Yang Zhenning'in Gözlerindeki Fiziğin Güzelliği
Bu makale, çağdaş fizik ustası Profesör Yang Zhenning tarafından 17 Ocak 1997'de sunulmuştur. Hong Kong Çin Bilim ve Toplum Geliştirme Derneği ve Hong Kong Çin Üniversitesi'nin ev sahipliğini yaptığı konferanstaki konuşma orijinal olarak "Bilimsel çalışmalarda herhangi bir tarz var mı?" Başlığını taşıyordu. Yeniden basıldı Hong Kong "21st Century" dergisi, Nisan 1997, toplam sayı 40; Yang Zhenning'in "Şafak Koleksiyonu" nda da yer alıyor.
19. yüzyılda üç fizik maddesi en yüksek Başarılar termodinamik, elektromanyetik ve istatistiksel mekaniktir. Bunlar arasında istatistiksel mekanik Maxwell (J. Maxwell, 1831-1879), Boltzmann (L. Boltzmann, 1844-1905) ve Gibbs'in (W. Gibbs, 1839-1903) çalışmalarına dayanmaktadır. Boltzmann bir keresinde şöyle demişti:
Müzisyenler birkaç heceyi duyduktan sonra Mozart, Beethoven veya Schubert müziğini tanıyabilirler. Benzer şekilde, bir matematikçi veya fizikçi birkaç sayfa okuduktan sonra Cauchy, Gauss, Jacobi, Helmholtz veya Kirchhoff'u tanıyabilir. iş.
Bazı insanların bu pasajı hakkında soruları olabilir: bilim, gerçeklerin incelenmesidir ve gerçekler gerçeklerdir. Ne tarz olacak? Bu noktada, bir keresinde şu tartışmayı yaptım:
Fiziği örnek alalım, fiziğin ilkeleri bir yapıya sahiptir ve bu yapının güzelliği ve güzelliği vardır.Her fizikçinin bu yapının güzelliği ve güzelliği hakkında farklı duyguları vardır. . Herkesin farklı duyguları olduğu için, her işçi kendi benzersiz araştırma yönünü ve araştırma yöntemini geliştirecek, bu da kendi tarzını oluşturacağı anlamına geliyor.
Bugünkü konuşmam açıklamaya çalışmak Yukarıda Bu pasajda iki ünlü fizikçinin üslubuyla başlayalım.
Dirac
Şekil 11969'da Stony Brook, New York, ABD'deki Dirac (L.E dır-dir (fotoğraf, enbud)
Dirac (P.Dirac, 1902-1984) (Şekil 1) 20. yüzyılda büyük bir fizikçiydi. Onunla ilgili birçok hikaye var, örneğin: Bir keresinde Dirac Princeton Üniversitesi'nde bir ders verdi.
Konuşmanın ardından bir dinleyici ayağa kalktı ve şöyle dedi: "Bir sorum var, lütfen cevap verin: Formül (5) 'i formül (2)' den nasıl çıkaracağımı bilmiyorum." Dirac cevap vermedi. Ev sahibi Yazar, "Profesör Dirac, lütfen sorusunu cevaplayın" dedi. Dirac, "Soru sormadı, sadece bir kelime söyledi."
Bu hikaye çok yaygın çünkü Dirac'ın bir özelliğini tanımlıyor: çok fazla kelime yok ve basit, doğrudan ve ilkel mantık içeriyor.
Kendine özgü ve beklenmedik mantığını kavradığında makaleleri, tıpkı "Sonbahar Suyu Eşyaları tozla lekelenmez" gibi, herhangi bir pislik olmadan, evrenin derinliklerine ve gizemlerine ulaşarak çok düzgün bir şekilde okundu.
Diracın en büyük eseri 1928de yayınlanan ve Dirac denklemini3 yazdığı iki kısa denemeydi:
(pc + mc²) = E (D)
Dirac'ın mezar taşı üzerindeki Dirac denklemi
Bu basit formül, dünyayı sarsan bir başarı ve çığır açan bir kilometre taşıdır: Atomik yapı ve moleküler yapının yeni ve son derece doğru bir şekilde anlaşılmasını sağlar. . Bu denklem olmasaydı bugün atomik ve moleküler fizik ve kimya olmazdı.
Dirac tarafından sunulan kavramlar olmasaydı, günümüzde hastanelerde yaygın olarak kullanılan manyetik rezonans görüntüleme (MRI) teknolojisi olmayacaktı, ancak bu teknoloji gerçekten Dirac denkleminin minimal bir uygulaması.
