薛定谔受到很大打击,想不到严格推导出来的方程竟然是错误的,于是放弃了这个方向的研究。
其实他的这个方程是正确的,只是当时他没有注意到有人几乎在同时提出的“电子自旋”的假设,如果加入这个自旋理论来看待实验结果,就是正确的了。
后来克莱因、戈登两个人也得出了这个方程,并在薛定谔之前发表了它,后来方程也以这他们来命名。薛定谔知道后那叫后悔啊~~~
“电子自旋”的概念对于量子力学体系非常的关键,特来说道一下物理学界在这个“电子自旋”理论研究上的趣事。
臭屁的泡利在这个故事里扮演了一个非常负面角色,有让大家想过去拍他的冲动~~~ -_-!
这个自旋的假设是荷兰的两个学生乌仑贝克和古兹米特1925年最先在科学界公布的,这项杰出成就也被归功于他们名下。
而实际上,最先提出“电子自旋假设”的另有其人-----克罗尼格。
话说,倒霉的克罗尼格在早些时候发觉有必要引入“电子自旋”的概念,于是写了篇论文。写出论文后,克罗尼格做出了一个让他后悔了一辈子的决定-----把论文交给泡利审阅。
泡利匆匆一看论文,直接无视, 尖刻的说:兄弟,很不幸的告诉你,你这个观点不符合相对论,按你的思路计算,电子自旋的速度都超过光N多倍了!怎么可能超过光速呢!哼哼,我很鄙视你哦~
另外,和泡利在这件事情上穿同一条裤子的,不得不提,还有他的大学同班同学海森堡。这两人是死党,关系好的不能再好了,于是海森堡当时也站在泡利这边反对“电子自旋”的概念。-----其实与两人死党的关系无关,几乎所有科学家在最开始都是不待见这个自旋假设的。
泡利早早就是相对论和量子论方面的顶尖专家,而海森堡也是大牛人,如今他们这样批评自己,克罗尼格被吓的面色苍白,转身就跑,最后就没敢发表这篇论文。
很快的乌仑贝克和古兹米特两人也觉得有必要引入自旋概念,他们的导师厄伦菲斯特就鼓励他们试着写篇论文出来。于是他们也写了篇论文交给了厄伦菲斯特。
然后两人不放心,去找老牛洛仑兹帮他们看看这个论文,结果洛仑兹花了点时间算了一下,得出结论,你们提出的这个电子自旋的表面速度是光速的10倍!
两人被自己的理论得出的结论给彻底的雷了,身体当场就晃悠,差点站不稳了!
众多高手都不能接受这个“很不合理"的自旋假说,在江湖上制造舆论压力,乌仑贝克和古兹米特这两个晚辈顶不住了。
他们考虑到人身安全的问题,很快的就跑去找他们的老大厄伦菲斯特,主动表态:我们后悔了,想把这篇论文给要回来....
二、关于量子力学,关于小爱和波尔纠结多年的“恩怨情仇”(19)
但是已经晚了,厄伦菲斯特已经把这篇很另类的论文送给《nature》杂志发表了。
两小伙傻了,急得的团团转,哆嗦着自言自语道:这次死了!这次死了!
厄伦菲斯特乐了,不厚道的笑着说了句后来流长很广的话:“你们还年青,有些荒唐,没关系”。
记得我们伟大的列宁同志也曾说过:年青人犯错误,上帝也会原谅的。不知是谁剽窃谁的?
那个时代属于物理学猛烈爆发期,新新理论的出现比雨后春笋要快多了。今天你作为创新者提出了一个挑战旧思想的伟大成果,是改革者,但很可能明天你就落伍了,你就理解不了更新的观点了,不经意的就成为旧思想的卫道者了。混乱啊!
没有人,包括已经被那个超越光速的结论给吓傻了的两位作者乌仑贝克和古兹米特,认同电子自旋的理论。---------没一个人相信的理论就这么无辜的存在了,囧~~
乌仑贝克和古兹米特的文章出来后,大家面对如此“荒谬”的理论,或为无助的观望或为尖锐的批评,其中泡利的反对最为坚决。
你想泡利他不出来带头表态,克罗尼格那关他也过不去啊。
克罗尼格心里那个嘀咕啊,郁闷良久,壮着胆子去找泡利,说:好么,我要发你不让,如今别人发了,你得给我个交代!
