电影《奥本海默》的背景知识之科学家篇（全网最全）

物理人的必看电影，一部二十世纪物理学史诗的重要篇章，一个个让人血脉沸腾的名字（量子力学、核物理、放射化学的诺贝尔奖得主群英荟萃，量子力学开山鼻祖有一半到场了），本人整理了这部电影所涉及到的主要科学家以及他们的扮演者，对比了一下照片，还是科学家本人更有魅力（这是全网最全资料没有之一，请点赞）：
1.奥本海默（曼哈顿计划、洛斯阿拉莫斯实验室、普林斯顿高等研究院、玻恩奥本海默近似）：
Cillian Murphy        ... J. Robert Oppenheimer


著名美籍犹太裔物理学家、曼哈顿计划的领导者，美国加州大学伯克利分校物理学教授，被誉为人类的“原子弹之父”。他三年读完哈佛大学，1925年以荣誉学生的身份提前毕业，随后他到英国剑桥大学深造，加入到著名的卡文迪许实验室，1926年，转到德国哥廷根大学，跟随量子力学主要创始人马克思·玻恩研究，1927年以量子力学论文获德国哥廷根大学博士学位，后来他来到著名的加利福尼亚大学伯克利分校任教，并创立了“伯克利理论物理学中心”。1942年8月，奥本海默被任命为研制原子弹的“曼哈顿计划”的首席科学家，在新墨西哥州沙漠建立洛斯阿拉莫斯国家实验室，整个计划的经费是20亿美元，总工作人数10万。奥本海默于1945年7月主导制造出了世界上第一颗原子弹。
奥本海默对量子物理学的贡献最著名的工作是玻恩-奥本海默近似（搞量子化学计算的都知道），是与其导师玻恩合作完成的。这项工作的要旨是把电子当作量子力学的对象处理，而把原子核/离子当作经典的对象处理，因此也叫准经典的理论。玻恩-奥本海默近似是建立分子的量子理论的基础。此外奥本海默也是研究中子星和黑洞的开拓者。有些人认为如果奥本海默不是去世太早的话，奥本海默的这些天体物理的工作有可能为其赢得诺贝尔物理学奖。总的来说，奥本海默不算顶尖的物理学家，但奥本海默是美国本土第一代量子理论家，并是其中最优秀的一个，这也解释了为什么奥本海默是曼哈顿计划的科学家团队的总负责人。

2.海森堡（不确定性原理、矩阵形式量子力学，1932NP-Nobel Prize）：
Matthias Schweighöfer ...Werner Heisenberg


德国著名物理学家，量子力学的主要创始人，哥本哈根学派的代表人物，他在近代物理学上的贡献仅次于爱因斯坦和他的老师波尔。海森堡与爱因斯坦一样，具有极高的理论物理学天赋。24岁时，就与波恩建立了量子力学的完备数学体系，成为矩阵力学。后来又提出“不确定性原理”，于1932年获得诺贝尔物理学奖。他开创的量子力学理论，不仅改变了人们对客观世界的重新认知，并由此发展出激光、晶体管、电子显微镜等现代设备，对现代科学推进具有极其重要地位。海森堡还完成了核反应堆理论。1939年，德国组织了由海森堡领导的科学家团队研究核武器，史称“铀俱乐部”，成员包括1914 年诺贝尔物理奖劳厄，1954诺贝尔物理奖波特，物理学家盖革（盖革计数器）等著名科学家。当时，核裂变的发现者1944年诺贝尔化学奖哈恩和斯特拉斯曼也在德国。铀俱乐部是曼哈顿工程的主要竞争对手。

3.玻尔（哥本哈根学派、氢原子玻尔模型、玻尔半径，1922NP）：
KennETH Branagh ...Niels Bohr


玻尔通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱；提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，他还是哥本哈根学派的创始人，对二十世纪物理学的发展有深远的影响。1943年，玻尔被任命为英国的顾问与查德威克等一批英国原子物理学家去美国参加了“曼哈顿计划”。玻尔由于担心德国率先造出原子弹，给世界造成更大的威胁，所以也和爱因斯坦一样，以科学顾问的身份积极推动了原子弹的研制工作。