Dirac denklemi " Yoktan, şok edici "Elektronların neden" spin "e (spin) sahip olduğuna ve" spin açısal momentumun "neden bir tamsayı yerine yarım olduğuna dikkat edin. Gizemi ilk kez anlayan herkes yardım edemez, ona" tanrıların dönüşü "olarak hayret eder. Beklenmeyen hesaplama.
En prestijli Heisenberg (W. dır-dir enberg, 1901-1976) Dirac'ın makalesini okudu, ama Dirac'ın bu büyülü kalemi nasıl ortaya çıkardığını anlayamadım. 3 Mayıs 1928'de Pauli'ye (W. Pauli, 1900 - 1958) bunu açıklayan bir mektup yazdı. Sorunları:
Dirac tarafından sürekli rahatsız edilmemek için konuyu değiştirdim ve bazı sonuçlar aldım.
(Not: Bu başarı bir başka önemli katkıdır: mıknatıs neden mıknatısdır?)
Dirac'ın denkleminin güzelliği o dönemde meslektaşları tarafından hemen fark edilmesine rağmen, "negatif enerji" fenomeni olarak adlandırılan ve herkes için kesinlikle kabul edilemez olan eşi görülmemiş bir özelliği vardı.
Diracın makalesinin yayınlanmasından bu yana geçen üç yıl içinde, negatif enerji fenomeni üzerine birçok karmaşık tartışma yapıldı. Son olarak, 1931'de Dirac cesurca "anti-parçacık" teorisini önerdi (Teori nın-nin Antiparçacıklar) negatif enerji fenomenini açıklamak için. Bu teori, o zamanlar meslektaşları tarafından daha da az kabul edildi, bu yüzden birçok yarı kıskançlık ve yarı alay hikayesi yayıldı.
1932 sonbaharında C.D. Anderson (1905-1991) tarafından elektron karşıt parçacıklarının keşfine kadar, herkes yavaş yavaş, parçacık karşıtı teorinin fizikte bir başka kilometre taşı olduğunu fark etti.
20. yüzyılın fizikçileri arasında Dirac en özgün stile sahipti. Bir keresinde makalelerinin üslubunu edebiyat, tarih ve sanat alanındaki arkadaşlarıma yazmak istedim, ama hala nasıl yazacağımı bilmiyorum.
Tesadüfen geçen yıl Hong Kong Ta Kung Pao'nun Big Park sütununda Gao Shi'yi (700-765) "Hou Shaofu'ya Cevaplar" da alıntılayan bir makale gördüm: Güçlü içgüdüler, güçlü karakter . "
Çok mutluyum ve Dirac'ın denklemini ve antiparçacık teorisini tanımlamak için bu iki şiiri kullanmanın daha iyi olmadığını hissediyorum: Bir yandan, Dirac'ın denklemi gerçekten her şeyi kapsıyor ve Dirac'ın ilhamını tanımlamak için "dışarı" kelimesi özellikle canlı.
Öte yandan, Bohr'un (N. Bohr, 1985-1962), Heisenberg, Pauli'nin ve diğer büyük fizikçilerin 1928'den sonraki dört yıldaki sinizmini görmezden geldi, her zaman teorisinde ısrar etti ve sonunda tam bir zafer kazandı. , "Olağanüstü karakter ruhu" ile aynı çizgide.
Ama "Xingling" nedir? Sözlüğün bu iki kelimeyi yorumlaması uygun değildir. Sezgisel olarak "eğilim", "doğa", "akıl", "ruh", "ilham", "ruhsal", "kutsal ruh" (Hayalet) vb. Eklerseniz, doğrudan, ilkel ve rafine edilmemiş anlamına gelir. Düşünmek ve bu Dirac denkleminin özüdür.
Sadece şimdi ben ve Hong Kong Çin Üniversitesi'nden Dr. Tong Yuanfang, "Yirmi Birinci Yüzyıl" Qian Suoqiao'nun Haziran 1996 sayısında, yalnızca Yuan Hongdao (1568-1610) (ve daha sonra Zhou Zuoren, Lin Yutang, vb.) 'Nin maneviyat teorisini bildiği bir makaleden bahsetti.