泡利那叫一个自信,拍着小胸脯打包票:你放心,这个理论一定是错的。
克罗尼格还是有些不放心:真的错了!
泡利:你以为我有时间逗你玩啊!我不让你发是挽救了你的形象。你当时要是不听我的话把这文章发了,就等着被江湖中人耻笑吧!赶紧感谢我吧!
克罗尼格侧着脑袋想了想,送开捏着泡利大腿的双手,憨厚的说了句:哦,那谢谢啊。然后低头走了。
泡利边揉大腿边发狠,心道:我要赶紧回去写文章死命批判乌仑贝克和古兹米特这两个兔崽子去!否则丫的让克罗尼格多来找我几次,我这辈子估计得做轮椅了。
再说玻尔这位敢于接受新思想的人-----其实,那个时候,所谓“新思想”,后来证明,它们基本上都直接等价于“有利于玻尔量子理论的思想”,他能不乐得接受么。当然运气有那么一点点,但玻尔主要是凭借自己极其睿智的洞察力在一开始的时候就在大方向站对地方了,是这个领域的旗手。
1925年10月老牛洛伦兹获得博士学位50周年,广发英雄贴,让江湖中人来聚一聚。
玻尔乘火车前往荷兰的莱顿参加聚会,此时他还不知道本来就很不平静的江湖又因为流传出一幅新的武功秘籍藏图而再次轰动。
玻尔的火车经过汉堡市,泡利和斯特恩两个人跑过去又送吃的又送衣服,嘘寒问暖的,把玻尔伺候的无微不至。
路人甲看见这个场面都给感动的哭了,对路人乙感慨说:这个世界好人真多。应了那句广告词,怎么说来着?我一时想不起来了。
路人乙接了话茬,深情朗诵道:做流浪汉,挺好。
路人甲颤抖的握住路人乙的手:兄弟,你太有才了!----------导演不乐意了,戏里也没安排他说这句话啊!叫他别看春晚,不听,现在都跟着那个小品演员学坏了。导演吼:你戏份就这么多了,别赖着不走,赶紧收拾收拾该干嘛干嘛去!整个一RP有问题的大脑,我都不稀得说你~~
玻尔忐忑不安,紧张的很,心想:泡利一直不大服从管理,今天这小子特地来献殷切,一准没什么好事。
果然,很快的,泡利就问他:帮主,最近江湖中又发生了一件大事...
玻尔打断了他的话,直接鄙视:切~~~~~这年头大事多了去了,你且说来给帮主我听听。
按说以泡利的个性,当时就应该冲上去和玻尔干一架了。
可为什么没打成,斯特恩有功劳啊,他手疾眼快,一看情况不对,立马拉住要脱皮鞋准备发暗器的泡利。
泡利因为有事请教玻尔所以强行忍住怒气,只在心里暗骂玻尔N遍,稳定了一下情绪,然后把电子自旋的事情给他说了一下,征求玻尔的看法。
玻尔当时没想多少,用他的原话来说就是:“非常,非常有意思嘛”,不过应该是错的吧。~
泡利一听玻尔也反对,心情大好,哼着小曲走了。
再说玻尔持反对电子自旋假设的观点到达了莱登。
而这边,爱因斯坦也受到了邀请,动身前往莱登,而他早先也知道了电子自旋的事情了。
两人在这个地方相遇了...
PS:相对论中重要的“洛伦兹”变换就是这位老牛最先提出的------虽然洛伦兹自己没有无与伦比的智慧再向前多走N步。后来有个别不明所以的人忽悠大家说洛伦兹对相对论的贡献时,他很厚道的出来澄清:“那全是爱因斯坦一个人的功劳”-----爱因斯坦也一直非常尊敬洛伦兹。
二、关于量子力学,关于小爱和波尔纠结多年的“恩怨情仇”(20)
众多物理学家云集莱登大学,庆祝洛伦兹获博士学位50周年
埃仑费斯特首先过来问玻尔对电子自旋的看法,玻尔说自己不赞同这个理论,并且说出了自己的反对意见。
爱因斯坦随后也过来询问:玻尔老弟,你怎么看待电子自旋假说?