4.爱因斯坦（相对论、光电效应，1912NP）：
Tom Conti ...Albert Einstein


20世纪30年代后期，爱因斯坦得知了德国科学家开始研究制造原子弹的消息。联想到这种可怕的武器可能落入纳粹手中，爱因斯坦决定暂时放弃和平主义原则，与匈牙利核物理学家利奥·西拉德合作推动美国的核计划。西拉德帮爱因斯坦写了一封信，敦促时任美国总统罗斯福进行原子弹研究，促成了曼哈顿计划。

5.泰勒（氢弹之父、杨振宁导师）：
Benny Safdie ...Edward Teller


泰勒是曼哈顿计划的早期成员，于1942年受邀加入奥本海默在加州大学伯克利分校的夏季研讨会，计划开展原子弹的研制工作。泰勒在二战期间加入了洛斯·阿拉莫斯实验室的理论部，在此期间开始形成他氢弹的构想，即使它在战时并没有被优先考虑（因为只是单单制造原子弹就已经够困难了）。然而，泰勒对原子弹研究也有重要贡献，尤其是原子弹内向爆炸物理机制的理论计算。

6.劳伦斯（回旋加速器、劳伦斯伯克利实验室、1939NP，吴健雄的大导师）：
Josh Hartnett ...Ernest Lawrence


1930年设计和制造出第一台高能粒子回旋加速器，为此荣获1939年诺贝尔物理学奖。二战期间参与曼哈顿计划，主管用电磁法分离制造原子弹用的铀同位素工作。化学元素周期表中第103号元素铹以及加利福尼亚州伯克利和利弗莫尔的两所劳伦斯实验室都是为纪念他而命名的。

7.费米（费米子、费米狄拉克统计、中子物理、核反应堆、理论实验双料天才、李政道导师，三体中提到的费米悖论。。。1938NP）：
Danny Deferrari ...Enrico Fermi


1926年，费米发现了一种新的统计定律—费米-狄拉克统计。他发现这种统计适用于所有遵循泡利不兼容原理的粒子，这些粒子现在被称为费米子。费米-狄拉克统计和玻色子所遵循的玻色-爱因斯坦统计是量子世界的基本统计规律。1934年他在原先的辐射理论和泡利的中微子理论基础上提出了β衰变理论。在人工放射性被发现后不久，他实验演示了几乎所有元素在中子轰炸下都会发生核变化。这个工作促使了慢中子和核裂变的发现，被授予了1938年诺贝尔物理学奖。1938年12月，德国科学家奥托哈恩首次在实验中发现核裂变，合作者迈特纳随后在《自然》发表论文给予理论解释，首次提出核裂变理论，费米随即重复实验证实了该结论，并提出了著名的链式反应模型，并筛选出两种最适应于链式反应的元素铀235和钚239。1942年12月1日，在芝加哥大学，费米指导下设计和制造出来的人类第一台可控核反应堆首次运转成功，命名为“芝加哥一号堆”。这是原子时代的真正开端，因为这是人类第一次成功地进行了一次核链式反应。随着这项实验的成功，曼哈顿计划得以顺利推进。费米在这项工程中作为一位主要的科学顾问，继续发挥着重要的作用。

8.费曼（量子力学路径积分、量子电动力学、费曼图、费曼物理学讲义，1965NP）：
Jack Quaid ...Richard Feynman


费曼通过他的重正化理论，一举解决了困扰整个物理学界多年的难题，为现代量子力学的建立做出了杰出贡献。1940年代初，年轻的费曼就已经显露他在物理学上的非凡天赋，这使他在博士毕业之前便收到了“曼哈顿计划”的邀请。他的工作是帮助计算核爆炸的量级。在曼哈顿计划期间，他与物理学家贝特共同推导出了核武的“贝特-费曼效率公式”。除此之外，“曼哈顿计划”有一个非常根本但又十分重要的问题，就是随着工作开展急剧增加的计算量，那时候没有电脑，全都只能人工计算，这在很大程度上拖慢了工作进度，费曼发明了一个让运算并行实施的方法，大大提升了效率。