Yuan Hongdao, küçük kardeşi Yuan Zhongdao'nun (1570-1623) şiirlerinin "kalıplara bağlı kalmadan kişinin ruhundan tek başına bahsettiğini" ve bu da Dirac'ın tarzının özelliği olduğunu söyledi. " Kendi göğsümden dışarı çıkmadım ve yazmayı reddettim ", sadece Dirac'ın özgünlüğünü tanımlıyordu!
Heisenberg
Şekil 2 Heisenberg, 1924 civarında Almanya'nın Göttingen kentinde (ilk olarak D.C. Cas ity'de yayınlandı, Belirsizlik, Yaşam ve Bilim nın-nin Werner He dır-dir enberg, W.H. Freeman, 1992).
Dirac'tan bir yaş büyük olan Heisenberg (resim 2, 3) 20. yüzyılda bir başka büyük fizikçiydi.Bazıları onun Dirac'tan biraz daha uzun olduğunu düşünüyordu.51925 yazında bir makale yazdı. Kuantum mekaniğinin gelişmesine yol açtı.
Otuz sekiz yıl sonra, bilim tarihçisi T. Kuhn (1922-1996) onu ziyaret etti ve anlayışı hakkında konuştu. Şu Heisenberg iş yerinde şunları söyledi6:
Bir dağa tırmanırken, belirli bir dağa tırmanmak istersiniz, ancak genellikle her yerde sis vardır ... Bir haritanız veya başka bir indeksiniz var ve hedefinizi biliyorsunuz, ama yine de sisin içine düşüyorsunuz. Sonra ... Birdenbire bazı görüntüleri belirsiz bir şekilde gördün, sadece birkaç saniye içinde, siste, dedin ki: "Ah, bu aradığım büyük taş."
O zamandan beri tüm durum birdenbire değişti, çünkü hala büyük kayaya tırmanıp tırmanamayacağını bilmiyor olmana rağmen, o anda dedin ki: "Şu an nerede olduğumu biliyorum. Büyük kayanın yanına tırmanmalıyım ve sonra Nasıl ilerleyeceğimi biliyorum. "
Bu konuşma, Heisenberg'in 1925 yazındaki el yordamıyla ilerlemesini canlı bir şekilde anlatıyordu. O sıradaki atmosferi anlamak için, Bohr'un 1913'te atom modelini önerdiğinden beri, fiziğin olağanüstü bir döneme girdiğini bilmek gerekir: Newton ( I. Newton, 1644-1727) Mekaniğin temeli sarsıldı, ancak bazı Newton mekaniği kavramları kullanıldı. Artı Bazı yeni hipotezler genellikle gerekçelendirilemez, ancak atomik yapıdaki birçok özel deneysel sonucu doğru bir şekilde tanımlayabilirler.
Oppenheimer (J.R. Oppenheimer, 1904-1967) Bu alışılmadık dönemi şöyle tarif edin:
Laboratuvarda sabırlı bir çalışma çağıydı. Birçok anahtar deney ve cesur kararlar, birçok yanlış girişim ve olgunlaşmamış varsayımlar vardı. Samimi bir iletişim ve telaştı. toplantı Bu çağda, akıllı matematiksel engelleme yöntemleriyle dolu birçok şiddetli tartışma ve acımasız eleştiriler var.
Bu katılımcılar için bu bir yenilik çağı. Evrenin yapısının yeni anlayışından heyecan duydular ve korkuyu tattılar. Korkarım ki bu tarih asla tam olarak kaydedilmeyecek.
Bu tarihi yazmak, Oedipus veya Cromwell gibi yazma becerilerini gerektirir, ancak ilgili bilgi günlük yaşamdan çok uzak olduğu için herhangi bir şair veya tarihçiyi hayal etmek zor. yetkili.
Şekil 3 Dirac ve Heisenberg 19 30 Yıl boyunca Cambridge, ABD'de (ilk olarak D.C. Cassidy Uncertainty, The Life and Science dergisinde yayınlandı. nın-nin Werner He dır-dir -enberg, W.H. Freeman, 1992).
1925 yazında, 23 yaşındaki Heisenberg sisin içinde el yordamıyla ilerliyordu ve sonunda yönünü anladı ve yazdı Yukarıda Bahsedilen makale.
Bazıları bu makalenin, Newton'un fizik tarihindeki son üç yüz yıldaki "İlkeleri" nden beri fizik tarihindeki en etkili makale olduğunu söylese de, bu makale sadece el yordamıyla bir yön açtı. Önümüzdeki iki yıl içinde, Born (M. Doğan, 1882-1970), Dirac, Schrödinger (E. Schrödinger, 1887-1961), Bohr ve Heisenbergin kendi çabaları, kuantum mekaniğinin genel yapısı aşamalı olarak tamamlandı.
