攻城狮豆腐斯基

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故事的结尾,机械师爱上谁
为了我爱的那个人,努力走在学习的大道上
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理科安利来一发——索尔维会议圈【1】


这一张照片大家一定很熟悉,没错,这就是1927年第五届索尔维会议合影,也被称为物理界最豪华聚会。




由于种种原因,卡皮查的安利我放假回来的时候再发上来。所以,我愉快的开始安利索尔维会议圈咯。




先从薛定谔同学开始。




提起薛定谔,大部分人第一时间都会想到“薛定谔的猫”。就是这个薛定谔于1935年提出的悖论让他获得了“虐猫狂魔”这一称号。在我没去理工科之前,我的个性签名一直都是“如果你是薛定谔的猫,那么我就是麦克斯韦的妖”。那么,什么是薛定谔的猫嘞?什么又是麦克斯韦的妖嘞?




假设一只猫被关在一个自己不能操纵的有痛苦装置的盒子里,盒子里放有一个带有少量放射性物质的盖格计数器,这样,一个小时或许有一个原子衰变,计数器反应并通过一个继电器扳动一个小锤,打碎氰化物小瓶。人们把这个系统放置一个小时后,如果这中间没有原子衰变,猫的生存几率就为50%,但如果有,猫就必死无疑,死亡率为50%。因为仅第一个原子衰变就会把这只可怜的喵咪毒死。




What a pity cat!




但是,爱因斯坦同学非常赞同这一个“猫悖论”,并且在1939和1950年两次写信给薛定谔称这个悖论是解释量子力学不完备性的最巧妙的办法,并提出应该进一步完善。




至于麦克斯韦的妖【Maxwell's demon】,就是1871年小麦在《热理论》一书的末章《热力学第二定律的限制》中,设计了一个假想的存在物--"麦克斯韦妖"。麦克斯韦妖有极高的智能,可以追踪每个分子的行踪,并能辨别出它们各自的速度。这个设计方案如下:"我们知道,在一个温度均匀的充满空气的容器里的分子,其运动速度决不均匀,然而任意选取的任何大量分子的平均速度几乎是完全均匀的。让我们假定把这样一个容器分为两部分,A和B,在分界上有一个小孔,在设想一个能见到单个分子的存在物,打开或关闭那个小孔,使得只有快分子从A跑向B,而慢分子从B跑向A。这样,它就在不消耗功的情况下,B的温度提高,A的温度降低,而与热力学第二定律发生了矛盾"。麦克斯韦认为,只有当我们能够处理的只是大块的物体而无法看出或处理借以构成物体分离的分子时,热力学第二定律才是正确的,并由此提出应当对热力学第二定律的应用范围加以限制。




1877年,小麦的忠实小迷弟玻尔兹曼发现了宏观的熵与体系的热力学几率的关系S=KlnΩ,其中 K为玻尔兹曼常数。1906年,能斯特提出当温度趋近于绝对零度 T→0 时,△S / O = 0 ,即"能斯特热原理"。普朗克在能斯特研究的基础上,利用统计理论指出,各种物质的完美晶体,在绝对零度时,熵为零(S 0 = 0 ),这就是热力学第三定律




这些我们以后再说,现在让我们回到薛定谔大神的安利。




俗话说得好,三岁看小七岁看老。这句话用在全科学神薛定谔大神身上是一点都没有错。




1887年8月12日,薛定谔出生在一个维也纳的手工业主的家里。可以说,薛定谔是一个富二代。又因为他的母亲是个奥地利和英国混血,因此薛定谔在同一时间学会了英语和德语。




1989年,薛定谔进入了维也纳高等专科学校所属预科学校学习。关于薛定谔的成绩,套用他的一个中学同学的话:“薛定谔当时的成绩在学校里一直名列前茅,他是学校里的佼佼者,每次都能回答老师讲授的全部知识。”




学神学神,你还缺腿部挂件吗,那种会打游戏修电路的理工男!




下面,请各位戴好墨镜,以防被学神光环闪到。




1906年,薛定谔以第一名的优异成绩通过了毕业考试,顺利地进入了维也纳大学,然后,选修了物理和数学,开始祸害我们这些日后的学生党了。




有人会说,不就是维也纳大学嘛,没什么问题啊。




问题是有的,而且非常的大。




那个时期,维也纳大学最不缺的就是学霸大神,当然现在也是。




就举个物理系的例子吧,那个时候众多国际声望的物理学家都在那里任教。其中就包括发现了著名的“多普勒效应”的克里斯琴·多普勒,跨越多个学术领域的大神A·冯·爱丁豪森,著名理论物理学家,也是薛定谔后来的老师F·哈泽内尔,还有著名实验物理学家F·埃克斯内等等一干大神。




