从哈佛博士到 “磁学之父”:范弗勒克的理论,藏在你的手机里
创始人
2026-05-12 20:40:42

127 年前的今天,一位科学巨匠诞生,重塑人类对磁性的认知

1899 年 3 月 13 日,美国康涅狄格州的一个学术世家迎来了一个男婴 —— 约翰・哈斯布鲁克・范弗勒克(John Hasbrouck van Vleck)。谁也没想到,这个从小浸润在数学与物理氛围中的孩子,日后会成为颠覆传统磁学、被誉为 “现代磁学之父” 的传奇物理学家,用量子力学为人类打开了微观磁性世界的大门。

1974年的范扶累克

学术生涯:23 岁获哈佛博士,量子革命中的先行者

范弗勒克的学术之路堪称 “开挂”:1920 年从威斯康星大学本科毕业,随后进入哈佛大学深造,1921 年拿下硕士学位,翌年(1922 年)便以 23 岁之龄斩获博士学位。他的博士论文聚焦氦原子结合能计算,成为美国首篇纯量子理论研究论文,水准与玻尔等欧洲物理巨擘同期工作不相上下。

1926-1928 年,正值量子力学席卷科学界的黄金时代,范弗勒克敏锐捕捉到新理论的革命性潜力,率先将其引入磁学研究。在此之前,人类对磁性的理解仅停留在宏观现象 —— 比如磁铁能吸铁、指南针指向南方,但没人能说清 “磁性从原子层面到底是什么”。

1977 年诺贝尔物理学奖——电子结构理论

颠覆认知:氧气居然是 “顺磁体”?他开创磁学新理论

范弗勒克的第一个重大突破,是打破了传统磁学的认知边界:

  • 他提出 “范弗勒克顺磁性”理论,证明某些原本被认为是 “抗磁性” 的分子(比如我们呼吸的氧气 O₂),其实会表现出顺磁性;
  • 更颠覆常识的是,他发现部分顺磁物质的磁化率居然与温度无关,这一发现突破了居里定律的适用范围,至今仍是稀土永磁材料、磁性传感器研发的理论基础。

1941 年,他进一步发展晶体配位场理论,首次清晰解释了反铁磁性现象。这套理论有多牛?如今它仍是解释复杂化合物化学键的 “终极工具”,从手机里的芯片到医疗设备的永磁体,从量子计算的自旋材料到新能源电池的电极设计,都离不开它的支撑。正是通过 “配位场工程” 精准调控分子自旋,为超高密度信息存储提供了新思路 —— 这正是对范弗勒克理论的当代延续。

跨界传奇:二战时的雷达功臣,惠及射电天文学

这位 “磁学大师” 的贡献远不止于基础科学。二战期间,范弗勒克投身军工研究,在雷达技术领域立下汗马功劳:

  • 他发现大气中水分子会强烈吸收 1.25 厘米波长的雷达波;
  • 而氧分子则对 0.5 厘米波长的雷达波有类似效应。

这一关键发现直接推动了雷达系统的优化设计,解决了当时雷达通讯的信号干扰难题,更成为后来射电天文学诞生的重要理论基础 —— 如今我们能 “倾听” 宇宙深处的天体信号,背后也有他的一份功劳。

迟来的荣誉:78 岁问鼎诺奖,婚姻成科学佳话

1977 年,78 岁的范弗勒克与另外两位物理学家共同荣获诺贝尔物理学奖,表彰他们 “对磁性和无序系统电子结构的基础性理论研究”。巧合的是,诺贝尔奖颁奖典礼当天,恰好是他与妻子阿比盖尔结婚 50 年半的纪念日,成为科学史上的一段温情佳话。

这位科学巨匠的一生,横跨量子力学革命与现代科技爆发的时代。他用数学的严谨与物理的直觉,搭建起微观原子与宏观磁性的桥梁,其学术遗产至今仍深刻影响着材料科学、量子计算、新能源等前沿领域。

今日纪念:科学的光芒,永远照亮未来

127 年后的今天,当我们使用手机、依赖雷达导航、期待量子计算的突破时,都不应忘记这位 “现代磁学之父” 的开拓之功。真正的科学突破,往往始于对 “常识” 的质疑,成于对未知的执着探索。只有那些敢于冒险的人,才会拥有不可思议的收获。

相关内容

热门资讯

托举天舟十号升空!长七火箭“美... 5月11日8时14分,天舟十号货运飞船载着总重近6.2吨的补给物资和实验载荷,在长征七号遥十一运载火...
“一人公司”社区落地贵阳高新区 5月7日,贵州科学城科技创新园与贵州星梦源科技有限公司正式签署合作协议,共同落地OPC(One Pe...
市、区科协联合开展科普大篷车进... 2026.5.11 近日,兰州市科协与城关区科协科普大篷车先后联合走进城关区拱星墩小学、文璟学校、甘...
科技保险从有保障迈向高质量 从人形机器人到人工智能大模型,从创新药到光电融合芯片……近年来,科技创新领域成果不断涌现。科技创新是...
天舟十号带货!太空光伏炸场,柔... 5 月 11 日,天舟十号货运飞船成功发射,除常规补给外,一件 “黑科技” 货物引爆市场 —— 我国...