Sunday, April 21, 2013

玻尔兹曼熵公式S=klnW。毫无疑问,关于各种极端情况下的少体问题的方程,比如牛顿方程,薛定谔方程或者爱因斯坦场方程,都会十分简洁并且引人注目。但是我相信,大多数物理背景的人,都会认同这一点,就是说统计力学(包括平衡和非平衡统计力学)的规律,或者说多粒子体系的规律,是构成这个世界的基本规律之一,而玻尔兹曼常数k,是这个世界上最重要的物理常数之一。

好文章,请允许鸡蛋里挑两个骨头 [ ]


呵呵,楼主的文章写得很漂亮。作为医科背景的青年女学者,能够把一篇牵扯如此多的基本物理规律的文章写得这么漂亮,是十分难能可贵的。足见楼主知识背景的宽广,和写作时的用心。尤其是后者,很让我钦佩。
有两个小问题。
第一个,不是文章的问题,是漫画的问题。漫画里面漏掉了一个重要的公式,就是著名的玻尔兹曼熵公式S=klnW。毫无疑问,关于各种极端情况下的少体问题的方程,比如牛顿方程,薛定谔方程或者爱因斯坦场方程,都会十分简洁并且引人注目。但是我相信,大多数物理背景的人,都会认同这一点,就是说统计力学(包括平衡和非平衡统计力学)的规律,或者说多粒子体系的规律,是构成这个世界的基本规律之一,而玻尔兹曼常数k,是这个世界上最重要的物理常数之一。事实上统计物理的神奇,一点不逊于量子力学和相对论,甚至可以说犹有过之,因为这门学科的创建者之一,玻尔兹曼,竟然以身殉道。而他的公式S=klnW就被刻在他位于维也纳的墓碑上。从这一点上说,也许统计物理是“最令人疯狂的物理分支”了。
第二个是关于文章本身的。
如果说打破了牛顿的绝对时空观而建立相对论物理学的主要奠基人是爱因斯坦,那么打破绝对因果律建立量子物理学的主要奠基人,就是薛定谔。
薛定谔在着手解决微观物体的运动规律时,引入了统计性因果关系和概率波的描述。他根据微观粒子的波粒二象性,用方程把粒子在所处势场中的势能、粒子本身的动能以及描述粒子状态的波函数联系了起来。

这段话不是很确切。毫无疑问薛定谔方程是量子力学的基本假定之一。但是如果因此说“那么打破绝对因果律建立量子物理学的主要奠基人,就是薛定谔。”就有些绝对了。事实上薛定谔提出了波动方程,但是给物质波赋予几率解释的却是马克思玻恩(Max Born)。当然薛定谔和波恩两个人,也不能在这件事情上专美。还有很多其他人做出了不可抹杀的贡献。
我想,仅仅从对于旧有因果律的破坏这一点上说,功绩最大的应该是薛定谔,玻恩,玻尔,爱因斯坦,玻姆,和贝尔这几个人。其中玻恩给出了明确的几率解释,玻尔进一步完善了包含波包塌缩概念的哥本哈根诠释,薛定谔把这个诠释和传统因果律之间的矛盾,用薛定谔猫这样一个尽管似是而非却十分生动形象的比喻提了出来,爱因斯坦则提出了EPR佯谬,第一次严格(虽然不十分清晰)的阐述了这里面的矛盾之处。为了协调这个矛盾,玻姆对隐参量理论进行了不成功但却很重要的探索,并直接启发贝尔用贝尔不等式的方式,把量子力学和传统的因果律之间的矛盾,进行了清晰,准确而严格的描述。而此时距离量子力学创建,已经过去四十年了。
当然,这只是从因果律这个一个角度说。如果要说量子力学中全部重要内容的创立过程,那牵扯到的人和事儿将更为广泛。曾谨言先生在他的《量子力学》中写道(大意)“如今,相对论的创建者爱因斯坦的名字家喻户晓,他的事迹被当作神话广为流传。然而,量子力学的开创者们,迄今为止对于物理圈子以外的公众而言,仍然显得有些陌生。究其原因,可能在于本世纪初期的量子物理学家们面临的问题是如此的复杂和困难,以至于他们中没有任何人能凭借自己的力量独自完成整个理论的创建。在通向量子力学的征途中,闪烁着玻尔,爱因斯坦,海森堡,薛定谔,狄拉克,泡利,玻恩等一系列光辉的名字。‘事实上,量子论的创建过程,是人类物理学研究中第一次集体的胜利’”。其中最后一句,引自《玻尔研究所的早年岁月》一书,我觉得说的很中肯。量子力学的建立过程,是一个众人拼图的过程,每个人都做出了一部分贡献,这些人少了谁都不行。

资深推荐:游识猷, 通宝推:一条溺水的鱼,Wjwu,逐水而行,

No comments:

Post a Comment