玻尔说:不支持,这个假设面临的困难太多了。自旋轴线和轨道运动之间耦合是什么引起的?
小爱则神秘的说:其实这个假设我仔细思考了,应该是正确的吧。小爱随后手舞足蹈的给玻尔分析一通,说这个耦合是相对论推论下的必然结果。
玻尔在这个问题上拜服,立马转变了观点支持电子自旋假说。
玻尔在坐火车回去的时候,路过哥廷根,海森堡和约当两个青年才俊也跑站台上来特地询问玻尔对电子自旋的看法。---------侧面反映出玻尔在这个领域是多么的权威!
海森堡看到乌仑贝克和古兹米特的文章也紧张啊。因为当初克罗尼格首先想到电子自旋假设的时候,也单独跑来找过询问他对电子自旋的看法,而他态度比较冷淡-------比泡利的尖锐批评还是好很多的。
玻尔被爱因斯坦点拨理解了电子假说后,认识到这个假设是有道理的,而且对于微观物理领域是如此的重要,心情很好。于是他给海森堡他们大谈了一番。
海森堡受到玻尔的影响,改变了态度,从最开始的反对,开始谨慎的在一定程度上认同了这个理论。
泡利又很疯狂的特地从汉堡跑到柏林火车站站台上,等玻尔到柏林时,又请教玻尔对电子自旋的看法。
泡利知道玻尔在莱顿见了很多顶尖物理学家,很想知道玻尔在和他们交流了后,对电子自旋假说是否有了不同的认识。
玻尔说:现在我很支持这个理论,它的意义非凡,很赞的。
泡利很失望。
这段有名的公案一定要强调牛B的泡利,他是中心人物,起到的作用非常复杂。
泡利是是物理学家中反对电子自旋假说最为激烈的物理学家,他和当初几乎所有科学家反对电子自旋假设的立场不同,不是因为他太保守,而是因为他太激进了!----这点应该向这位牛人致敬的,太大胆了!
泡利虽然年青,但成名已久,并且在电子自旋假说提出的同年的早些时候已经天才的提出“不相容原理”。
泡利自己老早就觉得有必要引入除已有的三个量子数(n,l,m)外的第四个量子数。
但他作为超一流的量子论方面的专家和开拓者,觉得在微观领域,所有的东西都应该彻底的抛弃经典力学的那一套-------电子自旋假说则没有完全抛弃经典力学。
后来,泡利在1945年拿诺贝尔奖金发表的演讲里说了,他认为这个新引进的量子数应该是“双值,在经典上不可能描述的”,因此当他“听到电子自旋具有经典力学的特征时就强烈的怀疑它的正确性!”
再来震撼大家一下,单就“自旋”这思想来说,提出的第一个人其实是泡利他自己----不过不是电子自旋,而是核自旋!
此天才走的太远了!!
泡利在演讲的时候提到自己在1924年就提出了这个思想,并且说这个思想“影响了古兹米特和乌伦贝克提出电子自旋”。但古兹米特很鄙视,写文章说自己在“1930年才看到泡利的相关文章”,因此泡利的说法“是明显不对的”!
-------------------讲这段公案突然就觉得很激动,激烈的思想碰撞太震撼我等平庸之辈了,下面继续详细说!
再说被泡利批评而没敢发文章的克罗尼格,他的思想起源则明确的来自泡利的“第四个量子数”的思想。
在哥廷根的时候,朗德给他看了泡利的一封信,里面有泡利四个量子数和不相容原理的思想,这才极其了克罗尼格的兴趣,并且最先做出这方面的工作。
可惜他的电子自旋假说不对泡利所想的那种自旋的路子,被封杀了。
克罗尼格后来曾经抱怨了很长时间。
克罗尼格致信克拉莫斯:“……具有磁矩的电子突然在理论物理学家中间得宠了。……那么现在的新论据是什么,或者有没有什么新论据呢?这确实是很滑稽的。”“我有点后悔,……在今后,我将更多地信赖自己的判断而更少地信赖别人的判断了。”
随后的一封信里他又说:“不管怎么说,我从这场悲喜剧中学到了一点人生智慧了。”
再后来,克罗尼格在给玻尔的信中也非常非常直接的说:“物理学家中那些道貌岸然的人物永远对自己见解的正确性是那样自信得要命,并且洋洋自得;如果不是想向他们猛击一掌,我是根本不会提起这个问题的。” ---------言辞真的太激烈了!
