马克斯·冯·劳厄（1914年诺贝尔物理学奖得主）
马克斯·冯·劳厄（1914年诺贝尔物理学奖得主）
| 马克斯·冯·劳厄 Max von Laue | |
| 出生 | 1879年10月9日 德意志帝国科布伦茨 |
| 逝世 | 1960年4月24日（80岁） 西德柏林 |
| 国籍 | 德国 |
| 身份 | 物理学家 |
| 获奖年份 | 1914年 |
| 奖项类别 | 诺贝尔物理学奖 |
| 获奖理由 | 发现晶体对X射线的衍射 |
生平
马克斯·西奥多·费利克斯·冯·劳厄1879年10月9日出生在德意志莱茵河畔的科布伦茨（Koblenz）。他的父亲尤利乌斯·冯·劳厄是一名普鲁士军队的陆军法务官，后来被擢升为贵族。母亲伊丽莎白出身于富裕的酿酒商家族。由于父亲的工作调动，劳厄的童年随家庭多次搬迁，先后在布雷斯劳（今波兰弗罗茨瓦夫）、柏林和斯特拉斯堡居住。
劳厄先后在斯特拉斯堡大学、哥廷根大学、慕尼黑大学和柏林大学学习物理学和数学。在柏林大学期间，他师从马克斯·普朗克（Max Planck），深受普朗克热力学和辐射理论的影响。1903年，劳厄在普朗克指导下获得博士学位，论文题目是关于干涉光谱仪的数值研究。
获得博士学位后，劳厄先后在格丁根大学、慕尼黑大学担任助手，1909年起在慕尼黑大学任教。1912年，他在慕尼黑做出了他学术生涯中最重大的发现——X射线在晶体中的衍射。1914年，35岁的劳厄因这项发现获得诺贝尔物理学奖。第一次世界大战期间，他曾短暂在军方从事无线电报研究工作。战后，劳厄先后在柏林大学、理论物理研究所任教。1960年4月24日在西柏林逝世，享年80岁。
学术生涯
劳厄在慕尼黑大学时期最关键的灵感的来由颇具戏剧性。1912年年初，他与博士生保罗·尼普霍尔德（Paul Knipping）和瓦尔特尔·弗里德里希（Walther Friedrich）讨论X射线的本质。当时X射线的波动性和粒子性之争仍无定论。劳厄注意到，如果X射线是波长极短的电磁波（波长约10⁻¹⁰米），那么晶体中原子规则排列的间距（约10⁻¹⁰米）恰好可以作为X射线的天然光栅，产生衍射现象。
劳厄将这一灵感付诸实验。1912年4月，弗里德里希和尼普霍尔德在劳厄的建议下，用一束X射线照射一块硫酸铜晶体，并在晶体后方的照相底片上观察到了规则的衍射斑点——这就是后来以他命名的"劳厄图样"（Laue pattern）。这一实验同时证明了两个重要事实：第一，X射线是短波长的电磁波，具有波动性；第二，晶体内部的原子排列具有周期性三维空间结构。
劳厄衍射原理很快被威廉·亨利·布拉格和威廉·劳伦斯·布拉格父子加以系统化和发展。小布拉格提出了著名的布拉格方程（Bragg's law）：2d sinθ = nλ，将衍射角度与晶体平面间距精确关联起来。X射线晶体学因此成为一门真正的科学工具。
获奖成就
1914年，劳厄因"发现晶体对X射线的衍射"被授予诺贝尔物理学奖。评审委员会认为这一发现"同时为两种长期的科学辩论画上了句号"——X射线的本性问题（波动性）和晶体的原子结构问题（周期性排列）。1915年，劳厄在诺贝尔奖颁奖词中详细阐述了X射线衍射理论的数学基础，以及该技术如何成为"解读物质微观构造的钥匙"。
劳厄的诺贝尔奖证书上是物理学史上独一无二的装饰——上面绘制了硫酸铜晶体的劳厄衍射图样，象征着这一发现将肉眼不可见的微观秩序变成了可见的数学模式。这一发现的影响几乎涵盖所有物质科学领域：物理学家利用它确定晶体结构；化学家利用它解析分子构型；材料学家利用它分析合金和矿物的微观形态。
历史贡献
劳厄的衍射发现是20世纪物理学最关键的实验突破之一。X射线晶体学使得人类首次能够"看到"原子在空间中的排列方式。这项技术催生了后来对DNA双螺旋结构（沃森和克里克，1953年）、蛋白质三维结构（肯德鲁和佩鲁兹，1962年获奖）、复杂矿物的晶体结构的系统解析。今天的生物大分子X射线晶体学仍然是结构生物学中最核心的技术之一。
劳厄本人在理论物理方面也有重要贡献。他撰写的《相对性原理》（Das Relativitätsprinzip, 1913年）是世界上第一部系统地阐述狭义相对论的专著，对爱因斯坦相对论的早期推广起到了关键作用。他的《物质波理论》（Materiewellen und ihre Interferenzen）一书也是量子力学领域的经典著作。劳厄在柏林大学时期是"柏林物理学会"的核心成员，与爱因斯坦、普朗克、能斯特等人保持着密切的学术交往。
二战时期，劳厄表现出了坚守科学伦理的勇气。他是德国物理学界中少数公开反对纳粹政权干预科学研究的人之一。他拒绝参与纳粹的"德国物理学"运动（该运动将爱因斯坦的相对论污蔑为"犹太物理学"），并尽力保护受到迫害的犹太科学家。他的这种立场使得他在纳粹时期受到了严密监视。
轶事典故
劳厄一生坚持科学无国界。1912年，在X射线衍射实验成功后不久，他没有立即申请专利或封锁信息，而是将实验结果免费提供给威廉·亨利·布拉格。后来的布拉格方程将劳厄方法推向了实用阶段。有人问劳厄是否后悔没有先发制人获得更多学术回报，他回答："知识属于全人类。物理、化学、生物——它们之间不应该有围墙。"
二战期间，劳厄的家中曾秘密收藏了犹太科学家朋友们留下的贵重书籍和仪器。他的助手回忆说，劳厄以"我需要在研究中用到这些"为由拒绝了党卫军多次上门搜查。1943年，他的房子在一次空袭中被炸毁，这些珍贵的资料也随之化为灰烬，但他从未抱怨过。
劳厄与爱因斯坦是终生的挚友。爱因斯坦曾称赞劳厄的《相对性原理》一书是"对相对论最忠实的阐述"——不仅没有理解错误，甚至比原著更清晰。1955年，爱因斯坦逝世后，劳厄在柏林大学主持了悼念活动，不顾当时德国冷战分裂的政治现实坚持宣扬爱因斯坦对科学的贡献。
劳厄的最后一段小故事也令人感慨。1960年，80岁的劳厄在驾车时意外遭遇车祸身亡。当他在柏林洪堡大学医院去世时，身上还带着一本正在校对的相对论著作。
参考文献
- Nobel Foundation: Max von Laue – Biographical
- M. von Laue, "Concerning the Detection of X-Ray Interferences", Nobel Lecture, 1915
- E. H. Wiebenga, "Max von Laue: A Biography", 1949
- 《X射线晶体学基础》，周公度，北京大学出版社
- 《相对论入门——劳厄与爱因斯坦》，上海科技教育出版社
- 郭奕玲，《诺贝尔物理学奖百年回顾》