经过科学家100多年接力,人类终于了解了4.9%的宇宙( 五 )

图2:用电子作双缝实验,结果得到了如通常的波一般的干涉图样。从第一张图到第四张图,电子越来越多,干涉图样也越来越清晰。但值得注意,虽然图中每一个点表示有一个电子抵达探测屏,但点的离散状却并不意味着电子的“粒子性”。此实验由外村彰(Akira Tonomura)团队于1988年开展。

1925年6月,刚在哥廷根大学获得教职的海森堡(Werner Heisenberg,1901-1976)因躲避过敏性鼻炎而前往德国北部的海姑兰岛。在那里,他一面品味着歌德的抒情诗集《西东诗集》(West-?stlicher Divan),一面通过类比自傅立叶级数的方法,给出了描述量子理论的一个新方案,并找出了其中的关键:非对易性(noncommutativity)。在海森堡将他的结果寄给他大学时的老师玻恩(Max Born,1882-1970)后,后者意识到,海森堡的方法事实上就是将矩阵(matrix)的概念引了进来。在此基础上,当年内,他们就与玻恩的助教约尔旦(Pascual Jordan,1902-1980)一起,发展出了一套用系统化的矩阵语言来描述量子理论的新形式,称为矩阵力学(matrix mechanics)。

与此同时,正在剑桥攻读博士学位的狄拉克(Paul Dirac,1902-1984)指出,矩阵力学中的非对易性与分析力学中的泊松括号密切相关。在此基础上,狄拉克建立起了完整的正则量子化(canonical quantization)手续,并以此获得了博士学位。

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