泡利后来的态度也很模糊。
这个公案还没完!
二、关于量子力学,关于小爱和波尔纠结多年的“恩怨情仇”(21)
再来说泡利,
泡利他对玻尔的转变看法支持电子自旋假设的行为是非常愤慨的
泡利:你怎么坐趟火车就改变态度了,而且还改变的如此彻底?!
老玻支支吾吾,不好意思说自己是听了一生最大的对手爱因斯坦的话才改变态度的。
泡利把手一伸:拿来!
玻尔不解:什么意思?
泡利:靠!你以为前些日子我去汉堡火车站时给买那些吃的喝的啦?是不是秀逗了,以为不花钱啊!对了,尤其是那本泳装杂志是非常贵的!
玻尔:#¥¥……¥。我钱包被小偷偷了。你也知道的,现在社会治安不比以前了。
泡利:我不管,不给钱你就别想走。
玻尔犹豫了一会...
随后,玻尔光着身子走了
玻尔后来在1959年的一封信里曾经说:“泡利以他那种我们一直高度珍视的感情方式对我的‘背叛行为’表示了最强烈的不满!”并且当时泡利在站台上咆哮着对他吼了:(电子自旋)这是个邪说!你们同意把这个“异端”引入到物理学这块土地上,我太悲哀了!
泡利就是这样一个性格特点非常鲜明的科学家,虽然人人都畏惧他,包括爱因斯坦,但大家都非常佩服这位很有傲气的智者对物理领域的非凡洞察力。
随后在1926年4月,自然杂志刊登了美国物理学家托马斯的文章,托马斯在文中找到了支持电子自旋的关键证据,并且在一处关键部位更正了古兹米特和乌伦贝克电子自旋假说理论的一处错误,使之变得合理。
当时,托马斯写出文章后相当的激动,立马把论文交给帮主玻尔过目。
玻尔一看,除了说好,简直没其它的词了
玻尔说:我以后重重提拔你!
托马斯乐的合不拢嘴的退下了
玻尔把托马斯的文章叫跑腿的十万火急的送给泡利和海森堡。
海森堡一看,佩服啊,立马彻底认同了电子自旋假说。
泡利一看,鄙视啊,立马指责托马斯计算是错的。
玻尔心想,泡利这个家伙怎么就这么固执呢,于是单独又去找他聊。
每天N小时,一连聊了几个星期,而且玻尔是印度阿三一样的人物,泡利那个烦啊,找块豆腐把自己拍死的心都有了。
终于有一天,泡利崩溃了,用他的原话来说,就是:“我实在没办法了,就无条件投降吧!”
后来泡利在1927年主动且天才的把自己当初严重反对的电子自旋概念纳入了矩阵力学体系。后来他又证明,引入自旋概念是出于量子场论的需要。
电子自旋假说的提出者之一乌伦贝克曾经在泡利晚年的时候拜访过他,提起了这段往事,泡利很真诚的说:“我年轻时是多么愚蠢啊!”
电子自旋假说的另一位提出者古兹米特则一直是很指责泡利在这件事情上的做法的-----扼杀克罗尼格的天才假说,并且在最开始对自己和乌伦贝克进行了非常苛刻和严厉的批评,
这段公案结束之前还要再说一个比较让我们欣慰的结局:
克罗尼格对泡利很有怨言。
我们也应当充分理解他,谁如果有如此重要的贡献却因为被权威的强烈的指责而没发表,都会有心结的。但后来他还是很尊敬泡利,泡利也主动邀请他作为自己的助手(似乎是表示歉意哦~),克罗尼格接受了!
前面有网友提到的,泡利是物理学的典型权威,玻尔称之为“物理学家的良心”,埃伦费斯特说他是“上帝的鞭子”。
这样的人应该获得我们的尊敬,这段公案虽然结束了,但在整个故事里这位脾气不好的超级天才的故事还远远没有完。
(未完待续...)
PS:就物理专业来讲,没有什么技术含量,各位闲了的时候依松平常的看。学习很紧张,抽出时间,我也就平平淡淡的更新。大家开心就好 :)