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原标题:金沙澳门官网手机版:改变世界的其实都是年轻

浏览次数:177 时间:2019-06-20

原标题:教师节|居然被教科书骗了那么多年,改变世界的其实都是年轻人啊

狄拉克发现了薛定谔方程和狄拉克方程、预测了反物质的存在、预言磁单极等,而且在引力论和引力量子化方面也有杰出的工作。杨振宁曾说狄拉克的文章给人没有任何渣滓的感觉,如“秋水文章不染尘”一般。金沙澳门官网jin5888 1狄拉克 狄拉克接近神的男人?如何评价狄拉克 玻尔曾说:“在所有的物理学家中,狄拉克拥有最纯洁的灵魂。” 杨振宁在1991年发表《对称的物理学》一文,提到他对狄拉克的看法:“在量子物理学中,对称概念的存在,我曾把狄拉克这一大胆的、独创性的预言比之为负数的首次引入,负数的引入扩大改善了我们对于整数的理解,它为整个数学奠定了基础,狄拉克的预言扩大了我们对于场论的理解,奠定了量子电动场论的基础。” 马克斯·玻恩曾回忆到他第一次看狄拉克的文章:“我记得非常清楚,这是我一生的研究经历中最大的惊奇之一。我完全不知道狄拉克是谁,可以推测大概是个年轻人,然而其文章每个部分都相当完美且可敬。” 史蒂文·温伯格对此曾有评论:“狄拉克告诉学物理的学生不要烦恼方程的物理意义,而要关注方程的美。这个建议只对那些于数学纯粹之美非常敏锐的物理学家才有用,他们可以仰赖它寻找前进的方向。这种物理学家并不多——或许只有狄拉克本人。” 阿卜杜勒·萨拉姆如是说:“保罗·埃卓恩·莫里斯·狄拉克——毫无疑问是这个世纪或任一个世纪最伟大的物理学家之一。1925年、1926年以及1927年他三个关键的工作,奠定了其一量子物理、其二量子场论以及其三基本粒子理论的基础...没有人即便是爱因斯坦,有办法在这么短的期间内对本世纪物理的发展作出如此决定性的影响。

