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1913年,丹麦天才玻尔,提出原子的量子...

 芥舟 2021-11-01
1913年,丹麦天才玻尔,提出原子的量子化模型,公然挑衅物理巨人麦克斯韦,连爱因斯坦都反对这个理论。玻尔怂了,刚一崛起,就要殒落。这时,一个毒舌天才横空出世,提出不相容原理,才勉强保住玻尔,助他登上神坛!
 
玻尔,很天才,但也很怂!
 
他天才的将普朗克量子引入原子模型,提出有轨的原子模型,连发3篇重量级论文,拿到诺贝尔奖。
 
但是,这个理论却与麦克斯韦体系相冲突。当时麦克斯韦是物理界神祗,玻尔此举简直是公然挑衅。
 
如此大逆不道,岂能容之!
 
诸多大佬强烈反对玻尔,就连他的导师都拒绝为他发声;甚至有些物理学家声称,要是量子模型是真实的,他们就从此退出物理界。
 
即使是当时思想最开放的那个人——如日中天的爱因斯坦,都无法接受这个理论,觉得太勉强了!
 
于是,玻尔怂了!
 
他不敢跟麦克斯韦正面硬刚,选择了妥协,开始拆东墙补西墙!

当时,麦克斯韦方程睥睨天下,它可不管玻尔轨道的成功与否,反正就是霸道宣布——电子围绕原子核运动,必然要释放出电磁辐射!
 
哎嘿,就是这么狂!
 
偏偏,还就是那么正确而又完美!
 
玻尔不服不行——既然打不过,那就加入吧。
 
他试图将他的原子体系和麦氏理论调和一下,建立一种联系,力图向世人证明两种体系都是对的。
 
但是,一旦把眼光从原子范围放大到平常世界,量子效应就消失了,麦克斯韦再次主宰万物。
 
无论何时,两种体系都存在一个确定的对应状态。为此,玻尔只能搞出一个“对应原理”,来自圆其说。
 
可在所有人看来,这多少有点牵强附会,一旦跟麦克斯韦出现冲突,就拿对应原理出来应付,有点“哪里不会点哪里”的感觉!
 
很多人都说玻尔理论是“半经典半量子”“旧瓶装新酒”……总之,没什么好词儿。
 
偏偏这时,玻尔还迎来一个致命威胁——反常塞曼效应!
 
这是谱线在弱磁场下的一种复杂分裂,这种现象要求引进值为1/2的量子数。
 
因为涉及磁场,就逃不开麦克斯韦;因为有谱线,玻尔理论就必须进来——
 
两人,不得不对线了!
 
可是,玻尔对反常塞曼效应无可奈何,毫无办法。
 
这……
 
我玻尔刚一崛起,就得陨落了?
 
好在这时,奥地利一个物理天才横空出世,救了玻尔一把。
 
他,就是怼天怼地怼空气的毒舌青年泡利!
 
这个闷骚的理工男,毒舌属性从小就是点满了的,见谁怼谁,不分敌我!
 
一次,他跟好友去听物理学家塞格雷的演讲,当场就开怼:“我就没听过这么糟糕的报告……”
 
转过头来,他又对好友说:“不过,要是你来做这个报告的话,会更糟糕的!”
 
就连偶像爱因斯坦,他都不放过——有一回听爱因斯坦讲座,他终于给了一个好评:“我觉得吧,爱因斯坦也并不完全是愚蠢的。”
 
不过,有3个人,泡利是很少怼的——师父索末菲,小师弟海森堡,以及师兄玻尔。
 
所以,当玻尔被反常塞曼效应卡脖子时,泡利比谁都急,整天愁眉苦脸在公园里思考,还对前来关心的人毒舌:“我当然不高兴啊,一想到反常塞曼效应,你高兴得起来吗?”
 
但是,毒舌归毒舌,泡利却是公认的那个时代最聪明的物理学家。
 
他想搞明白一个东西,就一定能搞明白!
 
反常塞曼效应又如何?
 
1925年,泡利做出了解答:没有两个电子能够享有同样的状态,而一层轨道所能包容的不同状态数是有限的。当电子填满一个轨道后,其他电子就无法再进来,只能去其它轨道。
 
就好比原子是一幢宿舍,每间房都有一个四位数门牌号。底楼两间房,1001和1002;二楼8间,2001,2002、2101……2122。
 
楼层越高,房租越贵。电子们会先冲去抢物美价廉的底层,没抢到的就只能花高租金住高层。
 
这个听起来很残忍的规定,就是泡利的“不相容原理”!
 
这个原理,总算是帮玻尔解决了反常塞曼效应,勉强续了一口气。
 
后来,海森堡的不确定性原理和波恩的概率解释,才真正将玻尔捧上神坛。
 
玻尔和泡利的传奇经历,是畅销书《上帝掷骰子吗》中的科普。书里从麦克斯韦电磁理论,讲到牛顿经典力学,再到爱因斯坦相对论,接着是玻尔量子论,直到平行宇宙……
 
这是量子论入门书籍,豆瓣9.2分趣味科普神作,作者曹天元也是个神人,硬是把枯燥的物理写出了武侠风格。
 
书里,物理学大佬如玻尔、爱因斯坦、薛定谔等人,就像武侠里的绝世高手,以惊艳的理论为武器,创造出了一个刀光剑影、波澜壮阔的世界!
 

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