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回复:【奇闻轶事】那些哥本哈根派的物理学家

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插个有趣的小故事,海森堡到了哥本哈根 以后就开始学丹麦语。某次,玻尔让他准 备一次演讲,他觉得应该用丹麦语准备, 准备好之后,他很自豪,觉得自己准备的 不错,然后,在演讲开始前半个小时,玻 尔说:“喏,很显然我们应该讲英语。”海森 堡最后的总结是:“我尽力了,不过我想那 次英语讲的是极其差劲的。” 如果说在1924年的时候让全世界物理学家 评选一个看起来最有希望解决目前量子物 理中的困难的理论,最多的赞成票和最多 的反对票一定都是同一个理论:BKS理论。 BKS=Bohr(玻尔)-kramers(克拉摩斯)-sl ater(斯累特尔) 由三位提出者命名的这个理论的存活期是 一年。 这个理论看起来能够解决现在遇到的所有 问题,除了一个小小的问题。 在这个理论中,能量不守恒。 玻尔一直不怎么把能量守恒定律当回事。 从经典力学的角度来说:原子轨道模型已 经不遵守这个定律了,后来在β衰变问题中 他又一次提出了能量不守恒,导致泡利对 他说:“求求你。别再折腾那可怜的能量守 恒定律了。” 不过顽强的能量守恒定律还是坚持了下来 。估计如果它会说话,它一定会委屈的说 :“我这是招谁惹谁了。为什么你每次都是 拿我开刀。” 排名第一的反对者是爱因斯坦。泡利在玻 尔的影响下短暂的支持了一段时间,然后 再次恢复了他“永远的反对者”的天性。就连 提出者中的斯累特尔都开始怀疑,但是他 又一次的被玻尔说服了。 海森堡和克拉摩斯共同合写了一份论文, 用BKS理论处理色散效应。这篇论文相当成 功,最重要的是,它第一次开始讨论不依 靠原子轨道能得到什么结果。 这是通向量子力学的最后一块铺路石。 BKS理论很快被实验推翻了,能量守恒定律 在原子层面上仍然是成立的。 斯累特尔为此非常后悔,很有祥林嫂气质 的怨念了很长时间。 玻尔淡定的表示:看来我们只能为我们的 理论举行一场尽可能体面的葬礼了。 克拉摩斯则是一直完全相信玻尔的,他完 全把玻尔的观点当成了自己的观点。 海森堡保持了冷静,他从之前的疯狂支持 状态冷却下来,开始考虑从实用的观点考 虑问题。 与此同时,泡利完成了旧量子论中最大的 贡献,是说对泡利这么个天生的破坏者来 说终于有了一次建设性的贡献真是不容易 啊——不相容原理。 绝大多数人是抱着一种逆来顺受的心情接 受这个原理的。 反正咱都习惯了,大不了就是在旧量子论 这个空中楼阁上再盖一层呗,就算它又


来自Android客户端64楼2015-02-09 12:32
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    当海森堡终于回到哥廷根后,他被一堆任务差点压趴下了。波恩威胁他说要在报纸上登一则“助教走失了”的寻人启事。 不知为何我每读到这一段的时候我都会想象小海从一堆草稿纸里探出头来,有气无力地说:你登吧……。然后又被草稿淹没了 。
    这个时候,已经摆脱了没有酒吧和夜生活的哥本哈根的泡利在汉堡(没错这的确是 一个地名,尽管我经常错觉它和汉堡包有某种关系)用反常塞曼效应把自己折腾了一年多以后,他终于拿出了点像样的成果 。(不是说他之前什么都没干,只是说他之前干的所有事情都只是去破坏别人的理 论。) 不相容原理。 这个原理是旧量子论框架下的最高成就, 完全是从光谱数据直接推出来的。难度很高很变态。 不过这个原理一出现,带来的不是一片叫 好,而是一片吐血声。 因为不相容原理要求明显的unsinn(荒唐 事,胡扯)。电子还要有神秘的二值性, 后来我们管它叫自旋,但是自旋的发现还要再过两年。 海森堡对这个原理的回应是发了一张明信 片,恭喜泡利把整个量子理论的“骗局”发展到了新高度。 看起来,一切简直像是一场胡闹。越来越多的矛盾,整个量子论走到了崩溃的边缘 。让我们来看看伟大的救世主玻尔的解决 方案。 BKS理论。 BKS=Bohr(玻尔)-kramers(克喇默斯)-sl ater(斯累特尔) 由于这个理论太复杂,就不简介了。 首先第一道难题就是数学关,哪怕用它来 处理一个极简单的问题都可以算死人,玻尔再次发扬了一贯的管杀不管埋的优良传统,哦,不对,是数学去死的传统。玻尔他一贯就是直觉党的,自称对数学只有业余爱好者的水准(听到了这句话数学不如语文好的我突然又重获了信心),他搞定了物理诠释 的问题,然后数学问题完全可以交给小字辈来处理。
    第二关:光子这个变态级的概念是爱因斯坦先生的1905奇迹年大爆发时出现的,用这个概念可以 轻松解决光电效应,(爱因斯坦也是因此拿到诺贝尔奖的)并且直接来源于普朗克 ,和量子论算是一家人。看起来玻尔没有任何理由反对它。但是所谓狗急跳墙(好像不对)总之人逼急了什么都做得出来。 何况玻尔长期和光子不对路,因为承认光子就等于承认波粒二象性,在那时候玻尔还是不相信它的。所以,玻尔的BKS中完全去掉了光子这一概念。