9.冯诺依曼（计算机之父、博弈论、跨界科学全才）、
（本片没出现）


曼哈顿计划在工程实践时遭遇的几乎每一次阻碍困难，都是冯诺依曼出面解决，可以说没有冯诺依曼，曼哈顿计划几乎不可能完成。他指导了原子弹最佳结构的设计，确保其体积不大可以装进一架轰炸机。他亲自设计了一枚棱镜构成内爆装置，在第一次核试验中获得了成功。他是少数几个主张内爆方法的人之一，并最终计算出了一个数学公式，表明如果内爆能以至少95%的精度保持球形的几何形状，该方法就是可以实现的。冯·诺依曼还计算出，如果爆炸在目标上方一定距离引爆，而不是在击中地面时引爆，爆炸的有效性将会提高。这大大增加了原子弹的杀伤力，也减少了爆炸产生的尘埃量。

10.维格纳（原子核吸收中子、维格纳效应，1963NP）、
（本片没出现）


曼哈顿计划中，维格纳领导了一个团队，主要任务是设计让铀产生衰变的核子反应堆。他计算并设计了世界上第一个原子反应堆，还设计了第一个水冷核反应堆。他也是第一个提出使用水以确保减慢中子安全性的人。世界上大多数核电站仍在研究这一概念。
现在，他被认为是世界上第一位核反应堆工程师。

11.西拉德（核反应堆）：
Máté Haumann ...Leo Szilard


美籍匈牙利核物理学家、美国芝加哥大学教授，曾参与美国曼哈顿计划，1933年构想出了核链式反应、1934年申请到了以中子为基础的核反应堆专利。1939年协助阿尔伯特·爱因斯坦致信美国总统富兰克林·罗斯福（史称“爱因斯坦—西拉德之信”），促成了美国的曼哈顿计划。1942年12月，他与恩利克·费米等人在芝加哥大学建立起了人类第一台核反应堆“芝加哥一号堆（Chicago Pile-1）”。

12.查德威克（中子，1935NP）：
（本片未出现）


1932年，英国物理学家查德威克证明，这种辐射不是之前认为的γ射线，而是一种质量相当于质子，但本身不带电荷的粒子。这就是我们说的中子。由于不带电，它不会受到原子内电磁力的影响，可以直冲原子核而去，只是在距原子核极近的地方，才会受到核力的影响。这个优点，让中子成为理想的“碎核利器”。查德威克担任曼哈顿计划英国小组的组长，支持英国全力投入“曼哈顿计划”，放弃战争期间实行任何自主计划的幻想。凭借丘吉尔的支持，他努力落实格罗夫斯提出的所有协助要求。

13.拉比（核磁共振、1944NP）：
David Krumholtz ...Isidor Rabi


物理学家，发明家，核磁共振仪的发明者。1930年代，伊西多·拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。由于这项研究，拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。他于1950年成为“美国物理学会”的主席。他于1952年至1956年在美国原子能委员会的“总顾问委员会”任职。他于1952年至1956年担任“美国原子能委员会”主席。

14.路易斯·阿尔瓦雷斯（共振态，直线加速器，1968NP）:
Alex Wolff ...Luis Alvarez


《美国物理学杂志》评选为20世纪最有才华和创造力的实验物理学家之一。1968年，因为“对基本粒子物理学作出的决定性贡献”，路易斯·阿尔瓦雷斯被授予该年度的诺贝尔物理学奖。1944年，阿尔瓦雷斯来到新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯，为曼哈顿项目工作。在那里，他为钚弹设计了一种新型的电子引爆方式。

