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量子力学史话故事:一个贵族的故事

更新时间:2023-11-29 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

量子热学杂记故事发生在二十世纪初的西班牙。米兰。一样的延续着千百年的灯啤酒绿,香榭丽舍大街上充溢着繁华和暖昧,红磨坊里弥漫着焦躁与迷茫。而在此时的伦敦,有一个年青人,名子称作德布罗意(),从他的名子当中可以看出这是一个贵族,事实上德布罗意的儿子正是日本的一个伯爵,而且是正是一位当权的内阁厅长。这样一个不愁吃不愁穿只是成天愁着怎样打发光阴的花花公子自然要找一个能消耗精力的东西来磨蹭掉这些无趣的日子虽然象他这样的花花公子大概就会面临这样的问题德布罗意则找到了一个很酷的“事业”——研究中世纪史。听说是由于中世纪史中有着好多神秘的东西吸引着那位年青人。时间一转就到了1919,这是一个科学界随之动乱动着的年代。就在这一年,德布罗意忽然移情别恋对化学形成了兴趣,尤其是感兴趣于当时正流行的量子论。具体来说就是感兴趣于一个在当时很酷的观点光具有粒子性。这一观点早在十几年前由普朗克提出,而后被爱因斯坦拿来解释了光电效应,但毕竟这么,也十分不见容于数学学界各房门派。德布罗意倒并不见得对这一观点的数学思想有多了解,其实他的理解也仅仅就是理解到这个观点是在说“波就是粒子”。其实是一时冲动,显然是由于年青而摆酷,德布罗意来到了一派宗师朗之万门下读研究生。3x7物理好资源网(原物理ok网)

自此,德布罗意走出了一道足以让让任何传奇都黯然失色的人生轨历史上德布罗意究竟花了多少精力去读他的研究生其实早已很难说清,事实上德布罗意在他的年研究生生涯中几乎是一事无成。事实上也可以想像,一个此前对化学一窍不通的中世纪史爱好者很难真正的在数学起来做些哪些。白驹过隙般的两年一晃就过去了,德布罗意开始要为他的博士论文苦恼了。虽然德布罗意大概只是明白普朗克爱因斯坦那帮家伙仍然在说哪些波就是粒子,事实上对于普朗克大概不能用“一直”二字,此时的普朗克早已完全抛弃自己曾经的量子假定,又回到了精典的就框架。而真正其中包含的化学,他能理解多少大概只有上帝清楚。三年的尽头,也就是在1924,德布罗意总算递交了自己的博士论文。他的博士论文只有一页纸多一点,不过可以推测这一页多一点的一份论文大概早已让德布罗意很头痛了,只可惜当时没有枪手可以雇来帮忙写博士论文。他的博士论文只是说了一个推测,既然波可以是粒子,这么反过来粒子也可以角频度这就是他的论文里提出的两个公式而这两个公式的提出也完全是由于在爱因斯坦解释光电效应的时侯提出光子的动量和能量与光的参数满足这一关系。可以想像这样一个博士论文会得到如何的回应。在对论文是否通过的投票之前,德布罗意的老总朗之万就事先获知论文评审委院士中有三位已明晰表态会投反对票。3x7物理好资源网(原物理ok网)

原本在法国,一个中学生苦读数年都拿不到学位是件很正常的事情,时至今日的法国也仍然这么。即便德布罗意原本就是如此一个来混日子的的花花公子。但是此次偏偏又有些不一样——德布罗意的女儿又是一位权高望众的内阁厅长,而德布罗意在此鬼混两年最后连一个Ph.D都没领到,双方面子上自然也有些挂不住。情急之中,朗之万往他的一个好同学那儿寄了一封信。当年的朗之万是不是碍于情面想帮德布罗意混得一个PhD已不得而知,但是事上,这一封信却改变了科学发展的轨迹。这封信的收信人是爱因斯坦。信的内容大致如下在我这儿有一位研究生,早已攻读了三年的博士学位,现在正式结业,在他递交的结业论文中有一些新的看法请对他的论文做出您的评价。另外顺便向您提到,该研究生的儿子是弊国的一位伯爵,内阁的来您来日本定会遭到隆重的接待朗之万在信中,大概朗之万的潜台词虽然就是假如您不肯给个面子,呵呵,以不知是出于知趣呢,还是出于当初自己的离经叛道而形成的惺惺相惜,爱因斯坦很客气回了一封信,大意是该论文里有一些很新很有趣的思想云云。此时的爱因斯坦虽不属于任何名门望派,却已独步于江湖,颇具名望。有了爱因斯坦的这封信,评审委员会的几位院士也不好再多说些哪些了。3x7物理好资源网(原物理ok网)