    来自Android客户端66楼2015-02-09 12:33
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      2025-06-11 04:44:27
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      第三关:能量守恒定律。
      如果说光子还只是一个新出现的、立足未稳的、可以一脚踹开的概念,那么玻尔先生就不得不面临下一个问题,久经考验的阶级战士能量守恒定律。
      实际上,不承认光子就必然导致对能量守恒定律的违反。 但是玻尔认为,这也不是什么大问题。因为玻尔一直不怎么把能量守恒定律当回事 。从经典力学的角度来说:原子轨道模型已经不遵守这个定律了,后来在β衰变问题中他又一次提出了能量不守恒,导致泡利对他说:“求求你。别再折腾那可怜的能量守恒定律了。”
      不过顽强的能量守恒定律还是坚持了下来 。估计如果它会说话,它一定会委屈的说 :“我这是招谁惹谁了。为什么你每次都是 拿我开刀。” 以上,只是出现率最高的几种反对意见。 爱因斯坦说他真想列反对意见的话可以列整整一大页纸,泡利先生则表示虽然自己在玻尔的影响下一度相信过它,但是挑刺是他的天性,何况是这样一个问题多多的理论。 之所以我要在这里用这么长的篇幅介绍一个已经被扫进历史的垃圾桶的理论,是因为它直接影响了后来诞生的量子论。 从哥廷根回哥本哈根后,海森堡和克喇默斯共同合写了一份论文,用BKS理论处理色散效应。这篇论文相当成功,最重要的是 ,它第一次开始讨论不依靠原子轨道能得到什么结果。 这是通向量子力学的最后一块铺路石。 不到一年的时间BKS理论就被实验推翻了, 能量守恒定律在原子层面上仍然是成立的 。 斯累特尔为此非常后悔,很有祥林嫂气质 的怨念了很长时间。他抗议说:“我喜欢克喇默斯……但是在这个问题上他完全是玻尔的人……在玻尔的面前他永远只会说是…… 放弃光子让我感到不安,但是我屈服了, 我甚至没有想到可以和他们争论。”(我不吐槽了,留给你们吐) 玻尔淡定的表示:看来我们只能为我们的理论举行一场尽可能体面的葬礼了。 克喇默斯则是一直完全相信玻尔的,他完全把玻尔的观点当成了自己的观点。 海森堡保持了冷静,他从之前的疯狂支持状态冷却下来,开始考虑从实用的观点考虑问题。 旧量子论的最后一根救命稻草也彻底无影无踪了,物理学再次陷入一片混乱之中。 让我们用泡利的话向这些杯具告别吧。 “现在物理学对我来说又是很困难的了,现在我希望我是一个喜剧演员并且从来没有听说过物理学是什么。” 顺便说一下,泡利说希望是一个喜剧演员 是因为他是一个卓别林控。泡利,快去改行喜剧演员吧,我看好你哦。 (我也这么觉得


