PAULI, Wolfgang (Ernst)

P. pochodził z rodziny niemiecko-żydowskiej osiadłej pierwotnie w Pradze. Jego ojcem był dr med. Wolfgang Josef P. (1869-1955), od 1922 r. profesor zwyczajny i dyrektor nowo utworzonego Instytutu Medycznej Chemii Koloidowej na Uniwersytecie Wiedeńskim, który w związku z powołaniem go na Uniwersytet Wiedeński w roku 1898 przeszedł na katolicyzm. Jego matką była Bertha Camilla Maria, de domo Schütz (1878-1927, popełniła samobójstwo), pisarka oraz socjalistycznie i feministycznie nastawiona redaktorka Neue Freie Presse. Podobno już jako 12-latek P. , którego ojcem chrzestnym był słynny wiedeński fizyk i filozof Ernst →Mach, poprawił na publicznym wykładzie błąd rachunkowy swego późniejszego nauczyciela Arnolda Sommerfelda, a mając lat 16 przeczytał i zrozumiał wówczas jeszcze nie całkiem powszechnie uznaną teorię względności Einsteina.
W 1918 r. P. złożył w Wiedniu maturę z wyróżnieniem, a następnie studiował w Monachium u Sommerfelda, gdzie został wprowadzony w strukturę atomu i podstawy teorii kwantowej. Po pierwszej pracy, opublikowanej w 1919 r., nastąpił artykuł będący szczegółowym krytycznym rozbiorem teorii względności ‒ przez samego Einsteina przyjęty jak najbardziej pozytywnie i z inicjatywy Sommerfelda wydany później też w formie książki, a w 1956 r. w nowym wydaniu po angielsku.
W 1921 r. P. obronił pracę doktorską “summa cum laude” i w tym samym roku został asystentem Maxa Borna w Getyndze. Jego dysertacja prowadziła do wniosku, że teoria kwantów w postaci, w jakiej funkcjonowała w tamtym czasie, była błędna. W 1922 r. P. przyjął zaproszenie Nielsa Bohra i przeprowadził się do Kopenhagi, gdzie jego głównym zadaniem było wyjaśnienie efektu Zeemana, polegającego na odmiennym od oczekiwanego rozszczepieniu linii spektralnych wysyłanych przez atom umieszczony w polu magnetycznym.
W 1923 r. P. został pomocnikiem naukowym Wilhelma Lenza na Uniwersytecie w Hamburgu i w związku z tym pracował z Wernerem Heisenbergiem, z którym zaprzyjaźnił się w Monachium, a także z Bornem i Bohrem nad mechaniką macierzową. Po habilitacji w 1924 r. wygłosił mowę inauguracyjną jako „Privatdozent”, w której wyraził swoje przekonanie sprzeczne z poglądem Bohra, że musiałyby istnieć wzajemne stosunki pomiędzy konfiguracjami elektronowymi a liniami spektralnymi efektu Zeemana. Bohr zakładał swego rodzaju jądro atomowe jako przyczynę efektu Zeemana, podczas gdy P. domniemywał istnienie obok trzech już znanych liczb kwantowych (długość orbity, moment pędu oraz dozwolone i zarazem jedyne możliwe kierunki) jakąś inną, jeszcze nieznaną właściwość elektronów. Ta czwarta liczba kwantowa została przez późniejszą naukę zidentyfikowana jako obrót elektronu wokół własnej osi (“spin”). Wreszcie w 1925 r. P. opublikował swój i dziś jeszcze nazywany jego nazwiskiem “Zakaz P.” (bądź “reguła P.”), według którego w danym stanie kwantowym, jeśli jest on opisany przez wszystkie cztery liczby kwantowe, nie może się znajdować więcej niż jeden elektron. Teoria ta, za którą P. otrzymał w 1945 r. Nagrodę Nobla z fizyki, zyskała ogromnie na znaczeniu, gdy sobie uświadomiono, że jeszcze nieodkryte elementy w układzie okresowym można przewidzieć i zaklasyfikować przez teoretyczne określenie ilości konfiguracji i ilości elektronów w konfiguracjach atomu.
