打字猴:1.7009598e+09
1700959800
1700959801
1700959802 玻尔原子标志
1700959803
1700959804 比如我们都已经知道的原子谱线分裂的问题,虽然在索末菲等人的努力下,玻尔模型解释了磁场下的塞曼效应和电场下的斯塔克效应。但是,大自然总是有无穷的变化令人头痛。科学家们很早就发现了谱线在弱磁场下的一种复杂分裂,称作“反常塞曼效应”( Anomalous Zeeman Effect)。这种现象要求引进值为1/2的量子数,玻尔的理论对之无可奈何,只能一声叹息。这个难题困扰着许多最出色的科学家,简直令他们抓狂得寝食难安。据说,泡利在到玻尔家访问时,就曾经对玻尔夫人的问好回以暴躁的抱怨:“我当然不好!我不能理解反常塞曼效应!”还有一次,有人看见泡利一个人愁眉苦脸地坐在哥本哈根的公园里,于是上前问候。泡利哇哇大喊道:“当然了,当你想到反常塞曼效应的时候,你还能高兴得起来吗?”
1700959805
1700959806 这个问题,一直要到泡利提出他的“不相容原理”后,才算最终解决。
1700959807
1700959808 另外,玻尔理论沮丧地发现,自己的力量仅限于只有一个电子的原子模型。对于氢原子、氘原子,或者电离的氦原子来说,它给出的说法是令人信服的。但对于哪怕只有两个核外电子的普通氦原子,它就表现得无能为力。准确来说,在所有拥有两个或两个以上电子的模型中,玻尔理论所给出的计算结果都不啻是一场灾难,甚至对于一个电子的原子来说,玻尔能够说清的,也只不过是谱线的频率罢了,至于谱线的强度、宽度或者偏振问题,玻尔还是只能耸耸肩,用他那大舌头的口音说声抱歉。
1700959809
1700959810
1700959811
1700959812
1700959813 泡利Wolfgang Ernst Pauli 1900—1958
1700959814
1700959815 在氢分子的战场上,玻尔理论同样战败。
1700959816
1700959817 为了解决所有这些困难,玻尔、兰德(Alfred Landé)、泡利、克喇默斯(Hendrik A. Kramers)等人做了大量努力,引进了一个又一个新的假定,建立了一个又一个新模型,有些甚至违反了玻尔和索末菲的理论本身。到了1923年,惨淡经营的玻尔理论虽然勉强还算能解决问题,并获得了人们的普遍认同,但它已经像一件打满了补丁的袍子,需要从根本上予以一次彻底变革。哥廷根的那帮充满朝气的年轻人开始拒绝这个补丁累累的系统,希望重新寻求一个更强大、更完美的理论,从而把量子的思想从本质上根植到物理学里面去,以结束现在这样苟且的寄居生活。
1700959818
1700959819 玻尔体系的衰落和它的兴盛一样迅猛,越来越多的人开始关注原子世界,并做出更多的实验观测。每一天,人们都可以拿到新的资料,刺激他们的热情,去揭开这个神秘王国的面貌。在哥本哈根和哥廷根,物理天才们兴致勃勃地谈论着原子核、电子和量子,一页页写满了公式和字母的手稿承载着灵感和创意,交织成一个大时代到来的序幕。青山遮不住,毕竟东流去。时代的步伐迈得如此之快,使得脚步蹒跚的玻尔原子终于力不从心,从历史舞台中退出,消失在漫漫黄尘中,只留下一个名字让我们时时回味。
1700959820
1700959821
1700959822
1700959823
1700959824 玻尔研究所
1700959825
1700959826 如果把1925-1926年海森堡和薛定谔的开创性工作视为玻尔体系的寿终正寝的话,这个理论总共大约兴盛了13年。它让人们看到了量子在物理世界里的伟大意义,并第一次利用它的力量去揭开原子内部的神秘面纱。然而,正如我们已经看到的那样,玻尔的革命是一次不彻底的革命,量子的假设没有在他的体系里得到根本的地位,而似乎只是一个调和经典理论和现实矛盾的附庸。玻尔理论没法解释,为什么电子有着离散的能级和量子化的行为,它只知其然,而不知其所以然。玻尔在量子论和经典理论之间采取了折中主义的路线,这使得他的原子总是带着一种半新不旧的色彩,最终因为无法克服的困难而崩溃。玻尔的有轨原子放射出那样强烈的光芒,却在转眼间划过夜空,复又坠落到黑暗和混沌中去。它是那样地来去匆匆,以致人们都还来不及在衣带上打一个结,许一些美丽的愿望。
1700959827
1700959828 但是,它的伟大意义却不因为其短暂的生命而有任何褪色。是它挖掘出了量子的力量,为未来的开拓者铺平了道路;是它承前启后,有力地推动了整个物理学的脚步。玻尔模型至今仍然是相当好的近似,它的一些思想仍然为今人所借鉴和学习。它描绘的原子图景虽然过时,却是如此形象而生动,直到今天仍然是大众心中的标准样式,甚至代表了科学的形象。比如我们应该能够回忆,直到20世纪80年代末,在中国的大街上还是随处可见那个代表了“科学”的图形:三个电子沿着椭圆轨道围绕着原子核运行。这个图案到了90年代终于消失了,想来总算有人意识到了问题。
1700959829