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于是,皆大欢喜。放荡子弟德布罗意就这样“攻读”下了他的PhD(博士而根据当时法国的学术传统,朗之万则将德布罗意的博士论文印成若干份分寄到了意大利各学院的化学系。大概所有人都以为事情会就此了结,多少年之后德布罗意那篇“很新很有趣”博士论文也就被掩藏到了档案堆里了。德布罗意大概也就自此以一个PhD的身分继续自己的放荡生活。但历史总是喜欢用碰巧来开一些玩笑,而这些玩笑中常常也就顺带着改变了许多人的命运。在朗之万寄送的博士论文中,有一份来到了维也纳学院。1926年初。维也纳。当时在维也纳学院主持数学学术活动的院长是德拜,他收到这份博士论文后,将它交给了他的组上面一位早已年届中年的讲师。那位讲师接到的任务是在两周后的(学术会议中将该博士论讲一下。那位“老”讲师大概已经适应了他如今这些不知算是乏味还是算是平淡的生活,可以想像,一个已到弱冠之年而一直只在讲师的位置上游荡的人,其学术前途自然是迷蒙而黯淡。而大概也正由于那位讲师的这些地位才促使它可以获得这个任务,由于德拜将任务交给那位讲师时的理由正是“你如今研究的问题不很重要,不如给我们讲讲德布罗意的论文吧”。那位讲师的名子称作——薛定谔()在接出来的两周里,薛定谔仔细的读了一下德布罗意的“博士论文”,虽然从内容上来讲其实根本就用不上“仔细”二字,德布罗意的这篇论文只不过一页纸多一点,通篇提出的多项式也不过就两个而已,但是其原型是早已在爱因斯坦发表的论文中出现过的但是论文里说的话却让薛定谔一头雾水,薛定谔只晓得德布罗意大讲了一通“波即粒子,粒子即波”,除此之外则是“两个黄鹂鸣翠柳”——不知所云。3x7物理好资源网(原物理ok网)

两周以后,薛定谔硬着头皮把这篇论文的内容在上讲了一下,讲者不懂听者自然也是云里雾里,而老总德拜则做了一个客气的评价“这个年青人的观点还是有些新颖的东西的,尽管变得很儿子气,其实其实他须要更深入一步,例如既然提及波的概念,这么总该有一个波动多项式吧”多年之后有人问德拜是否懊悔自己曾经做出的这一个评论,德拜自我解嘲的说“你不认为但是,德拜建议薛定谔做一做这个工作,在两周之后的上再讲一下。两周之后。薛定谔再度在上讲解德布罗意的论文,而且为德布罗意的“波”找了一个波动多项式。这个等式就是“薛定谔等式”~当然,一开始德布罗意的那篇论文就早已觉得是垃圾,而从垃圾形成下来的自然也不会离垃圾太远,于是没人真正把这个活生生给德布罗意的“波”套上的多项式当一回事,甚至还有人顺口编了一首顺口溜抨击薛定谔的等式欧文用他的psi,估算上去真灵通psi真正代表哪些,没人就能说得清。欧文就是薛定谔,psi是薛定谔波动多项式中的一个变量大概正是薛定谔的“平庸”使得它对自己的这个波动多项式的乏味有些心有不甘,他决定再在这个等式中撞一撞运气。前面提到的情节放在当时的大环境中来看就似乎是河水下的一场大地震——从海面上看来却是风平浪静。3x7物理好资源网(原物理ok网)