      来自Android客户端67楼2015-02-09 12:33
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        狄拉克小时候的生活是非常杯具的。 他的父亲是一个法语老师,为了让小保罗学好法语,他规定在家里只能用法语说话。当狄拉克无法表达自己想干什么 的时候,他就干脆不说话,从而养成了狄拉克沉默寡言的性格。
        上大学的时候他报的是电机工程系,本来大学一毕业他就应该去找工作,从此我们就再也不会有机会知道他的天才了,但是伟大的马克思筒子告诉我们,资本主义社会每隔一段时间就一定会爆发一场经济危机,狄拉克毕业的时候正好赶上,于是他不准备去找工作了,而是去剑桥深造。
        即使是在剑桥,沉默的狄拉克仍然显得和大多数人格格不入,他只参加过一个协会 ,就是研究物理学的协会,而即使是那时 ,他仍然没有想过以物理学作为自己今后一生的职业。
        这个时候,海森堡(如果你还记得)来到 了剑桥做报告,他对自己的新发现并无把握,只是私下里和几个人说了,并且留下 了论文的抄件。 听到海森堡的新发现的人中,包括狄拉克那个协会的指导老师。 老师一看就很有晕菜冲动,完全看不懂。 于是扔给手下的一帮小伙子研究。(新发现应该就是矩阵力学了)


        来自Android客户端68楼2015-02-09 12:33
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          狄拉克也是看着就眼熟,但是他的眼熟和波恩的眼熟完全不一样。 他注意到了这个算法中A*B不等于B*A的特征,然后他想起他在图书馆看书的时候似乎看过一种计算方法也是这样,但是当天是星期天,图书馆不开门。狄拉克只好第二天一大清早待在图书馆门口,门一开就第一个冲进去。(看到一向冷漠的狄拉克有这一面的时候我萌了
          这种算法叫泊松括号(有没有想到泊松亮斑 ) 实际上和矩阵的本质一样,但是比矩阵简单。
          波动力学那条线不详写了,没有萌人。 薛定谔长得还可以,但是这人不仅异性恋而且三天两头搞婚外情。当初把我给雷飞过。 而德布罗意。就凭他顶个贵族头衔长得都没有狄拉克一半的贵族气质这一点就不写他。


          来自Android客户端69楼2015-02-09 12:34
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            在这里楼主自己写一点关于狄拉克的事 后面也许会更到
            狄拉克算是哥本哈根派那些人里面数学最好的了 他坚持物理定理必须有数学美(Maxwell方程就是数学美的极致) 狄拉克沉默寡言 喜好僻静 和他交流却是个大难题
            有一次他的学生(后来成为了天体物理学家)兴致冲冲跑到狄拉克办公室:“狄拉克教授 我刚刚想出了一个恒星运动的新问题 我可以说给你听听吗?”狄拉克:“不。”谈话结束
            31岁那年他和薛定谔分享诺贝尔物理学奖 但是他差点拒绝领奖 因为他讨厌在公众间的名声 卢瑟福劝他“你如果不领奖名声会更大”
            当狄拉克被授予卢卡斯数学教授的席位时 这位沉默的萌人居然为了逃避别人的祝贺躲到了动物园去
            玻尔评价狄拉克是“物理学家中最纯净的灵魂” 意思说他孤傲 但是心灵淳朴 不喜欢名誉和金钱
            不过给我映像最深得还是杨振宁的那句评价——
            “秋水文章不染尘”【图片】


            来自Android客户端70楼2015-02-09 12:34
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              1984年82岁的保罗狄拉克教授去世 他被安葬在“荣誉的宝塔尖”伦敦威斯敏斯特教堂 英国人认为死后在这里占据一席之地 是至高无上的光荣
              这里长眠着牛顿 狄更斯 丘吉尔、 弥尔顿
              挨着牛顿纪念碑 狄拉克静静地长眠于此 他的墓碑上刻着优美的狄拉克公式
              W/c+α·p+α4m0c)ψ=0


