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由 jarlin 發表於 2011-10-28


原來量子力學是這麼搞出來的



      一
 
      故事發生在二十世紀初的法國。
 
      巴黎。
 
      一樣延續著千百年的燈紅酒綠，香榭麗舍大道上散發著繁華和曖昧，紅磨坊裡彌漫著躁動與彷徨。
 
 
      這樣一個不愁吃穿不愁房只是成天愁著如何打發時光的紈绔子弟自然要找一個能消耗精力的東西來度過那些寂寞的日子。這一點至今未變。
 
      而他選擇了……研究中世紀歐洲史， 據說這倒也不僅是為了裝B——中世紀史中有著很多神奇的東西吸引著他，據說。
 
      時間轉眼到了１９１９，這個科學界騷動的年代。
 
 
      量子論。
 
 
      簡言之，他就是迷戀於當時一個很潮的觀點：光是粒子。

 
 
      或許一時衝動，年輕人告別了中世紀歐洲史，告別了奢侈糜爛的生活，來到了一派宗師朗之萬門下，說：請您收我念PhD吧。
 
 
 
 
      二
 
 
 
 
      當下，很現實的問題就是如何搞定那篇令他蛋疼的畢業論文，算是對青春一個交代。
 
 
     糾結五年終於過去了。抓住１９２４的尾巴，德布羅意終於提交了自己的博士論文。
 
     不計封面，論文只有一頁之多一行。遙想在那個沒有槍手、沒有萬方的時代，這已經是不容易了。
 
 





      波的波矢和角頻率與粒子動量和能量的關系是：
 
p=h/(2*pi*k), E=hv
 
      這是他的論文裡出現的唯一兩個公式，其他主要是議論和感想。
 
      其實，就這兩個公式也是從愛因斯坦發表於1905年那篇《光電效應》中借用而來的。
 
 
 
     很難想像這樣一篇博士論文是怎樣通過答辯的。
 
     正式表決之前，德布羅意的老板也就是朗之萬得知，論文評審委員會的六位教授中的三位表示一定會投反對票。
 
     本來在歐洲，一個學生苦讀數年都那不到學位是很正常的事情，更別說一個來混日子的的花花公子。這一點也至今未變。
 
     然而，偏偏德布羅意的父親又是一位權高望眾的內閣部長。名門之下，德公子寒窗五年，最後連一個Ph.D都沒拿到，雙方豈不都很沒面子？
 
     情急之中，朗之萬往他的一個好朋友那裡寄了一封信。
 
     也許當初的朗之萬只是礙於情面想幫德布羅意混得一個PhD，然而事實上，這一封信卻改變了科學史。
 
 
 
     三
 
 
 
 
     這封信的收信人是愛因斯坦。
 
     信的內容大致如下：

 
     尊敬的愛因斯坦閣下：

 
     在我這裡有一位研究生，已經攻讀了五年的博士學位，如今即將畢業。給你看他的畢業論文！當中有一些想法……我覺得很新鮮……
 
     ……請問您怎麼看？

 
     另，該研究生的父親是弊國的伯爵，內閣的**部長……
 
     若您……將來您來法國一定會受到最隆重的接待！

 
                                                                                         朗之萬
 
 


 
 
     就是說，如果您不肯給個面子，以後就甭來法國了。
 
 
 
 
 
 
 
      終於，化險為夷。
 
      浪蕩子弟德布羅意就這樣拿到PhD，回去炫耀去了。
 
      按照當時歐洲的學術傳統，朗之萬需要將德布羅意的博士論文分寄到了歐洲各大學物理系。
 
      幾乎所有人都以為事情會就此了結，以為德布羅意那篇“很有趣”的博士論文在檔案堆裡從此埋沒。
 
      然而歷史總喜歡以不確定性原理來開玩笑。而這個玩笑順帶著改變了許多人的命運。
 
      在朗之萬寄出的博士論文中，有一份來到了維也納大學。
 
 
 
 
      四
 
   
 
     1926年春， 維也納。
 
 
     想一想，一大把年紀了還在講台上晃蕩，其學術生涯多麼朦朧而慘淡。德拜將任務交給他時說：
 
     “你現在研究的問題不重要，不如給我們講講德布羅意的論文吧。”
 
     這位講師的名字叫做：
 
 
 
     薛定諤
 
 
 

 
 
 
 
 
     兩周之後，薛定諤硬著頭皮把這篇論文的內容在seminar上講了一下，講完之後，聽這也是雲裡霧裡，而老板德拜則做了一個客氣的評價：
 
      多年以後，有人問及德拜是否後悔自己當初作出了這一評論，而沒有自己埋頭深入，德拜自我解嘲的說：
 
      “你不覺得這是一個很好的評論嗎？”
德拜建議薛定諤做一做這個工作，兩周以後seminar的時候再講一下。
 
 
 
      僅僅兩周，世界為之一變。
 
      薛定諤再次出現在seminar上講解德布羅意的論文的時候，他宣布，他為德布羅意的“波”找   了這樣一個方程。
 
 
 
      這個方程就是“薛定諤方程”！


 
 
 
歐文的psi，算來真靈通；
 
psi是個啥，沒人看得懂。
 
 
 

 
 
 
     psi是薛定諤方程中的波動變量，歐文是薛定諤的名字。
 
     “這貨不至於是個雞肋吧！”他想。
 
     薛定諤的故事似乎要再一次陷入平庸，然而平庸往往是正醞釀奇跡的緣由，只因人對平庸的不甘。
 
 
 
   
 
     五
 
 
 
     如果把上世紀初的物理學比作一潭湖水，前面的故事都好比湖水深處的動亂——湖的表面卻是風平浪靜。
 
 
      於是，矩陣力學走上了歷史的舞台。
 
      天下大變，僅一步之遙。
 
 
 
     此時的薛老師正帶著他的情婦在阿爾卑斯山滑雪。
 
     不知是大自然的唯美風景還是身邊的溫香軟玉，冥冥之某種存在，給予薛定諤靈感。在“那兩周”的最後幾天裡：
 
 
 
     他從方程中得出玻爾的氫原子的解！
 
 


 
 
 
     六
 
 
 
     倚天一出，四海皆驚。
 
     沒人再敢把薛定諤的方程當扯淡了。
 
哥本哈根學派的掌門玻爾大為驚駭，急信至維也納把薛定諤邀請到哥本哈根，切磋量子之精妙。
 
 
     薛定諤堅持努力工作，不久，矩陣力學和他的波動方程在數學上被證明等價。
 
     “倚天”“屠龍”，合鑄為一。
 
 
     歷史繼續著它的歷史劇，不懂數學的德布羅意和薛定諤秒殺了那一年的諾獎，成為了鬧劇中的主角。
 
 
 
     按這故事的尿性，該是尾聲了。
 
 
 
     在這一讓人啼笑皆非的歷史中，上帝還是保留了某種程度的公正。
 
 
 
 
     量子力學的殿堂終於建立起來。
 
最後修改 2011-10-28 回復

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