。
19. Holloway, 1994, 191–192。

6. 进一步阅读

• Albrecht, Ulrich, Andreas Heinemann-Grüder, 和 Arend Wellmann, Die Spezialisten: Deutsche Naturwissenschaftler und Techniker in der Sowjetunion nach 1945* (Dietz, 1992, 2001) ISBN 3-320-01788-8
• Barwich, Heinz 和 Elfi Barwich, *Das rote Atom* (Fischer-TB.-Vlg., 1984) vBeneke, Klaus, *Die Kolloidwissenschaftler Peter Adolf Thiessen, Gerhart Jander, Robert Havemann, Hans Witzmann und ihre Zeit* (Knof, 2000)
• Heinemann-Grüder, Andreas, *Die sowjetische Atombombe* (Westfaelisches Dampfboot, 1992)
• Heinemann-Grüder, Andreas, *Keinerlei Untergang: German Armaments Engineers during the Second World War and in the Service of the Victorious Powers* in Monika Renneberg 和 Mark Walker (编辑) *Science, Technology and National Socialism* 30–50 (Cambridge, 2002 paperback edition) ISBN 0-521-52860-7
• Hentschel, Klaus (编辑) 和 Ann M. Hentschel (编辑助理和翻译), Physics and National Socialism: An Anthology of Primary Sources (Birkhäuser, 1996) ISBN 0-8176-5312-0
• Holloway, David, *Stalin and the Bomb: The Soviet Union and Atomic Energy 1939–1956* (Yale, 1994) ISBN 0-300-06056-4
• Kruglov, Arkadii, *The History of the Soviet Atomic Industry* (Taylor and Francis, 2002)
• Maddrell, Paul, *Spying on Science: Western Intelligence in Divided Germany 1945–1961* (Oxford, 2006) ISBN 0-19-926750-2
• Mehra, Jagdish 和 Helmut Rechenberg, *The Historical Development of Quantum Theory. Volume 1 Part 1 The Quantum Theory of Planck, Einstein, Bohr and Sommerfeld 1900–1925: Its Foundation and the Rise of Its Difficulties* (Springer, 2001) ISBN 0-387-95174-1
• Naimark, Norman M., *The Russians in Germany: A History of the Soviet Zone of Occupation, 1945–1949* (Belknap, 1995)
• Oleynikov, Pavel V. 2000. *German Scientists in the Soviet Atomic Project*. *The Nonproliferation Review*, Volume 7, Number 2, 1–30. 作者曾是俄罗斯联邦核中心技术物理研究所的组长，位于斯涅津斯克（Chelyabinsk-70）。

7. 外部链接

• [Gustav Hertz 的媒体相关内容](https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Gustav_Hertz) 在 Wikimedia Commons
• [Gustav Hertz 在诺贝尔奖官网](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1925/hertz/facts/)
• [SIPT – 苏胡米物理技术研究所](http://www.sipt.su) — 网站上发布了曾为苏联核计划工作的德国核物理学家的照片