              来自Android客户端71楼2015-02-09 12:34
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                1925年,海森堡结束了他对哥本哈根的访问,回到了哥廷根。
                然后,他很杯具的花粉过敏了。
                于是他决定去旅行,休养两天。 看起来海森堡的过敏应该很严重,整个脸都肿起来了,他一到小旅店,旅店的老板娘就很关心的问他是不是刚刚挨了打。帅哥和猪头往往只有一步之遥啊。唉。
                海森堡选的休养地点叫赫尔格兰岛,在小岛上,海森堡自称每天三分之一的时间用来散步加游泳,三分之一的时间用来读诗 (小海你果然是文艺向的),剩下三分之 一的时间属于物理。
                很快,海森堡就抓住了问题的要点,那就是玻尔模型里的原子轨道,为什么一定要有轨道呢?事实上,任何探测器也无法找到原子中的轨道,玻尔的模型基础也仅仅建立在电子从一个轨道跳到另一个轨道的时候会产生能量差,放出光子,这样就可以通过光谱来检验。 当时,在哥本哈根流行一种哲学观点(哲学去死)即我们只能讨论我们看得到的东西,我们无法观测的就没有意义。于是海森堡决定,放弃原子轨道,看看只算能量差会得到什么。 他发现,一旦取消了原子轨道,只算可观测量,他就能得到一种全新的理论,他试过用这个新理论去计算一些问题,结果很好。但是现在没有任何证据能证明这个理论靠得住。 考虑到了BKS的前车之鉴,海森堡决定先检 查能量守恒定律是否成立。


                来自Android客户端72楼2015-02-09 12:35
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                  2025-06-11 04:38:27
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                  在经过千辛万苦的努力之后,他终于能够把能量用他的表示方法写出来了,于是他开始计算。第一项看起来和能量守恒定律很符合,海森堡非常高兴,结果激动过头了,开始不断地犯计算错误(不行了,这样的小海好萌 )结果他算到凌晨三点才终于算完,每一项都和能量守恒定律极度符合。 现在海森堡不再怀疑自己的理论,大自然把自己的秘密吐露给了他。 he was the only one on earth that night who knows. 海森堡通宵没睡,验证完他的理论后,他在极度兴奋的心情中跑了出去,到了海岛南端一块他一直想爬上去的岩石上,爬上去等着日出。 太阳终于升起来了,而物理学的黎明,也 终于来到。
                  而给原子物理带来这个黎明的 是一个叫做沃尔纳·海森堡的德国大男孩 他的笑容就像黎明的日出一样阳光而羞涩【图片】


                  来自Android客户端73楼2015-02-09 12:35
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                    但是矩阵有一个很大的问题,在矩阵算术 中A×B不等于B×A,海森堡后来也承认这个问题从一开始就困扰着他。 现在波恩一搞清楚用矩阵就可以了,他顿时就手痒痒了,准备开始用这套新理论解 决问题,但是,他自己学矩阵已经是很多年前的历史了,于是,他准备现抓一个人来替他干活。看起来智商高又学过矩阵的泡利是一个理想人选,结果,波恩刚刚跟他说了这事, 泡利立刻冷冷地回了一句:“我就知道你会 对这些花俏的形式主义感兴趣,但是你追求形式的行为只会损害海森堡完美的物理思想 。(大意,现在手上没带书)” 波恩碰了一鼻子灰,他到时很有风度,没说什么就走了,只好在回程的火车上随手抓了一个新新人,他惟一的特点就是 学过矩阵,他的名字叫约尔当。
                    而此时,一切麻烦的源头正在巴伐利亚的山区快乐地爬山。还给玻尔写信说:“在过去的一个月里我显然连一秒钟也没有想到过物理学,从而我不知道我现在还懂不懂物理学了。”(小海,现在我看着你的脸上就写着两个字:“欠打”)
                    很奇怪的是,即使他们保持了通信,海森堡并没有把自己的新发现告诉玻尔。基本上来说,海森堡有什么新发现,他的第一反应是告诉泡利,等泡利的评论。然后视情况而定告诉其他人,玻尔往往是等他都在杂志上发表了才会知道。 反正我想不出海森堡有什么理由这样做。 难道是觉得如果玻尔支持还好,一旦反对就会磨死人?
                    (其实楼主觉得 海森堡一直以来都非常重视玻尔的感觉的 玻尔如果反对他 能把他急哭 他先让爱挑刺的泡利挑挑毛病 再修改修改 等玻尔看到了就是比较完善的了)