故事发生在二十世纪初的法国。 巴黎。 一样的延续着千百年的灯红酒绿,香榭丽舍大道上散发着繁华和暧昧,红磨坊里弥漫着躁动与彷徨。 而在此时的巴黎,有一个年轻人,名字叫做德布罗意(DeBroglie),从他的名字当中可以看出这是一个贵族,事实上德布罗意的父亲正是法国的一个伯爵,并且是正是一位当权的内阁部长。这样一个不愁吃不愁穿只是成天愁着如何打发时光的花花公子自然要找一个能消耗精力的东西来磨蹭掉那些无聊的日子(其实象他这样的花花公子大约都会面临这样的问题)德布罗意则找到了一个很酷的“事业”——研究中世纪史。据说是因为中世纪史中有着很多神秘的东西吸引着这位年轻人。 时间一转就到了1919,这是一个科学界急剧动荡动着的年代。就在这一年,德布罗意突然移情别恋对物理产生了兴趣,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,而后被爱因斯坦用来解释了光电效应,但即便如此,也非常不见容于物理学界各大门派。德布罗意倒并不见得对这一观点的物理思想有多了解,也许他的理解也仅仅就是理解到这个观点是在说“波就是粒子”。 或许是一时冲动,或许是因为年轻而摆酷,德布罗意来到了一派宗师朗之万门下读研究生。从此,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迹。 二 历史上德布罗意到底花了多少精力去读他的研究生也许已经很难说清,事实上德布罗意在他的5年研究生生涯中几乎是一事无成。事实上也可以想象,一个此前对物理一窍不通的中世纪史爱好者很难真正的在物理上去做些什么。白驹过隙般的五年转眼就过去了,德布罗意开始要为他的博士论文发愁了。其实德布罗意大约只是明白普朗克爱因斯坦那帮家伙一直在说什么波就是粒子,(事实上对于普朗克大约不能用“一直”二字,此时的普朗克已经完全抛弃自己当初的量子假设,又回到了经典的就框架。)而真正其中包含的物理,他能理解多少大约只有上帝清楚。 五年的尽头,也就是在1924,德布罗意终于提交了自己的博士论文。他的博士论文只有一页纸多一点,不过可以猜想这一页多一点的一份论文大约已经让德布罗意很头疼了,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猜想,既然波可以是粒子,那么反过来粒子也可以是波。 而进一步德布罗意提出波的波矢和角频率与粒子动量和能量的关系是: 动量=普朗克常数/波矢能量=普朗克常数*角频率 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因为在爱因斯坦解释光电效应的时候提出光子的动量和能量与光的参数满足这一关系。 可以想象这样一个博士论文会得到怎样的回应。 在对论文是否通过的投票之前,德布罗意的老板朗之万就事先得知论文评审委员会的六位教授中有三位已明确表态会投反对票。 本来在欧洲,一个学生苦读数年都拿不到学位是件很正常的事情,时至今日的欧洲也依然如此。何况德布罗意本来就是这么一个来混日子的的花花公子。 然而这次偏偏又有些不一样——德布罗意的父亲又是一位权高望众的内阁部长,而德布罗意在此厮混五年最后连一个Ph.D都没拿到,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朋友那里寄了一封信。 当初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,然而事实上,这一封信却改变了科学发展的轨迹。 三 这封信的收信人是爱因斯坦。 信的内容大致如下: 尊敬的爱因斯坦阁下:在我这里有一位研究生,已经攻读了五年的博士学位,如今即将毕业,在他提交的毕业论文中有一些新的想法……………… 请对他的论文作出您的评价。 另外顺便向您提及,该研究生的父亲是弊国的一位伯爵,内阁的**部长,若您……,将来您来法国定会受到隆重的接待 朗之万在信中,大约朗之万的潜台词似乎就是如果您不肯给个面子,呵呵,以后就甭来法国了。 不知是出于知趣呢,还是出于当年自己的离经叛道而产生的惺惺相惜,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,颇有威望。有了爱因斯坦的这一封信,评审委员会的几位教授也不好再多说些什么了。 于是,皆大欢喜。 浪荡子弟德布罗意就这样“攻读”下了他的PhD。 而按照当时欧洲的学术传统,朗之万则将德布罗意的博士论文印成若干份分寄到了欧洲各大学的物理系。 大约所有人都以为事情会就此了结,多少年以后德布罗意那篇“很新很有趣”博士论文也就被埋藏到了档案堆里了。 德布罗意大约也就从此以一个PhD的身份继续自己的浪荡生活。 但历史总是喜欢用偶然来开一些玩笑,而这种玩笑中往往也就顺带着改变了许多人的命运。 在朗之万寄出的博士论文中,有一份来到了维也纳大学。 四 1926年初。 维也纳。 当时在维也纳大学主持物理学术活动的教授是德拜,他收到这份博士论文后,将它交给了他的组里面一位已经年届中年的讲师。 这位讲师接到的任务是在两周后的seminar上将该博士论讲一下。 这位“老”讲师大约早已适应了他现在这种不知算是平庸还是算是平静的生活,可以想象,一个已到不惑之年而仍然只在讲师的位置上晃荡的人,其学术前途自然是朦胧而晦暗。 而大约也正因为这位讲师的这种地位才使得它可以获得这个任务,因为德拜将任务交给这位讲师时的理由正是“你现在研究的问题不很重要,不如给我们讲讲德布罗意的论文吧”。 这位讲师的名字叫做——薛定谔(Schrodinger) 在接下来的两周里,薛定谔仔细的读了一下德布罗意的“博士论文”,其实从内容上来讲也许根本就用不上“仔细”二字,德布罗意的这篇论文只不过一页纸多一点,通篇提出的式子也不过就两个而已,并且其原型是已经在爱因斯坦发表的论文中出现过的。 然而论文里说的话却让薛定谔一头雾水,薛定谔只知道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。 两周之后,薛定谔硬着头皮把这篇论文的内容在seminar上讲了一下,讲者不懂,听者自然也是云里雾里,而老板德拜则做了一个客气的评价:“这个年轻人的观点还是有些新颖的东西的,虽然显得很孩子气,当然也许他需要更深入一步,比如既然提到波的概念,那么总该有一个波动方程吧” 多年以后有人问德拜是否后悔自己当初作出的这一个评论,德拜自我解嘲的说“你不觉得这是一个很好的评论吗?” 并且,德拜建议薛定谔做一做这个工作,在两周以后的seminar上再讲一下。 两周以后。 薛定谔再次在seminar上讲解德布罗意的论文,并且为德布罗意的“波”找了一个波动方程。 这个方程就是“薛定谔方程”! 当然,一开始德布罗意的那篇论文就已经认为是垃圾,而从垃圾产生出来的自然也不会离垃圾太远,于是没人真正把这个硬生生给德布罗意的“波”套上的方程当一回事,甚至还有人顺口编了一首打油诗讽刺薛定谔的方程: 欧文用他的psi,计算起来真灵通:但psi真正代表什么,没人能够说得清。 (欧文就是薛定谔,psi是薛定谔波动方程中的一个变量) 故事的情节好像又一次的要归于平庸了,然而平庸偏偏有时候就成了奇迹的理由。 大约正是薛定谔的“平庸”使得它对自己的这个波动方程的平庸有些心有不甘,他决定再在这个方程中撞一撞运气。五 上面讲到的情节放到当时的大环境中来看就好像是湖水下的一场大地震——从湖面上看来却是风平浪静。 下面请允许我暂时停止对“老”讲师薛定谔的追踪,而回过头来看一看这两年发生物理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著名的“三部曲”,解释了氢光谱,在这十几年的发展当中,由玻尔掌门的哥本哈根学派已然是量子理论界的“少林武当”。 1925,玻尔的得意弟子海森堡提出了著名的矩阵力学,进一步抛弃经典概念,揭示量子图像,精确的解释了许多现象,已经成为哥本哈根学派的镇门之宝——量子届的“屠龙宝刀”。不过在当时懂矩阵的物理学家没有几个,所以矩阵力学的影响力仍然有限。事实上就是海森堡本人也并不懂“矩阵”,而只是在他的理论出炉之后哥本哈根学派的另一位弟子玻恩告诉海森堡他用的东西在数学中就是矩阵。 再回过头来再关注一下我们那个生活风平浪静的老讲师薛定谔在干些什么——我指的是在薛定谔讲解他的波动方程之后的两个星期里。 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雪场滑雪。 不知道是宜人的风景还是身边的温香软玉,总之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,改变了物理学发展的轨迹。 薛定谔从他的方程中得出了玻尔的氢原子理论! 六 倚天一出,天下大惊。 从此谁也不敢再把薛定谔的波动方程当成nonsense了。 哥本哈根学派的掌门人玻尔更是大为惊诧,于是将薛定谔请到哥本哈根,详细切磋量子之精妙。 然而让玻尔遗憾的是,在十天的漫长“切磋”中,两个人根本都不懂对方在说些什么。在一场让两个人都疲惫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之后仍然继续做了一工作,他证明了海森堡的矩阵力学和他的波动方程表述的量子论其实只是不同的描述方式。 从此“倚天”“屠龙”合而为一。 此后,薛定谔虽也试图从更基本的假设出发导出更基本的方程,但终究没有成功,而不久,他也对这个失去了兴趣,转而去研究“生命是什么”。 历史则继续着演义他的历史喜剧。 德布罗意,薛定谔都在这场喜剧中成为诺奖得主而名垂青史。 尾声 其实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正的。薛定谔得出它的波动方程仅在海森堡的矩阵力学的的诞生一年之后,倘若上帝把这个玩笑开得更大一点,让薛定谔在1925年之前就导出薛定谔方程,那恐怕矩阵力学就根本不可能诞生了(波动方程也就是偏微分方程的理论是为大多数物理学家所熟悉的,而矩阵在当时则没有多少人懂)。如此则此前在量子领域已辛苦奋斗了十几年的哥本哈根学派就真要吐血了! 薛定谔方程虽然搞出了这么一个波动方程,却并不能真正理解这个方程精髓之处,而对它的方程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。 对薛定谔方程的正确解释是有哥本哈根学派的玻恩作出的。(当然玻恩的解释也让物理界另一位大师——爱因斯坦极为震怒,至死也念念不忘“上帝不会用掷色子来决定这个世界的”,此为后话)。 更基本的量子力学方程,也就是薛定谔试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——狄拉克导出的,而狄拉克则最终领袖群伦,建起了量子力学的神殿。

