创立量子力学的睿智才思

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1、第’+卷第#"期大学物理./0)’+1/)#"’""&年#"月2344565789:;2:3<=)’""&###############################################################!"!!!!!!!!!!!"!"!纪!念!量!子!力!学!建!立!!"!周!年!!"创立量子力学的睿智才思（续#）———纪念矩阵力学和波动力学诞生!"!!#周年赵凯华（北京大学物理学院，北京#""!$#）上述后一项工作是关于反常塞曼效应的)为了!矩阵力学的诞生解释谱线的多重结构，海森伯和泡利作了一个独特!"#海森伯走向

2、量子力学之路的假定：外来辐射强加于原子某种非力学的应力（德海森伯（!"#$"#%&#’(")*"$+"#,，#%"#—#%$&），德文78&$,），使同一能量的原子对辐射作出与两种能国人，#%##年进-&.)/)’’)&$01/$&*)2/，#%’"年进量相联系的双重反应)今天我们知道，只有完整的量慕尼黑大学，师从索末菲，#%’(年获博士学位")在子力学理论和对电子自旋概念的承认，才能真正解慕尼黑大学期间他曾于#%’’年&月去过哥廷根大决反常塞曼效应问题)学听被邀的玻尔作报告，又于#%’’—#%’(年冬到哥#%’+年*月海森伯从哥本哈根回到哥廷根

3、后，廷根大学玻恩教授那里去了一个学期，#%’(年夏博感到情况有变化)原来自信心很强的玻尔情绪忽然低士考试一通过，他就到哥廷根大学作玻恩教授的助落，对自己的工作产生怀疑)他把自己的和%#&/"#*手)在哥廷根大学期间他曾于#%’*年(—+月和的已在清样校对中的文章撤回，对海森伯的那篇包#%’*年%月—#%’+年*月两次访问哥本哈根玻尔含“78&$,”思想的文章也作低调处理)而在此之前玻研究所)海森伯先后得到索末菲、玻恩、玻尔三位风尔和他的对应原理，威信在哥本哈根如日中天，人们格不同的名师的教诲，受益良多)奉若神明)究竟发生了什么事情？原来于#%’*

4、年初那个时代理论物理的热点，是在旧量子论的基发表了一篇935#,%#&/"#*,:’&;"#三人署名的文章，础上讨论原子物理问题)海森伯所作的研究，除了博其中提出了辐射与原子相互作用时动量-能量不严士论文是经典问题（湍流）外，都是当时原子物理中格守恒的思想，认为动量-能量只在统计意义下守未解决的难题（如氦原子问题、反常塞曼效应、复杂恒)尽管这一假说遭到诸如爱因斯坦、泡利等许多人光谱的原子模型、荧光的偏振等）)在这个时期海森反对，哥本哈根的人仍坚持他们的看法)#%’’年发现伯的工作都是以玻尔的对应原理为指导思想的，甚的康普顿散射说服不了他们，但0"

5、),"#和93;5"的至对它作过逻辑上的强化（’3,)4&’*5"$)$,）)他在实验使他们折服了)在这实验里康普顿散射中的散丹麦期间有过两项工作，一项是与比他年长的射光子和反冲电子都被盖革计数器在符合测量中抓%#&/"#*合作的原子辐射的色散，另一项是多重线到了)实验证明，在康普顿散射过程中动量-能量是光谱的量子理论和反常塞曼效应)严格守恒的)#%’*年*月#$日0"),"#把实验的结在前一项工作中需要对电矩作多重的傅里叶展果写信告诉了玻尔，海森伯是稍后才得知此事的)开)海森伯日后回忆道：“当时给我一个很强的印象：情况突然的变化使海森伯一

6、时选不定适当的题我看到［量子理论中的物理量］与经典物理中的傅里目进行工作)他现在对旧量子论的缺点和困难了解叶分量之间的类比是十分接近的，因为不仅［跃迁得更深了)为了避免一些不可靠的假设，+月份他回幅的］绝对值，而且它的相位，都必须很好地确到氢原子问题上来，研究它的谱线强度，但没有什么定)⋯⋯重要的是真会有干涉效应发生)”在他心中结果)他开始转向量子理论中傅里叶级数的数学结产生了一个想法：真实的东西是傅里叶分量，而不是构问题)轨道)这一想法导致他几个月后创造了矩阵力学的!"$海森伯#%$&年’月划时代的论文奇迹，但在该年冬天他仍陷于复杂光谱和反常塞

7、曼海森伯的量子傅里叶级数工作主要是在&月份效应的研万方数据究，延迟了他的伟大发现)完成的，特别是他因患枯草热到无植被的("’,3,’&$<+大学物理第+%卷岛疗养的十来天里，工作有重大的突破!他在"月初%（$，$)!）’%（$)!，$)#）&%（$，$)#）写好初稿，先寄给汉堡的泡利征求意见，得到他的肯（*!"）定后才于"月中旬交付玻恩，请他定夺是否发表!玻这也是符合光谱学里的.#$/组合原理的!为了改造恩于"月底投给!"#$%&’(#)$)*(+’,%#-杂志，#月刊（*!$）"（*!*）式使之适合量子理论，角频率要作如出，标题是“运动学和动力

8、学关系的量子论重新解下替换：［"，$%］释”!这就是那篇创立矩阵力学的历史性文献!!"（$）%"（$，$)!），#"（$）%"（$，$)