科学家的脸书狂想

作者简介

内容简介

01 不确定性原理 关于人生 那天不小心跟朋友混太晚，回到家的时候已经快12点 了，我已经抱着必死的心态想该怎么安抚女友，没想到一 打开门，女友竟然笑眯眯拿着新买的衣服跟我分享。但另 一天，我只是瘫坐在沙发上玩电动，女友却大发雷霆开始 跟我吵架，可是我没有做错什么事呀，我想我永远不会懂 女生在想什么…… 一奈米教室 “海森堡不确定性原理”，在量子力学系统中，一个 运动粒子的位置和它的动量不可被同时确定，位置的不确 定性（△x）和动量的不确定性（△p）是不可避免的，这 两个值的乘积永远不会小于（h/4π）（h为普朗克常数） ，这些误差对于人类来说虽然很微小，但是在原子研究中 却不能忽略。 由于电子的位置仅能用概率的函数来表示，因此，人 无法准确预测下一秒电子的位置。 维尔纳·海森堡（Wetaaer Heisenberg） 1901.12.5-1976.2.1 出生于德国 海森堡是物理学家，也是量子力学重要的奠基者之一 ，并提出了著名的“海森堡不确定性原理”。 海森堡在1920年前往慕尼黑大学学习物理，后来转学 到格丁根大学跟随马克斯·玻恩（Max Born）学习（玻恩 是1954年诺贝尔奖得主）。1924年获得了一笔奖学金，让 他得以与哥本哈根大学的物理系主任，也是当时颇负盛名 的尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）一同展开研究，研究内容 大部分人可能没听过，但却是后来量子力学根基的“矩阵 力学”。 这只是开始，紧接着在1927年，海森堡发表了举世闻 名的“海森堡不确定性原理”，让过往发展千年的古典物 理学摇摇欲坠，开启了近代物理学的篇章。“海森堡不确 定性原理”就是指你永远无法同时精准地确定粒子的位置 与动量。海森堡曾想用比较浅显的例子说明：想知道粒子 特别精确的位置就得用波长更短的光来“照射”，然而波 长越短能量就越强，也就更会改变粒子的动量，所以永远 都会顾此失彼（当然不尽正确）。 玻尔也帮忙协助海森堡修正他的论述：“这样的解释 等于承认粒子有客观的位置和动量，只是我们无法精确测 量出来；如此一来还是未脱古典物理的观念，事实上，原 本就没有精确的位置与速度，所以粒子才有波粒二象性。 ”海森堡这才了解不确定性并非测量的误差，而是万物的 本质。问客观事实是什么毫无意义，只有观测者所量得的 结果才有意义。 1932年，海森堡因为“创立量子力学以及由此导致的 氢的同素异形体的发现”而荣获诺贝尔物理学奖。他对物 理学的主要贡献是提出了矩阵力学、不确定性原理、s矩阵 理论。他的著作《量子论的物理学原理》更是量子力学的 经典书籍，对人类现代的发展功不可没。 “二战”期间，海森堡成为纳粹德国研发原子弹的领 导人，“所幸”研制失败，他也因为协助德国研发武器，