長岡半太郎（日語：長岡 半太郎／ながおか はんたろう Nagaoka Hantarō，1865年8月15日—1950年12月11日），日本長崎縣人，物理學家，被譽為日本物理學之父。他于1903年獨立提出土星型有核原子結構的“長岡模型”，否定了英國物理學家約瑟夫·湯姆遜在同年提出的“梅子布丁模型”。長岡半太郎的研究證明了亞洲人在自然科學方面也是有天賦的，盡管他的努力在當時被歐洲科學家有意忽視。他提出一種稱之為“土星模型”的結構——即圍繞帶正電的核心有電子環轉動的原子模型。他的模型預言了質子的存在，并為后來的原子模型發展奠定了基礎。長岡市半太郎在光譜學等領域也有一定成就，他在1909年發表了一篇關于螺線管電感的論文，并提出了長岡系數。
人物經歷
1865年8月19日生于長崎縣大村市，是藩士長岡治三郎的獨生子，其父是大村藩勤王派三十七武士之一，后成為政府官員。幼時長岡半太郎曾于大村藩藩校五教館（長崎縣立大村高等學校前身）求學。1874年隨父母一起進京，由于小學很頑皮，轉入湯島小學時留了一級，后因學校有英語課使他對學習產生了興趣，1876年又考上了東京的英語學校。由于父親工作的調動，長岡半太郎又轉入大阪英語學校（大阪專門學校），最后才又重新進入東京大學預備門讀書。1882年9月，長岡半太郎進入東京帝國大學理學部就讀，先后師從山川健次郎教授（1854-1931，日本教育家）和時任助教授的田中館愛橘（1856-1952，日本地球物理學）。1887年在理學院畢業，同時升入研究生院，當時物理學專業的學生個年級也只有一兩名。他的研究課題是：《關于磁偏角的實驗與研究》，這是外籍教師諾德在來日本之前就開始研究的課題。1887年，德國物理學家赫茲首先發表了電磁波的發生和接收的實驗論文，這一成功的實驗證明了電磁波的存在。長岡市得知這一消息后，立即再重做實驗，并在許多人面前進行介紹。1889年他所寫的關于磁偏角的研究論文，在世界上受到普遍重視，一躍而成為世界物理學界的知名人物。
1890年長岡任東京帝國大學理學院的副教授，同時繼續進行磁偏角方面的研究。1891年10月28日在岐阜縣和愛知一帶發生了大地震，即“濃尾地震”，七千多人死亡，巖層斷裂，留下了相差六米的斷層。長岡在這時根據“濃尾地震”來測定地磁的變化，開始對地震進行研究。1893年因磁氣歪現象的研究而獲得理學博士的學位，同年到德國留學三年，在柏林、慕尼黑和維也納等地學習，并師從奧地利物理學家路德維希·玻爾茲曼。1896年長岡市回國后，成為東京帝國大學教授，他一方面擔任應用數學和理論物理學的教學工作，另一方面繼續進行他的研究，對磁偏角和巖石彈性波以及全國各地的重力進行測定工作，對地磁、海嘯、地震和火山等現象也進行研究，在地震學分野也有很多業績，這些研究工作使日本的物理學達到了世界的先進水平，也為日本的防震防災工作提供了可靠的理論數據。1900年，在歐洲的國際物理學會議第一次發表關于磁偏角的論文。
1903年，長岡首先提出土星型有核原子結構模型的理論，這成為英國物理學家歐內斯特·盧瑟福在1911年提出的“原子行星模型”的先導。這個理論的提出并預言質子的存在，在世界上引起很大的反響。為了更深入地研究原子的內部結構，他開始對光譜學進行細致地實驗與研究。1925年，從東京帝國大學屆齡退休，曾經擔任理化學研究所主任研究員、大阪大學的首任校長、日本學術振興會會長、貴族院議員、第13任帝國學士院院長等職務。
