量子理論的主要創立者都是年輕人。1925年。泡利25歲,海森堡和恩裡克。費米(fermi)24歲,狄拉克和約當23歲。薛定諤是一個大器晚成者,36歲。玻恩和玻爾年齡稍大一些,值得一提的是他們的貢獻大多是闡釋性的。愛因斯坦的反應反襯出量子力學這一智力成果深刻而激進的屬性:他拒絕自己發明的導致量子理論的許多關鍵的觀念,他關於玻色…愛因斯坦統計的論文是他對理論物理的最後一項貢獻,也是對物理學的最後一項重要貢獻。
創立量子力學需要新一代物理學家並不令人驚訝,開爾文爵士在祝賀玻爾1913年關於氫原子的論文的一封書信中表述了其中的原因。他說。玻爾的論文中有很多真理是他所不能理解的。開爾文認為基本的新物理學必將出自無拘無束的頭腦。
1928年,革命結束,量子力學的基礎本質上已經建立好了。後來,abrahampais以軼事的方式記錄了這場以狂熱的節奏發生的革命。其中有一段是這樣的:1925年,samuelgoudsmit和k就提出了電子自旋的概念,玻爾對此深表懷疑。10月玻爾乘火車前往荷蘭的萊頓參加亨德里克。a。洛倫茲(z)的50歲生日慶典,泡利在德國的漢堡碰到玻爾並探詢玻爾對電子自旋可能性的看法;玻爾用他那著名的低調評價的語言回答說,自旋這一提議是“非常,非常有趣的”。後來,愛因斯坦和fest在萊頓碰到了玻爾並討論了自旋。玻爾說明了自己的反對意見。但是愛因斯坦展示了自旋的一種方式並使玻爾成為自旋的支持者。在玻爾的返程中,遇到了更多的討論者。當火車經過德國的哥挺根時,海森堡和約當接站並詢問他的意見。泡利也特意從漢堡格趕到柏林接站。玻爾告訴他們自旋的發現是一重大進步。(按:看到歐洲科學家之間坦誠而熱烈的交流,我們會得到什麼啟示嗎?)
量子力學的建立觸發了科學的淘金熱。早期的成果有:1927年海森堡得到了氦原子薛定諤方程的近似解,建立了原子結構理論的基礎;,和k隨後又提出了原子結構的一般計算技巧;和rheitler解決了氫分子的結構,在此基礎上,linuspauling建立了理論化學;rfeld和泡利建立了金屬電子理論的基礎h創立了能帶結構理論;海森堡解釋了鐵磁性的起因。1928年w解釋了a放射性衰變的隨機本性之謎,他表明a衰變是由量子力學的隧道效應引起的。隨後幾年中he建立了核物理的基礎並解釋了恆星的能量來源。隨著這些進展,原子物理、分子物理、固體物理和核物理進入了現代物理的時代。
要點
伴隨著這些進展。圍繞量子力學的闡釋和正確性發生了許多爭論。玻爾和海森堡是倡導者的重要成員,他們信奉新理論。愛因斯坦和薛定諤則對新理論不滿意。
基本描述:波函式。系統的行為用薛定諤方程描述,方程的解稱為波函式。系統的完整資訊用它的波函式表述,透過波函式可以計算任意可觀察量的可能值。在空間給定體積內找到一個電子的機率正比于波函式幅值的平方,因此,粒子的位置分佈在波函式所在的體積內。粒子的動量依賴於波函式的斜率,波函式越陡,動量越大。斜率是變化的,因此動量也是分佈的。這樣,有必要放棄位移和速度能確定到任意精度的經典圖象,而採納一種模糊的機率圖象,這也是量子力學的核心。
對於同樣一些系統進行同樣精心的測量不一定產生同一結果,相反,結果分散在波函式描述的範圍內,因此,電子特定的位置和動量沒有意義。這可由測不準原理表述如下:要使粒子位置測得精確,波函式必須是尖峰型的,然而,尖峰必有很陡的斜率,因此動量就分佈在很大的範圍內;相反,若動量有很小的分佈,波函式的斜率必很小,因而波函式分佈於大範