1700959830 在玻尔体系内部,也已经蕴藏了随机性和确定性的矛盾。就玻尔理论而言,如何判断一个电子在何时何地发生自动跃迁是不可能的,它更像是一个随机的过程。1919年,应普朗克的邀请,玻尔访问了战后的柏林。在那里,普朗克和爱因斯坦热情地接待了他,量子力学的三大巨头就几个物理问题展开了讨论。玻尔认为,电子在轨道间的跃迁似乎是不可预测的,是一个自发的随机过程,至少从理论上没办法得出一个电子具体的跃迁条件。爱因斯坦大摇其头,认为任何物理过程都是确定和可预测的。这已经埋下了两人日后那场旷日持久争论的种子。
1700959831
1700959832 当然,我们可敬的尼尔斯·玻尔先生也不会因为旧量子论的垮台而退出物理舞台。正相反,关于他的精彩故事才刚刚开始。他还要在物理的第一线战斗很长时间,直到逝世为止。1921年9月,玻尔在哥本哈根的研究所终于落成,36岁的玻尔成为了这个研究所的所长。他的人格魅力很快就像磁场一样吸引了各地才华横溢的年轻人,并很快把这里变成了全欧洲的一个学术中心。赫维西、弗里西(O. Frisch)、弗兰克(J. Franck)、克喇默斯、克莱恩、泡利、狄拉克、海森堡、约尔当、达尔文(C. Darwin)、乌仑贝克、古兹密特、莫特(N. Mott)、朗道(L. Landau)、兰德、鲍林(L. Pauling)、盖莫夫(G. Gamov)……人们向这里涌来,充分地感受这里的自由气氛和玻尔的关怀,并形成一种富有激情、活力、乐观态度和进取心的学术精神,也就是后人所称道的“哥本哈根精神”。在弹丸小国丹麦,出现了一个物理学界眼中的圣地,这个地方将深远地影响量子力学的未来,还有我们根本的世界观和思维方式。
1700959833
1700959834 上帝掷骰子吗?:量子物理史话(升级版) [:1700958612]
1700959835 Part. 3
1700959836
1700959837 当玻尔的原子还在泥潭中深陷苦于无法自拔的时候,新的革命已经在酝酿之中。这一次,革命者并非来自穷苦的无产阶级大众,而是出自一个显赫的法国贵族家庭。路易斯·维克托·皮雷·雷蒙·德布罗意王子(Prince Louis Victor Pierre Raymond de Broglie)将为他那荣耀的家族历史增添一份新的光辉。
1700959838
1700959839 “王子”(Prince,也有翻译为“公子”的)这个爵位并非我们通常所理解的,是国王的儿子。事实上在爵位表里,它的排名并不算高,而且似乎不见于英语世界。大致说来,它的地位要比“子爵”(Viscount)略低,而比“男爵”(Baron)略高。不过这只是因为路易斯在家中并非老大而已,德布罗意家族的历史悠久,他的祖先中出了许许多多的将军、元帅、部长,曾经忠诚地在路易十四、路易十五、路易十六的麾下效劳。他们参加过波兰王位继承战争(1733-1735)、奥地利王位继承战争(1740-1748)、七年战争(1756-1763)、美国独立战争(1775-1782)、法国大革命(1789)、二月革命(1848),接受过弗兰西斯二世(FrancisⅡ,神圣罗马帝国皇帝,后来退位成为奥地利皇帝弗兰西斯一世)以及路易·腓力(Louis Philippe,法国国王,史称奥尔良公爵)的册封,家族继承着最高世袭身份的头衔:公爵(法文Duc,相当于英语的Duke)。路易斯·德布罗意的哥哥―莫里斯·德布罗意便是第六代德布罗意公爵。1960年,当莫里斯去世以后,路易斯终于从他哥哥那里继承了这个光荣称号,成为第七位Duc de Broglie。
1700959840
1700959841
1700959842
1700959843
1700959844 德布罗意Louis de Broglie 1892—1987
1700959845
1700959846 当然,在那之前,路易斯还是顶着王子的爵号。小路易斯对历史学表现出浓厚的兴趣,他的祖父―Jacques Victor Albert, Duc de Broglie,不但是一位政治家,曾于1873-1874年担任过法国总理,同时也是一位出色的历史学家,尤其精于晚罗马史,写出过著作《罗马教廷史》(Histoire de l’église et de l’empire romain )。小路易斯在祖父的熏陶下,决定进入巴黎大学攻读历史。18岁那年(1910),他从大学毕业,却没有在历史学领域进行更多的研究,因为他的兴趣已经强烈地转向物理方面。他的哥哥莫里斯·德布罗意(第六代德布罗意公爵)是一位著名的射线物理学家。正如我们已经提到过的那样,莫里斯参加了1911年的布鲁塞尔第一届索尔维“巫师”会议,并把会议记录带回了家。小路易斯阅读了这些令人激动的科学进展和最新思想,他对科学的热情被完全地激发出来,并立志把一生奉献给这一伟大的事业。
1700959847
1700959848 转投物理后不久,第一次世界大战爆发了。德布罗意应征入伍,获得了一个无线电技术人员的工作。大部分时间里,他负责在埃菲尔铁塔上架设无线电台。他比可怜的亨利·莫塞莱要幸运许多,能够在大战之后毫发无伤,继续进入大学学习物理。他的博士导师便是著名的保罗·朗之万(Paul Langevin)。
1700959849
[ 上一页 ]  [ :1.7009598e+09 ]  [ 下一页 ]