[11月17日]科学历史上的今天——尤金·保罗·维格纳

1902年11月17日，尤金·保罗·维格纳（Eugene Paul Wigner）出生于匈牙利布达佩斯。他在理论物理和数学物理方面有杰出贡献，开创性地把“对称性原理”应用于物理学，现在这已经成为当代物理学中的各个分支的主要指导性原理之一。

维格纳出身于一个中产犹太家庭，父亲从事于制革业。他有一个姐姐和一个妹妹，妹妹后来嫁给了保罗·狄拉克（Paul Dirac）。他出生时名字叫耶诺·保罗（Jenő Pál），到了美国后，开始自称“尤金”。9岁之前，他在家中由家庭教师指导下单独学习，期间产生了对数学的兴趣。

维格纳就读柏林工业大学化学专业。期间他经常参加德国物理学会周三下午的学术讨论会，接触到许多物理学大师，包括马克思·普朗克（Max Planck）、马克斯·冯·劳厄（Max von Laue）、鲁道夫·拉登堡（Rudolf Ladenburg）、维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）、瓦尔特·能斯特（Walther Nernst）、沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli）、阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）等。维格纳深受他们的熏陶和启迪。随后，他进入威廉皇帝物理化学和电化学研究所（现在的弗里茨·哈伯研究所）学习。他还与奥· 拉德（Leó Szilárd）相识。

在威廉皇帝研究院，维格纳结识了波拉尼，并在他指导下完成博士论文。维格纳回忆波拉尼“给予了我的一生决定性的影响...波拉尼是我年轻时候给我以最大影响的人。”

维格纳1925年毕业后回到布达佩斯的皮革厂工作。1926年经波拉尼介绍回到威廉皇帝研究院工作。1927年又经索末菲推荐来到哥廷根。

1930年，维格纳受邀访问普林斯顿大学，由此来到美国。他曾于威斯康星大学短期任职，后又于1938年回到普林斯顿任职。

维格纳在曼哈顿计划中也起了重要的作用：1939年8月，他促成了“爱因斯坦—西拉德信件”（Einstein–Szilárd letter），这使得罗斯福总统启动了发展原子弹的曼哈顿计划。他也曾与费米等人一起建立了世界上第一座核反应堆（芝加哥一号堆）。

维格纳1946年担任克林顿实验室（如今的橡树岭国家实验室）的主任，1947年回到普林斯顿大学,并此任职多年。他在战后服务于美国国家标准局、美国国家科学研究委员会数学部门，国家科学基金会物理部门，担任过美国原子能委员会的顾问。

维格纳学术生涯中最闪亮的是对群论的钻研，而群论是描写对称性的基本语言。他在1927年完成了转动群表示的工作，提出了维格纳-D（Wigner D）矩阵。他和数学家赫尔曼·外尔（H. Weyl）一起把群论带进了量子力学。维格纳的《群论与其在原子光谱量子力学的应用》（Group Theory and Its Application to the Quantum Mechanics of Atomic Spectra，1931年）一书，让群论为广大物理学家所接受并喜爱。外尔也写过一本《群论与量子力学》（Group Theory and Quantum Mechanics，1928年），但对于物理学家过于数学化，不如维格纳的书那样亲切。

维格纳科学上的代表性成就包括：

1.他提出了维格纳定理，这是量子力学对称性研究的里程碑，也是量子力学的数学表述的奠基石。这个定理证明了系统的对称性，例如旋转、平移或者CPT这些操作都是希尔伯特空间上的一个幺正变换或者反幺正变换。他这方面的代表作有《群论与其在原子光谱量子力学的应用》，维格纳-埃卡特定理 (Wigner–Eckart theorem)，维格纳-伊诺努收缩（Wigner-Inonu contraction）等。

2.在核物理方面，他研究原子核结构和碰撞理论，质子和中子相互作用的原理。

3.在凝聚态物理方面，他提出了乔丹–维格纳变换（Jordan-Wigner transform），指出在一维硬核玻色子和费米子之间可以通过一个非局域的变换联系起来。固体物理中的晶格维格纳－赛兹元胞 (Wigner–Seitz cell)。电子在低密度极限下的“维格纳晶格”的概念。

4.他把经典物理中相空间的分布函数推广到量子力学，提出“维格纳分布函数”。

5.他还研究化学反应速率理论、金属结构、金属内聚力理论、核连锁反应及其利用问题等。