15.汉斯·贝特（恒星能量，核武器效率公式--贝特-费曼公式，1967NP）：
Gustaf Skarsgård ...Hans Bethe


师从物理学家索末菲。为逃避纳粹迫害，贝特于1935年离开欧洲来到美国。贝特因在1938年解释了为什么恒星能够在长时间里向外释放如此之多的能量而获得诺贝尔奖。贝特任曼哈顿计划的洛斯阿拉莫斯实验室理论物理部主任，计算核武器效率的公式就叫贝特－费曼公式。

16.帕特里克·布莱克特（云室，宇宙射线，1948NP）：
James D'Arcy ...Patrick Blackett


英国物理学家，曾任英国皇家学会会长，1948年诺贝尔物理学奖获得者。布莱克特在科学上的重要贡献是改进了威尔逊云雾室和照相技术，创制了自动计数控制的云雾室照相技术，借助于它来研究宇宙射线得到了许多重要发现。另一个重要贡献是对原子核的人工嬗变的研究，原子核的人工嬗变为人造新元素奠定了基础。第二次世界大战期间，布莱克特在G.汤姆孙的领导下从事原子弹研究，他极力主张把这一研究集中到美国进行，以提高效率和保证安全。他也是奥本海默在剑桥的小老板，二人相处的不好，以致于奥试图用一只毒苹果去毒死布。此事在奥父亲的介入下，奥并未受到起诉。但被要求去看精神病医生。

17.范内瓦·布什（曼哈顿计划，计算机，搜索引擎）：
Matthew Modine   ...Vannevar Bush


是二战时期美国最伟大的科学家和工程师之一。战时他创立的美国科学研究局(OSRD)对美国取得二战胜利起到了关键性的作用，当时几乎所有的军事研究计划都出自于范内瓦的领导。其中最著名的莫过于“"曼哈顿计划”。其后，他先后参与了从氢弹的发明、登月飞行直到“星球大战计划”的众多重大的科学技术工程。美国政府依据布什的建议和构想批准成立的国家科学基金会（NSF）和高级研究规划署（ARPA）等科研机构保证了美国在尖端科技领域的长期领先地位。

18.库尔特·哥德尔（逻辑学大师，计算机和AI理论之父）：
James Urbaniak ...Kurt Gödel


著名数学家，奥本海默和爱因斯坦的朋友。

19.内德梅耶（正电子，合作伙伴被授予诺奖）：
Devon Bostick ...Seth Neddermeyer


内德梅耶领导的E-5研究小组对内爆式构型进行研究。
20.康普顿（康普顿效应，1927NP，吴有训导师）
（本片未出现）


美国著名的物理学家，“康普顿效应”的发现者，1927年诺贝尔物理学奖得主。 1922年，康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大，他认为这是光子和电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，康普顿假设光子和电子、质子这样的实物粒子一样，不仅具有能量，也具有动量，碰撞过程中能量守恒，动量也守恒．按照这个思想列出方程后求出了散射前后的波长差，结果跟实验数据完全符合，这样就证实了他的假设。这种现象叫康普顿效应。用经典电磁理论来解释康普顿效应遇到了困难。康普顿借助于爱因斯坦的光子理论，从光子与电子碰撞的角度对此实验现象进行了圆满地解释。康普顿效应第一次从实验上证实了爱因斯坦提出的关于光子具有动量的假设。揭示了微观粒子的波粒二象性，这在物理学发展史上占有重要的地位。1941年11月6日，康普顿作为国立科学院铀委员会主席，发表了一篇关于原子能的军事潜力的报告，这篇报告促进了核反应堆和原子弹的发展。康普顿曾参与曼哈顿计划，任芝加哥大学冶金实验室主任，1942年12月与恩利克·费米等人协作建立起了人类第一台核反应堆“芝加哥一号堆（Chicago Pile-1）”。退休后，他发表了《原子探索》一书。这是一部名著，它完整而系统地汇集了曼哈顿计划中所有同事的研究成果。
21.西博格（钚，超铀元素，1951NP）：
（本片未出现）