薛定谔入学后,就充分发挥自己的聪明才智并且很快的得到了一些物理教授的重视。




所以说什么来着,你是个金子丢到一堆银子里面都会被发现。更何况维也纳大学里面最不缺的就是金子。




1914年1月,薛定谔大神获得了大学教师资格认可,与此同时,他也进入了维也纳大学第二物理研究所,一个被誉为“奥地利物理学的人才基地”的地方。




薛定谔在维也纳第二物理研究所的这段时间,可以用春风得意来形容,在物理界混得那叫一个如鱼得水,顺便用他非凡的大脑在不到三年的时间里,发表了十多篇论文并紧盯最新的学界成果,这也因此让他在物理界崭露头角。




1926年,薛定谔同学提出来著名的薛定谔方程(Schrödinger equation)又称薛定谔波动方程(Schrodinger wave equation)①,为量子力学奠定了坚实的基础。不过有一点点小小的遗憾,那就是薛定谔方程的提出要比海森堡的矩阵力学学说晚那么一点点,但是,这个方程至今被认为是绝对的标准,因为它用了物理学的通用语言——微分方程。薛定谔的方程的提出不仅让他一举成名,还证明了自己的波动力学与小海和波恩的矩阵力学在数学上是等价的。




下面来一点小八卦安慰一下我被专业知识折磨的小心脏。




据说薛定谔的这一灵感来源于激情。当时,他在圣诞节的假期里和一个美女情人幽会。一时间的翻云覆雨你恩我爱激发了创造性思维,而且一发不可收拾。在短短不到五个月的时间里,他一口气发表了6篇论文,不仅建立起了波动力学的完整框架,而且还系统地回答了当时已知的实验现象,这一切都让整个物理界都感到震惊。




物理学家们:薛定谔这个小子怎么了?!灵感大爆发啊!




1933年,薛定谔因为提出了用波动方程描述微观粒子运动状态的理论,和狄拉克一同获得了本年度的诺贝尔物理学奖。




提到狄拉克我就想起了他非常喜欢看迪士尼连环画,这一点和喜爱童话的哥德尔与吃毒苹果结束一生的图灵差不多,都是萌萌哒。具体的狄拉克安利放在后面和小海一起讲。




1944年,薛定谔大神出版了《生命是什么》(What is life),想要通过热力学、量子力学和化学理论来解释生命的本性。这本书真的非常的好看,你只需要花上几个小时的时间来看这本小书,你就会迷上分子生物学。当我还是一个小正太的时候,我就是被这本书吸引从而对分子生物学感兴趣哒。我个人比较喜欢“第一推动”系列的《生命是什么》,这一版本在后面也附上了薛定谔的自传,各位可以从中了解薛定谔服兵役的那段往事。




1961年,帅哥学神薛定谔安静地睡着了。按照他的要求,人们把他葬在了奥地利蒂罗尔山区的阿尔巴赫小村庄,这是他生前最喜欢的地方。




①:在量子力学中,体系的状态不能用力学量(例如x)的值来确定,而是要用力学量的函数Ψ(x,t),即波函数(又称概率幅,态函数)来确定,因此波函数成为量子力学研究的主要对象。




力学量取值的概率分布如何,这个分布随时间如何变化,这些问题都可以通过求解波函数的薛定谔方程得到解答。这个方程是奥地利物理学家薛定谔于1926年提出的,它是量子力学最基本的方程之一,在量子力学中的地位与牛顿方程在经典力学中的地位相当。




薛定谔方程是量子力学最基本的方程,亦是量子力学的一个基本假定。




.薛定谔提出的量子力学基本方程 。建立于 1926年。它是一个非相对论的波动方程。它反映了描述微观粒子的状态随时间变化的规律,它在量子力学中的地位相当于牛顿定律对于经典力学一样,是量子力学的基本假设之一。设描述微观粒子状态的波函数为Ψ(r,t),质量为m的微观粒子在势场V(r,t)中运动的薛定谔方程为。在给定初始条件和边界条件以及波函数所满足的单值、有限、连续的条件下,可解出波函数Ψ(r,t)。由此可计算粒子的分布概率和任何可能实验的平均值(期望值)。当势函数V不依赖于时间t时,粒子具有确定的能量,粒子的状态称为定态。定态时的波函数可写成式中Ψ(r)称为定态波函数,满足定态薛定谔方程,这一方程在数学上称为本征方程,式中E为本征值,是定态能量,Ψ(r)又称为属于本征值E的本征函数。




量子力学中求解粒子问题常归结为解薛定谔方程或定态薛定谔方程。薛定谔方程广泛地用于原子物理、核物理和固体物理,对于原子、分子、核、固体等一系列问题中求解的结果都与实际符合得很好。




薛定谔方程仅适用于速度不太大的非相对论粒子,其中也没有包含关于粒子自旋的描述。当计及相对论效应时,薛定谔方程由相对论量子力学方程所取代,其中自然包含了粒子的自旋。




 

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