Kuantum mekaniği, fiziği yeni bir çağa taşıdı ve 20. yüzyılda endüstriyel gelişmeyi doğrudan etkiledi.Nükleer enerji üretimi, nükleer silahlar, lazerler ve yarı iletken bileşenlerin hepsi kuantum mekaniğinin ürünleridir.
25 yaşında evli olmayan Heisenberg, 1927 yazında Leipzig Üniversitesi Teorik Fizik Bölümü'ne katıldı. yönetmen . Daha sonra ünlü Bloch (F. Bloch, 1905-1983, nükleer manyetik rezonans mekanizmasının yaratıcısı) ve Teller (E. Teller, 1908-, "hidrojen bombasının babası", Chicago Üniversitesi'ndeki doktora danışmanım) ikisi de Öğrencileri.
Masa tenisi oynamayı sever ve kazanmada çok iyidir. İlk yıl bölüme hükmediyordu. 1928 sonbaharında, Amerika Birleşik Devletleri'nden doktora sonrası bir öğrenci geldi. O zamandan beri, Heisenberg sadece ikinci olabilir. Bu doktora sonrası arkadaşının adı herkese tanıdık geliyor: Zhou Peiyuan.
Heisenberg'in tüm denemelerinin ortak bir özelliği vardır: Dirac'ın denemelerinin tarzıyla keskin bir tezat oluşturan belirsiz, belirsiz ve pislik.
Heisenberg'in makalesini okurken, özgünlüğüne hayran kalacaksınız, ancak sorunun tamamlanmadığını, temizlenmediğini ve gelişmeye devam edeceğini hissedeceksiniz; Dirac'ın makalesini okuduktan sonra da ona hayran kalacaksınız. Aynı zamanda, her şeyi sonuna kadar geliştirdiğini ve yapacak hiçbir şey kalmadığını hissediyor.
Daha önce de belirtildiği gibi, Diracın makalesi insanlara " Sonbahar su ürünleri toz lekesi bırakmaz Heisenbergin makalesinin duyguları tamamen farklı. İkisi arasındaki zıtlık açık. Heisenbergin makalesini tanımlayabilecek herhangi bir dize veya deyim düşünemiyorum, bu sadece onun dehasının orijinalliğini ifade etmekle kalmıyor, aynı zamanda onu da tanımlıyor. Düşünceleri belirsiz, aşağılık ve bazen kafası karışmış ve el yordamıyla görünüyor.
Fizik ve Matematik
Şekil 4 Fiziğin üç alanı
Heisenberg ve Dirac'ın stilleri neden bu kadar farklı? ana Sebep şu ki Odaklandıkları fizik farklı.
Bu noktayı açıklamak için lütfen Şekil 4'te gösterildiği gibi fiziğin üç bölümüne ve bunların ilişkilerine bakınız: fenomenolojik teori (2), deney (1) ve teorik çerçeve (3) arasında bir çalışmadır. . (1) ve (2) birlikte deneysel fiziktir, (2) ve (3) birlikte teorik fiziktir ve teorik fiziğin dili matematiktir.
Fiziğin gelişimi genellikle deneyden (1), yani fenomenlerin incelenmesinden başlar.
Bu geliştirme süreci ile ilgili olarak, birçok Çok Küçük bir örnek olarak, Newton mekaniğinin tarihini örnek olarak alalım: Brahe (T.Brahe, 1546-1601) deneysel bir astrofizikçi ve faaliyet alanı (1).
Gezegen yörüngeleri ve daha sonra Kepler (J.Kepler, 1571-16) hakkında kesin gözlemler yaptı. 30 ) Brahe'nin verilerini dikkatlice analiz edin ve Kepler'in ünlü üç yasasını keşfedin. Bu fenomenolojik teoridir (2) Sonuçta Newton, Newton mekaniğini ve temeli Kepler'in üç yasası olan teorik çerçeve olan evrensel çekim teorisini yarattı (3).
Başka bir örnek vermek gerekirse: 18. yüzyılın sonları ve on dokuzuncu yüzyılın başlarındaki (1) birçok elektriksel ve manyetik deney yoluyla A. Ampère (1775-1836) ve Faraday (1791-1867) ve diğerlerinin gelişimi Bazı fenomenolojik teoriler ortaya çıktı (2). Son olarak Maxwell, teorik çerçeve kategorisine girmeden önce bunu ünlü Maxwell denklemi (yani elektromanyetik denklem) olarak özetledi (3).
