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奇妙方程
1928年,英国一个物理天才,大胆借用爱因斯坦相对论,搞出一个奇妙方程,竟然碾压了薛定谔,力证海森堡,还完美统一两个不共戴天的力学,震惊世界。更令人傻眼的,他竟然拒绝与薛定谔共享的诺贝尔奖。
 
这个天才,名叫狄拉克!
 
1921年,狄拉克刚从大学电机工程系毕业,就遇到了经济大萧条,连工作都找不到。
 
唯一的希望,就是数学系给了他一个免费进修数学的机会。
 
电机工程转数学,这简直风马牛不相及,可不是随随便便就能成的。
 
但是,狄拉克天才绝世,还真随随便便就成了——2年后,直接入主剑桥,扶摇直上。
 
当时,剑桥有一个著名的“卡皮察俱乐部”,里面都是才华横溢的年轻人,狄拉克就是其中之一。
 
1925年7月28日,俱乐部迎来了一个如日中天的人物——海森堡。
 
那时的海森堡是物理界最耀眼的年轻人,刚刚开创出矩阵力学,一鸣惊人。
 
狄拉克那天刚好外出,错过了这次聚会。他的导师参加了这次聚会,随手把海森堡的证明过程复制了一份给狄拉克。
 
狄拉克一眼就看出了海森堡体系的精髓所在,正是那个奇怪的矩阵乘法法则:p*q≠q*p!
 
说到海森堡体系,有一个最大的缺点,就是——太复杂了!
 
复杂到了令人发指的程度,所有物理学家都“丑拒”它,关键是根本没人知道这里面的物理意义是什么。
 
尤其是那个乘法规则:p*q≠q*p,简直违背了常识,诡异到了极点。
 
凭什么换个位置后,两者的乘积就不相等了呢?
 
别说其他人了,就连海森堡自己都在烦这个事儿。
 
但是,狄拉克只消一眼,就把这个问题解决了——
 
他将经典的“泊松括号”引入进来,建立了一种新的代数,居然轻松证明了海森堡的方程,简洁完美到了极点,连海森堡都叹服不已。
 
OK,海森堡体系逻辑自洽了,完美无缺了。
 
但偏偏这时候,又杀出来一个薛定谔。
 
薛定谔向来桀骜不驯,他知道海森堡的体系很惊艳,但他就是讨厌那个复杂的矩阵,觉得不够简洁美妙。
 
既然讨厌,那就掀翻,或者取而代之。
 
于是,薛定谔从德布罗意方程出发,准备搞出一个相对论的方程出来,却由于他当时对电子自旋不太懂,以至于没有成功。
 
薛定谔只能退而求其次,根据牛顿力学,先搞出了一个非相对论的方程,正是那个名震整部20世纪物理史的薛定谔波动方程。
 
这个方程,简洁美妙到了极点!
 
从观感和体验的角度来说,这个方程比海森堡那个艰涩的矩阵看起来舒服一百倍。
 
顿时,所有物理学家都觉得解脱了——再也不用去学海森堡那个复杂的东西了,跟着薛定谔混,简直不要太轻松!
 
可海森堡不乐意了啊——我尼玛先开创了一个体系,你薛定谔中途插一脚,太不地道了!
 
就这样,两人干上了,一发不可收拾!
 
剑拔弩张之际,还得看狄拉克!
 
狄拉克先盯上了薛定谔。
 
既然薛定谔搞不出来相对论性的方程,只能整出个非相对论的,那么,狄拉克就要把相对论的方程弄出来!
 
1928年,狄拉克大胆将粒子的自旋内涵自动包括进方程中,再从相对论经典粒子的能量动量关系出发,又在二阶微分算符上面动了点手脚……
 
哎嘿,成了!
 
狄拉克方程,横空出世!
 
相对论和电子自旋自动隐含其中,完美无暇。
 
这个方程,实现了量子力学和相对论的第一次融合,比薛定谔方程更强大,实验效果的符合性更好,很快得到物理学界的认可。
 
1930年,狄拉克出版了那本经典的量子力学教材,将薛定谔和海森堡的两种“不共戴天”的力学完美地统一起来。
 
双方止戈,天下太平!
 
1933年,狄拉克和薛定谔分享诺贝尔物理奖。可狄拉克不喜出名,拒绝这个奖!
 
导师卢瑟福一句话就把他套路了:“如果你不领奖的话,这个名声可就更响了哦,你想清楚!”
 
无奈之下,狄拉克只能“郁闷”去领诺贝尔!
 
狄拉克的成就不止于此,更有那个惊艳天下的“狄拉克海”,更是让人叹服。
 
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