矩陣力學的誕生——海森堡 1925年7月29 日

2020-11-24 騰訊網

1901 年 12 月,擁有超常數理天賦的海森堡生於德國。受伽利略「大自然這部書就是用數學符號寫成的」這句話的影響,海森堡對「數學符號」產生濃厚興趣,為日後量子力學的誕生埋下了種子。中學畢業後,海森堡成為德國物理學家阿諾德·索末菲的學生。

1922 年,海森堡成為德國物理學家馬克斯·玻恩的研究助手。這時,缺乏理論體系、沒有普適方程的原子理論遭遇發展瓶頸。1924 年,玻恩首次提出「量子力學」的新理論以及「虛振子」的概念,這給予海森堡很大啟發。依照玻恩的思路,海森堡發現,所觀察的譜線效應可看做一群「電磁振子」的疊加,疊加的效果可以用傅立葉分析的數學方法,對氫原子在各個能級間躍遷輻射的振幅和頻率進行分解,從而獲得各個分量值。他獨具匠心地把這組分量排列成一個陣列,並且發現在一些量間存在一種特殊的乘法關係——量子力學運動方程。

1925 年 7 月 29 日,海森堡的論文「運動學和動力學關係的量子理論新釋」發表,矩陣量子力學理論首次亮相。海森堡的論文讓玻恩意識到一個全新的理論,他立刻邀請自己的助手帕斯卡·約旦一起研究。一周後,玻恩與約旦聯合發表題為「論量子力學」的論文。

1925 年 11月 16 日,海森堡、玻恩與約旦共同發表「論量子力學 2」,矩陣力學由此誕生。

1932 年,海森堡獲得諾貝爾物理學獎。

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