美国著名化学家、1951年诺贝尔化学奖得主、世界著名高等学府加州大学伯克利分校校长(1958-1961年)。1940年他与麦克米伦等人共同发现了94号元素钚。在第二次世界大战期间，他领导的芝加哥大学冶金实验室，创立了生产原子弹材料钚的化学流程，这是核武器研制成功的一个关键步骤。

22.尤里（氘，1934NP）：
（本片未出现）


美国宇宙化学家、物理学家。1931年年底，发现氘(重氢，氢的同位素)，1934年荣获诺贝尔化学奖。制造原子弹必须把铀235和铀238分离开来。尤里负责研究分离方法。

23.弗兰克（弗兰克-赫兹实验，1925NP）
（本片未出现）


德国著名实验物理学家（后加入美国国籍），1925年诺贝尔物理学奖得主 。詹姆斯·弗兰克与赫兹测定了使电子从原子中电离出来应需要多大能量的问题，即著名的“弗兰克-赫兹实验”。他们让具有一定能量的电子与水银蒸气分子发生碰撞，借以计算碰撞前后电子能量的变化。实验的结果明确地表明：电子在与水银原子碰撞时，电子严格地损失4.9电子伏特的能量，也就是说，水银原子只能接收4.9电子伏特的能量，这个事实无可非议地说明了水银原子具有玻尔所设想的那种“完全确定的、互相分立的能量状态”。所以说，弗兰克-赫兹实验是能量转变量子化特性的第一个证明，是玻尔所假设的量子化能级的第一个决定性的证据。弗兰克早期任德国哥廷根大学物理系主任兼物理学教授，从1938年起一直担任世界顶级学府美国芝加哥大学物理系教授直至去世。美国曼哈顿计划期间，弗兰克与同在芝加哥大学的著名物理学家费米、阿瑟·康普顿等人一起建立了人类第一台核反应堆（“芝加哥一号堆”）。为了纪念他，芝加哥大学成立了著名的弗兰克研究院，与费米研究院并列为物理系两大研究院。

24.科南特（哈佛大学化学系主任、哈佛大学校长，科学促进会和教育理事会会长，美国国防研究委员会主席，美国原子能委员会总顾问委员会委员）：
Steve Coulter        ...James Conant