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导 读

今日教师节,谨以此文与各位同行共勉

祈愿我们能带孩子们看到书本以外更广阔真实的世界

——跃然私学

人类的认知、判断、有区别的感觉、精神活动甚至道德偏好等能力,只有在作出选择时才得到运用。一个出于习俗而做事的人,并没有作出任何选择。他也没有锻炼自己的辨别能力,没有追求什么是最好的。心智和道德与肌肉的力量一样,只有通过使用才能得到提高……一个让世界或他自己的那部分世界为他选择生活计划的人,除了类人猿的模仿能力之外,并不需要任何其他能力;一个为自己选择计划的人,运用了他所有的能力。

一个孩子行走和阅读的范围,就是他的世界。而行走的意义更胜于阅读,因为对孩子的成长而言,真实体验先于抽象知识,具体观察先于一般概念。另一个原因正如龙应台女士所说:“古人告诉我要读万卷书,可是古人不能告诉我,那万卷书里有多少是想象,多少是谎言,所以我行万里路”。

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还记得吗,教科书里总喜欢放一些牛人老年时代的照片,但今天大师想告诉大家,改变世界的,其实都是年轻人啊!

4766.com,金沙澳门官网jin5888,比如我们认识的马克思、

恩格斯是这样的

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但是《共产党宣言》发表时,

金沙澳门官网手机版,马克思是30岁,恩格斯是28岁。

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胡子倒是一样的浓密呢~

比如小时候

我们都觉得爱因斯坦从小就该是这样

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但 1905 年

爱因斯坦接连发表了他那几篇改变人类历史进程的论文时

仅仅 26 岁

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是的。这是别人家 26 岁的时候。

比如我们在教科书里看到的海森堡是这样:

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