上帝掷骰子吗:量子物理史话 (曹天元)

赫兹小心地把接受器移到不同的位置,电磁波的表现和理论预测的分毫不爽。根据实验数据,赫兹得出了电磁波的波长,把它乘以电路的振荡频率,就可以计算出电磁波的前进速度。这个数值在可容许的误差内恰好等于30万公里/秒,也就是光速。麦克斯韦惊人的预言得到了证实:原来电磁波一点都不神秘,我们平时见到的光就是电磁波的一种,只不过普通光的频率正好落在某一个范围内,而能够为我们的眼睛所感觉到罢了。

添加于 2015年11月2日星期一 下午11:51:28 您在位置 #141-145的标注

既然波本身是介质的振动,那它必须在某种介质中才能够传递,比如声音可以沿着空气、水乃至固体前进,但在真空里就无法传播。为了容易理解这一点,大家只要这样想:要是球场里空无一人,那“人浪”自然也就无从谈起。 而光则不然,它似乎不需要任何媒介就可以任意地前进。

添加于 2015年11月3日星期二 下午1:25:28 您在位置 #227-229的标注

而波动的理由却是简单而直接的:两条缝距离屏幕上某点的距离会有所不同。当这个距离差是波长的整数倍时,两列光波正好互相加强,就在此形成亮带。反之,当距离差刚好造成半个波长的相位差时,两列波就正好互相抵消,这个地方就变成暗带。理论计算出的明暗条纹距离和实验值分毫不差。

添加于 2015年11月4日星期三 下午1:20:35 您在位置 #428-431的标注

为此,菲涅耳不久后又作出了一个石破天惊的决定:他革命性地假设光是一种横波(也就是类似水波那样,振子作相对传播方向垂直运动的波),而不像从胡克以来所一直认为的那样,是一种纵波(类似弹簧波,振子作相对传播方向水平运动的波)

添加于 2015年11月4日星期三 下午1:24:24 您在位置 #451-453的标注

电磁理论在数学上完美得难以置信,麦克斯韦最初的理论后来经赫兹等人的整理,提炼出一个极其优美的核心,也就是著名的麦氏方程组。它刚一问世,就被世人惊为天物,其表现出的简洁、深刻、对称使得每一个科学家都陶醉在其中。后来玻尔兹曼(Ludwig Boltzmann)情不自禁地引用歌德的诗句说:“难道是上帝写的这些吗?”一直到今天,麦氏方程组仍然被公认为科学美的典范,许多伟大的科学家都为它的魅力所折服,并受它深深的影响,有着对于科学美的坚定信仰,甚至认为:对于一个科学理论来说,简洁优美要比实验数据的准确来得更为重要。无论从哪个意义上来说,电磁论都是一种伟大的理论。罗杰•彭罗斯(Roger Penrose)在他的名著《皇帝新脑》(The Emperor's New Mind)一书里毫不犹豫地将它和牛顿力学,相对论和量子论并列,称之为“Superb”的理论。

添加于 2015年11月4日星期三 下午1:33:27 您在位置 #501-507的标注

Eureka Moment

添加于 2015年11月4日星期三 下午11:55:11 您在位置 #790-790的标注

他发现自己处于一个相当尴尬的地位:知其然,但不知其所以然。是的,他的新公式管用!但为什么呢?它究竟是如何推导出来的呢?这个理论究竟为什么正确,它建立在什么样的基础上,它到底说明了什么?这些却没有一个人可以回答,连公式的发现者自己也不知道。

添加于 2015年11月4日星期三 下午11:56:16 您在位置 #802-805的标注

必须假定,能量在发射和吸收的时候,不是连续不断,而是分成一份一份的。

添加于 2015年11月5日星期四 上午12:03:51 您在位置 #877-877的标注

这种连续性,平滑性的假设,是微积分的根本基础。牛顿、麦克斯韦那庞大的体系,便建筑在这个地基之上,度过了百年的风雨。当物理学遇到困难的时候,人们纵有怀疑的目光,也最多盯着那巍巍大厦,追问它是不是在建筑结构上有问题,却从未有丝毫怀疑它脚下的土地是否坚实。而现在,普朗克的假设引发了一场大地震,物理学所赖以建立的根本基础开始动摇了。

添加于 2015年11月5日星期四 上午12:05:36 您在位置 #893-896的标注

自从量子革命以来,学者们越来越多地认识到,空间不一定能够这样无限分割下去。量子效应使得空间和时间的连续性丧失了,芝诺所连续无限次分割的假设并不能够总是成立。这样一来,芝诺悖论便不攻自破了。量子论告诉我们,“无限分割”的概念是一种数学上的理想,而不可能在现实中实现。一切都是不连续的,连续性的美好蓝图,也许不过是我们的一种想象。

添加于 2015年11月5日星期四 上午12:14:46 您在位置 #965-968的标注

小庙里面有时也会出大和尚。

添加于 2015年11月7日星期六 上午1:03:54 您在位置 #1125-1125的标注

康普顿在研究X射线被自由电子散射的时候,发现一个奇怪的现象:散射出来的X射线分成两个部分,一部分和原来的入射射线波长相同,而另一部分却比原来的射线波长要长,具体的大小和散射角存在着函数关系。

添加于 2015年11月7日星期六 下午1:10:57 您在位置 #1259-1261的标注

命中注定,戴维逊和汤姆逊将分享1937年的诺贝尔奖金,而德布罗意将先于他们8年获得这一荣誉。有意思的是,G.P.汤姆逊的父亲,J.J.汤姆逊因为发现了电子这一粒子而获得诺贝尔奖,做儿子的却因为证明电子是波而获得同样的荣誉。历史有时候,实在富有太多的趣味性。

添加于 2015年11月8日星期日 下午1:14:16 您在位置 #1850-1853的标注