科南特任哈佛大学校长期间，提出了著名的“非升即走”的大学教师聘任制度。。。科南特是奥本海默的坚定支持者。

25.克劳斯·福克斯（德国物理学家）
Christopher Denham        ...Klaus Fuchs


克劳斯·福克斯在原子能理论领域所具有的声望使其被吸收入英国科学家小组，前往洛斯-阿拉莫斯与美国同行在“曼哈顿工程”框架内共同工作。其他自己百度吧。

26.塞伯尔（原子弹代号命名者）
Michael Angarano        ...Robert Serber


美国物理学家。塞伯尔于1934年加入了加州大学伯克利分校的奥本海默研究小组，该小组由国家研究委员会资助，从事博士后研究工作，塞伯尔甚至还曾一度负责监管奥本海默的研究生。塞伯尔于1938年离开伯克利，前往伊利诺伊大学香槟分校任教。1942年4月，他又重新回到了奥本海默的团队，其任务是研究汤姆森和康普顿关于临界质量和炸弹效率的评估报告。1943年4月，洛斯阿拉莫斯实验室组建之初，参与者中对整个项目有大致了解的人只有少数几个，其中有当时34岁的塞伯尔以及该实验室的主任、塞伯尔的前合作者奥本海默。为了使研究团队中的新人尽快熟悉情况，塞伯尔发布了一系列关于核武器物理学的讲座。讲座的内容是自1938年末发现核裂变到洛斯阿拉莫斯实验室成立这段时间所进行的相关研究。爱德华·康登把这些讲座笔记做成了一份报告，在1992年该报告由塞伯尔作了注释并以书的形式得以出版，这就是《洛斯阿拉莫斯入门》。《洛斯阿拉莫斯入门》是一份非同寻常的文件。读过之后会有一种身临其境的感觉，似乎来到洛斯阿拉莫斯计划的执行之初。在其24页的篇幅中，塞伯尔巧妙地总结了已有的核裂变相关知识并为未来工作及可能出现的挑战制定了一份颇有先见之明的路线图。在洛斯阿拉莫斯期间，塞伯尔发展了相关的流体力学理论。他还根据设计形状为原子弹创造了代号——“小男孩”（铀枪）、“瘦子”（钚枪）和“胖子”（钚内爆）。1945年9月初，塞伯尔是第一支进入广岛和长崎的美国团队的一员，评估损坏情况，并收集碎片进行为期五周的任务测试。

27.奥托哈恩（核裂变反应，1944NP）：
（本片未出现）


德国放射化学家和物理学家。1938年他与合作者在用中子轰击铀核的过程中，使铀核发生裂变。核裂变的意义不仅在于中子可以把一个重核打破，关键的是在中子打破重核的过程中，同时释放出能量。核裂变的发现无疑是释放原子能的一声春雷。在此之前的人们对释放原子能的争议中，怀疑论者还占上风，不少人以为要打破原子核，需要额外供给强大的能量，根本不可能在打破的过程中还能释放出更多的能量。人工核裂变的试验成功，是近代科学史上的一项伟大突破，它开创了人类利用原子能的新纪元，具有划时代的深远历史意义。奥托·哈恩也因此荣获1944年诺贝尔化学奖（哈恩的助手德国著名女科学家迈特纳也有非常重要的贡献，她在《自然》发表文章第1个解释了哈恩的核裂变试验，并创造了核裂变这个词，但可惜没有获奖，哈恩把诺贝尔奖金的一部分分给了迈特纳，但之后哈恩不再提迈特纳的贡献，但几十年后，二人还是一笑泯恩仇，保持了长久的友谊，二人也都支持原子能用于和平事业，反对核武器。由于犹太身份，她在战前离开了德国，并拒绝了曼哈顿计划的邀请）。

从1938年奥托哈恩发现核裂变到1945年原子弹试验成功，只有短短7年时间，量子物理的第一批天才科学家包括理论创立者、运用量子力学的实验物理学家和化学家、理论物理学家、早期计算机科学家，以及战争的推动都起到了关键作用。

即使是纪录片，也让学物理的人激动不已，诺兰让这份激动心情×10，三个小时，最不嫌枯燥的一拨人。这种史诗式个人传记电影 肯定和商业大片不一样，更接近文艺片，注定不会讨好所有观众，但诺兰的这类片子大概率会在影史上熠熠生辉。
借用百度百科一张图，论物理学家的个人魅力，还得是费曼、朗道和奥本海默：

学习了，赞！

物理学家本人照比演员有气质

只是，哥德尔不完备定理错了。 他论文的公式（8.1）含有 "subst(y,19,number(y))"的表达式。subst的第一个参数y，表示某一个命题的哥德尔数；第二个参数19，表示刚才所说的命题当中含有自由变量y。这意味着，哥德尔给一个符号“y”赋予了两种不同的含义，同样违反了同一律。 这个错误形式和说谎者悖论是完全相同的。

谁问你了

费曼那个是黑袍纠察队主角吗[捂脸]

本来准备星期六去看的 分级换成mission impossible了 可恶[大哭]

费曼能找个帅点的吗，不如本人[捂嘴]

那张奥本海默的图……让我下意识有了一种让东木老爷子来演可能更好的感觉（太老了，遗憾）

学过量子力学和固体物理的，一半都认识[捂脸]