                    来自Android客户端75楼2015-02-09 12:35
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                      当波恩在哥廷根指挥约尔当算题的时候( 海森堡度假回来后加入了他们),他遇到了自己此生学术生涯中最大的惊喜。 当他们已经算出许多东西之后,突然有一 天波恩收到了一封信,里面有许多他们刚刚得到的结论,更好的是,作者用的解决方法比他们的解决方法简单的多了。 作者看起来还是个小青年(比海森堡小8个 月),而且从来没人听过他的名字。
                      他的名字就是保罗·狄拉克。


                      来自Android客户端76楼2015-02-09 12:36
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                        没错,他们身上有一种理想主义者的气质 ,看到他们,我就相信在世界上总还是有一些东西可以永恒的。
                        故事在继续。
                        在量子力学诞生的那一年,爱因斯坦完成了他生命中对科学界的最后贡献。《爱因斯坦曾住在这里》里,作者说:1925年之 后,即使爱因斯坦改行钓鱼,对科学也不会有什么影响了。很残酷的话,但是是事 实。
                        在看到了波恩,海森堡和约尔当的“三人论 文”《论量子力学》(量子力学这个名字是波恩早早起好的)之后,泡利终于放弃了他的顽固态度,自己动手,用新生的量子力学推出了波尔模型里最重要的一个公式 ——巴尔末公式。 一切看起来都很有希望。
                        但是,希望只存在于这少数几个人的眼中 。 为什么呢? 因为,矩阵实在是太冷门了,连波恩这种 数学控都要老半天才能想起来,更多正常的物理学家根本听都没听过这个名字,而且矩阵运算之麻烦,简直让人想打人。 (学过线性几何的同学应该有所感受吧)于是面对着新生的论文,绝大多数的物理学家都简简单单的表示:看不懂。 而且,仅仅几个月之后,这些正常的物理 学家就不用再忍受矩阵的折磨了。


                        来自Android客户端77楼2015-02-09 12:37
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                          克拉默斯:量子力学很像这样一种理论, 它先让你笑上两个月,然后让你哭一年。
                          薛定谔:如果最终量子力学被证明为必然 将导向这样一种结果,我就会后悔我的名字竟然会和它联系在一起。
                          爱因斯坦:我像一只鸵鸟一样把头埋在沙 子里,就是为了不看到量子论那丑恶的面容。
                          海森堡:我们正陷入极为困难 难的境地,神 经都要崩溃了。


                          来自Android客户端78楼2015-02-09 12:38
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                            仅仅几个月之前,物理学家们还在抱怨没有可用的理论,现在突然一来就是两个。 (未来还有第三个,费恩曼的路径积分,在数学上也是等价的,不过那是很多很多年以后了)
                            绝大多数人出于习惯和方便接纳了波动力学。 但是,有一个非常大的问题,波动力学和矩阵力学的物理基础并不一样。 矩阵力学的本质是不连续的,粒子的,而 波动力学的本质是连续的,波动的。(没看懂的去翻《量子物理史话》)
                            现在的问题是,只要实验家知道自己相信的是什么,实验就能给出理论预言的结果 。问题就在于,我们真的知道我们应该相信什么吗?
                            对于海森堡而言,现在除了波动力学的挑战以外,他最大的问题其实是:下一年自己应该到哪里上班。


                            来自Android客户端79楼2015-02-09 12:38
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                              2025-06-11 04:32:27
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                              【吐槽版】
                              克喇默斯:量子力学很像这样一种理论,它先让你笑上两个月,然后让你哭一年。(完全正确,穿越者,你暴露 了。)
                              薛定谔:如果最终量子力学被证明为必然将导向这样一种结果,我就会后悔我的名字竟然会和它联系在一起。(确实,不过 更多人记住你是因为你把一只可怜的小猫整的半死不活)(但我们这些人却会感谢您和它联系到一起,您的数学无疑意味着一大进步——玻尔)
                              爱因斯坦:我像一只鸵鸟一样把头埋在沙子里,就是为了不看到量子论那丑恶的面容。(可以理解,所以最后你终于开始了八年抗战了)
                              海森堡:我们正陷入极为困难的境地,神经都要崩溃了。(很多年以后,你把我和很多人也整到了这种境地)


                              来自Android客户端80楼2015-02-09 12:38
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