1917年，日本創立物理化學研究所，長岡任理化學研究所所長和物理學部長。從此對于同生產相結合的科研工作產生興趣，他則指導當時物理學之中主要課題《原子光譜的研究》，并繼續在光譜實驗研究的基礎上，發展了自己的原子核結構的理論。在數學物理學的研究上也有不少貢獻，他編輯整理了《橢圓積分表》等各種數值表和計算表。
1930年長岡被聘為蘇聯科學院名譽院士。1931年到1934年間，長岡市擔任了新建的大阪大學的第一任校長。1934年被選為貴族院議員，1939年又擔任帝國學士院院長，兼任日本學術振興會理事長。
1937年長岡接受第一屆日本文化勛章，他所培養的學生，遍布物理學的各個學科領域，日本基本粒子論的創始人仁科芳雄是他的研究生；日本第一個諾貝爾物理學獎金的獲得者湯川秀樹，也是在他在大阪大學擔任校長期間，不斷的鼓勵下獲得成功的，可以說長岡是日本物理學幾乎各個領域的奠基者和創始人。
長岡市雖然處在日本學術界的最高地位，擔任了學術行政的最高職務，但是他在晚年仍孜孜不倦地進行研究，1950年12月11日，已經85歲的長岡，在逝世前的一個小時，仍在自己的書房埋頭于地球物理學的論文研究。
成就
自1896年，法國物理學家安東尼·貝克勒爾意外發現了的天然放射性，開啟了現代原子物理學的篇章，世界各地的學者便開始更為注視對原子結構的研究。英國物理學家約瑟夫·湯姆遜發現帶負電的電子暗示中性原子內也應該有帶正電荷的粒子，提出原子應該是一個帶正電且電荷均勻分布的圓球，而電子則像梅子分散在布丁上，并在1903年提出“梅子布丁模型”。長岡半太郎反對湯姆生的模型，并指出相反電荷間是無法穿透的。他提出的模型則是帶正電子的核心在原子中間，周圍環繞著若干電子，類似土星和土星環的狀況。于是，長岡半太郎在同年獨立提出原子的準行星模型，稱為“半太郎土星模型”。長岡半太郎建議電子的軌道就像土星環，這是從蘇格蘭學者詹姆斯·馬克士威的土星環穩定理論獲得的靈感。他的模型是基于跟土星環穩定性的類似解釋（土星環能穩定存在是因為土星質量極大），并提出了以下兩個預測：
一個質量極大的原子核（類似極大質量的行星）。
電子環繞原子核，并且受到電磁力束縛（類似土星環受到重力束縛環繞土星）。
這兩個預測都成功被新西蘭物理學家歐內斯特·盧瑟福的粒子撞擊實驗確認。該模型亦預言了質子的存在，但長岡半太郎并沒有明確地說明質子的存在。直至歐尼斯特·拉塞福在1917年至1925年間以多項粒子撞擊實驗，證明氫原子核存在于其他更重的原子核內，質子才被主流認為確實存在。歐尼斯特·拉塞福在1911年一篇論述“拉塞福模型”的論文里，提到了長岡半太郎的半太郎模型。然而“拉塞福模型”也沒有給予電子的環繞運動任何結構。后來，尼爾斯·玻爾于1913年提出較仔細的“玻爾模型”，首次引入量子化的概念來研究原子內電子的運動，對于計算氫原子光譜的芮得柏公式給出理論解釋。
長岡半太郎在光譜學等領域也有一定成就。他在1909年發表了一篇關于螺線管電感的論文，并提出了長岡市系數。
人物生活
長岡半太郎于1892年和箕作麟祥的三女操子結婚，兩人育有三子一女。長子長岡治男曾任理化學研究所理事長，次子長岡正男曾任尼康株式會社社長。女兒與長岡半太郎的學生岡谷辰治結婚。半太郎的孫子長岡延子原被寄予厚望是杰出的鋼琴家，但死于東京大空襲。操子在1902年去世后，長岡半太郎娶了第二任妻子平川登代，兩人育有五子。第五子嵯峨根遼吉是實驗物理學家。
參考資料 >