P., który w 1926 r. został mianowany profesorem nadzwyczajnym, pracował w Hamburgu także nad ciepłem właściwym i konduktywnością atomów, a poprzez swoje badania nad magnetycznymi własnościami materii stworzył ważną podstawę dla późniejszej fizyki metali. W uzupełnieniu do Erwina Schrödingera (→Schrödinger) stworzył on nierelatywistyczne równanie falowe opisujące spin elektronów. Będąc już od roku profesorem nadzwyczajnym fizyki teoretycznej na ETH Zurych stworzył w 1929 r. ‒ we współpracy z Heisenbergiem, kwantową teorię pola, będącą połączeniem teorii względności Einsteina z teorią kwantową. Przy badaniu jąder wodoru (protonów) P. wykazał, że mają one jak elektrony spin połówkowy i spełniają wymogi „zakazu P.”. W początku lat 30-tych XX w. pracując nad problemem rozpadu beta dostrzegł, że energia cząstek wyrzuconych z jądra atomowego w wypadku różnych atomów tej samej substancji nie zawsze jest jednakowa, i wytłumaczył owo znikanie części energii emitowaniem do elektronu drugiej cząstki niemającej godnej zauważenia masy ani ładunku elektrycznego. Cząstka ta, później nazwana przez Enrico Fermiego neutrino i eksperymentalnie potwierdzona dopiero w 1956 r. przez Cowana i Reinesa w Los Alamos (USA), miałaby zdaniem P. powstać w chwili wyrzucania z jądra i po udanej zmianie w atomie znowu znikać.
W roku 1935/36 P., mając już za sobą wykłady gościnne w 1931 r. na Uniwersytecie Państwowym w Michigan, przebywał jako profesor-gość w Institute for Advanced Study w Princeton, New Jersey. W tym samym czasie był tam również Einstein.
Wraz z Anschlussem Austrii w marcu 1938 r. P. otrzymał niemiecki paszport, i mimo iż nie był przez władze niemieckie oficjalnie zaklasyfikowany jako “Żyd”, musiał jednak bać się o swoją przyszłość, mając na uwadze swoje pochodzenie, emigrację ojca, siostry Herthy (1909-1973) i kuzyna Felixa. Po wielokrotnym odrzuceniu podań P. o obywatelstwo szwajcarskie przyjął on w 1940 r. ponowione zaproszenie do Instytutu w Princeton i pozostał w Stanach Zjednoczonych na wielokrotnie przedłużanym urlopie do 1946 r. W czasie pobytu w Ameryce prowadził wykłady gościnne w Michigan University (1941) i na Purdue University (1942), a także został przyjęty do American Physical Society i American Association for the Advancement of Science. W latach 1945-1947 P. był wydawcą Physical Review. W 1946 r. jako laureat Nagrody Nobla przyjął obywatelstwo amerykańskie, ale jeszcze w tym samym roku przybył do Szwajcarii i w końcu w roku 1949 uzyskał obywatelstwo szwajcarskie równocześnie z mianowaniem na profesora zwyczajnego.
P., który napisał też kilka mniej znanych szerszej publiczności prac matematycznych, prowadził w latach 20. korespondencję z Moritzem Schlickiem, następcą Macha (→Mach) w Wiedniu, dalej: wiedeńskim historykiem sztuki Erwinem Panofskim i niemiecko-żydowskim historykiem religii Gerhardem (Gershomem) Scholemem, który w 1923 r. wyjechał do Palestyny.
Zwłaszcza po II wojnie światowej P. intensywniej zajmował się problemami spoza fizyki. Przypisywał szczególne znaczenie kierunkowi uwagi i intuicji przy tworzeniu systemu praw przyrodniczych i wyznawał kosmiczny porządek, któremu podlega zarówno dusza poznającego, jak i to, co w percepcji zostało poznane. Szczególnie pociągającym wydawał mu się holistyczny światopogląd C. G. Junga. Poczynając od 1953 r. P. prowadził z Heisenbergiem bardzo istotną dyskusję o jego jednolitej teorii materii (“formuła świata”).
W 1928 r. P. został członkiem Szwajcarskiego Towarzystwa Fizycznego, na którego spotkaniach dyskusyjnych był częstym i mile widzianym gościem. W 1930 r. otrzymał Medal Lorentza, w 1952 ‒ Medal Franklina. W 1953 r. został foreign member w Royal Society w Londynie.
P., który w 1934 r. poślubił w Szwajcarii pochodzącą z Monachium Francę Bertram (1901-1987), pozostał bezdzietny. Był człowiekiem muzykalnym ‒ w dzieciństwie kształciła go babka ze strony matki, śpiewaczka wiedeńskiej opery dworskiej. Silna osobowość łączyła się w nim z radością życia i głębokim zrozumieniem ludzkich spraw. P. nazywano “sumieniem fizyki” przez wzgląd na jego starania o obiektywizm i humanitaryzm. P. zmarł jadąc taksówką do szpitala na jakąś do dzisiaj nieznaną chorobę, przypuszczalnie na raka.