量子物理大事件 1925年海森堡創立矩陣力學

海森堡和玻恩、約爾旦合力創立矩陣力學，用可測量的數學體系完成量子力學的系統理論。

20世紀初，以愛因斯坦的相對論和玻爾的原子模型為基礎而形成的理論物理學吸引著年輕的研究者們。丹麥的哥本哈根成了年輕的物理學家嚮往的地方。當時，雲集在玻爾研究所的來自世界各國的理論物理學家，正試圖用這種模型來探索光譜線及其在電場和磁場的分裂，以便創立沒有邏輯矛盾的原子過程理論。1925年，當所有的努力都顯得徒勞無益時，人們似乎覺得物理學已經走進了一條死胡同。

然而，維爾納·海森堡（Werner Heisenberg，1901—1976）的思想讓玻爾長期的困惑迎刃而解。海森堡在大學時就對各種原子模型持懷疑態度。他感到玻爾的理論不可能在實驗中得到理想的證實。因為玻爾的理論建立在一些不可直接觀察或不可測量的量上，如電子運動的速度和軌跡等。海森堡認為，在實驗中，我們不能期望找到像電子在原子中的位置，電子的速度和軌跡等一些根本無法觀察到的原子特徵，而應該只探索那些可以通過實驗來確定的數值，如固定狀態的原子的能量、原子輻射的頻率和強度等。

他在物理學雜誌上發表了題為《關於運動學和力學關係的量子論新釋》的論文，將一類新的數學量引入了物理學領域，從而創立了量子理論。海森堡的理論基礎是可以觀察的事物或可以測量到的量。因此，像位置．速度等力學量，需要用線性代數中的「矩陣」這種抽象的數學體系來表示，而不應該用一般的數來表示。「矩陣」被提出後，玻恩很快注意到了這個問題的重要性，他與約爾旦共同合作進行了進一步的研究。1925年9月，他倆一起發表了《論量子力學》一文，將海森堡的思想發展成為量子力學的一種系統理論。11月，海森堡在與玻恩和約爾旦協作下，發表《關於運動學和力學關係的量子論的重新解釋》的論文，創立了量子力學中的一種形式體系——矩陣力學。從此，人們找到了原子微觀結構的自然規律。愛因斯坦評價道：「海森堡下了一個巨大的量子蛋。」

量子力學是人們研究微觀世界必不可少的有力工具。由於對量子理論的新貢獻，海森堡於1932年獲得了諾貝爾物理學獎。

維爾納·海森堡

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