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下边请容许我暂时停止对“老”讲师薛定谔的追踪,而回过头来看一看这三年发生化学学界这个大湖表面的风浪。此前,玻尔由普朗克和爱因斯坦的理论的启发提出了知名的“三部曲”,解释了氢波谱,在这十几年的发展当中,由玻尔掌门的阿姆斯特丹学派已经是量子理论界的“少林峨嵋”。1925,玻尔的得意弟子海森堡提出了知名的矩阵热学,进一步抛弃精典概念,阐明量子图像,精确的解释了许多现象,早已成为阿姆斯特丹学派的镇门之宝——量子届的“屠龙宝刀”。不过在当时懂矩阵的化学学家没有几个,所以矩阵热学的影响力依然有限。事实上就是海森堡本人也并不懂“矩阵”,而只是在他的理论揭晓以后阿姆斯特丹学派的另一位弟子玻恩告诉海森堡他用的东西在物理中就是矩阵。再回过头来再关注一下我们那种生活风平浪静的老讲师薛定谔在干些哪些——我指的是在薛定谔讲解他的波动多项式以后的两个礼拜里。事实上此时的他正浸在温柔乡中——带着他的情妇在维也纳的某个滑冰场滑不晓得是宜人的景色还是身边的温香软玉,其实是冥冥之中有某种东西,给了薛定谔一个灵感,而就是这一个灵感,改变了数学学发展的轨迹。薛定谔从他的等式中得出了玻尔的氢原子理论~倚天一出,天下大惊。3x7物理好资源网(原物理ok网)

自此谁也不敢再把薛定谔的波动多项式当作(胡扯赫尔辛基学派的掌门人玻尔更是大为吃惊,于是将薛定谔请到赫尔辛基,详尽切磋量子之精妙。但是让玻尔遗憾的是,在七天的漫长“切磋”中,两个人根本都不懂对方在说些哪些。在一场让两个人都疲累不堪却又毫无结果的“哥本哈根论剑”之后,薛定谔回到了维也纳,薛定谔回到了维也纳以后依然继续做了一工作,他证明了海森堡的矩阵热学和他的波动方程叙述的量子论似乎只是不同的描述方法。自此“倚天”“屠龙”合而为一。随后,薛定谔虽也企图从更基本的假定出发导入更基本的多项式,但终究没有成功,而不久,他也对这个丧失了兴趣,转而去研究“生命是哪些”。历史则继续着演义他的历史喜剧。德布罗意量子物理史话txt,薛定谔都在这场喜剧中成为诺奖得主而名眷顾史。尾声虽然在这一段让人啼笑皆非的历史当中,上帝还是保留了某种公平的。薛定谔得动等式仅在海森堡的矩阵热学的的诞生一年以后,如果上帝把这个玩笑开得更大一点,让薛定谔在1925年之前就导入薛定谔多项式,那也许矩阵热学就根本不可能诞生了波动多项式也就是偏微分多项式的理论是为大多数化学学家所熟悉的,而矩阵在当时则没有多少人懂。3x7物理好资源网(原物理ok网)

这么则此前在量子领域已辛苦拼搏了十几年的奥斯陆学派就真要呕血了~薛定谔多项式毕竟搞出了如此一个波动多项式量子物理史话txt,却并不能真正理解这个等式真谛之处,而对它的等式给出了一个错误的解释——也许命中注定不该属于他的东西终究就不会让他得到。对薛定谔多项式的正确解释是有阿姆斯特丹学派的玻恩做出的。其实玻恩的解释也让数学界另一位大师——爱因斯坦极为愤慨,至死也念念不忘“上帝不会用掷骰子来决定这个世界的”,此为后话更基本的量子热学多项式,也就是薛定谔企图获得但终究无力企及的的基本理论,则是由根本哈根学派的另一位少壮派弟子——狄拉克导入的,而狄拉克则最终领袖群伦,垒砌了量子热学的祭坛。3x7物理好资源网(原物理ok网)

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