Başka bir örnek: 19. yüzyılın ikinci yarısındaki birçok deneysel çalışma (1) Planck'ın (1858-1947) 1900'de fenomenolojik teorisine yol açtı (2). Sonra Einstein'ın (A. Einstein, 1879-1955) makaleler ve Yukarıda Bohr'un yukarıda bahsedilen çalışması bazı önemli gelişmelere sahiptir, ancak bunlar yine de fenomenolojik teorilerdir (2). Son olarak kuantum mekaniğinin ortaya çıkmasıyla teorik çerçeve kategorisine girmiştir (3).
Şekil 4'te gösterilen alanlarda Heisenberg ve Dirac'ın çalışmaları hangi alanlarda yoğunlaşmıştır? Dirac'ın en önemli katkısı daha önce bahsedilen Dirac denklemidir. Heisenberg'in en önemli katkısı, kuantum mekaniğinin temeli olan Heisenberg denklemidir :
Pq-qp = -i ilişkisi aslında ilk olarak Born tarafından keşfedildi, bu nedenle bu denklem Bornun mezar taşına oyulmuştu.
Bu iki denklem, teorik çerçevede (3) en son katkılardır ve her ikisi de fiziksel seviyeye ulaşmıştır. en yüksek Diyar. Bununla birlikte, bu iki denklemi yazmanın yolları tamamen farklıdır: Heisenberg, deneysel sonuçları (1) ve fenomenolojik teoriyi (2) anlamasından ilham aldı ve sonra keşfinde karşılıklı ilişkiye ulaştı.
Dirac, matematiğin güzelliğine olan sezgisel takdirinden ilham aldı (4) ve sonra denklemlerini dahice yazdı. İkisinin farklı tercihleri ve farklı ilgi yönleri vardır, bu yüzden çalışma alanları Şekil 5'te gösterildiği gibi farklıdır (bu şekil aynı zamanda Bohr, Schrodinger ve Einstein'ın araştırma alanlarını da gösterir. Einstein'ın geniş bir ilgi alanı ve birçok alanı vardır. (2) ila (3) ila (4) arasında, çığır açan katkılarda bulundular).
Şekil 520. yüzyıl fizikçilerinin araştırma alanları
Heisenberg, deney (1) ve fenomenolojik teoriden (2) başladı: Deneyler ve fenomenolojik teoriler renkli ve karmaşıktır, bu yüzden araştırması, tereddüt etmesi, denemesi ve tekrar denemesi gerekir, böylece makaleleri okuyucular için net değildir ve pislik gibi hisseder.
Dirac matematik konusundaki ilhamından yola çıktı: matematiksel en yüksek Alan, yapının güzelliği ve özlü mantığın güzelliğidir, bu yüzden onun makalesi de okuyucular içindir " Sonbahar su ürünleri toz lekesi bırakmaz "Duygu.
Matematik ve fizik arasındaki ilişkiyi biraz ekleyeyim.Bir keresinde ikisi arasındaki ilişkiyi gövdede üst üste binen iki yaprak olarak ifade etmiştim (Şekil 6). Örtüşen yer ikisinin kökü ve ikisinin kaynağıdır.
Örneğin, diferansiyel denklemler, kısmi diferansiyel denklemler, Hilbert uzayı, Riemann geometrisi ve fiber demetleri bugün ikisi tarafından paylaşılan temel kavramlardır. Bu şaşırtıcı bir gerçek çünkü bu kavramlara ilk ulaşan fizikçiler ve matematikçiler tamamen farklı yollar ve tamamen farklı gelenekler izlediler.
Neden farklı yollar aynı sonuca götürüyor? Bugün herkesin iyi bir cevabı yok, korkarım asla olmayacak, çünkü cevap kozmoloji, bilgi teorisi ve dini inanç gibi problemleri içermelidir.
Örtüşme alanlarında, ortak kullanımın temel kavramları şaşırtıcı bir şekilde aynı olsa da, çok fazla örtüşme olmadığı ve her birinin yalnızca çok küçük bir kısmı olduğu unutulmamalıdır.
Örneğin deney (1) ve fenomenolojik teori (2) örtüşen alanda değildir ve matematiksel çalışmaların çoğu örtüşen alanın dışında kalmaktadır.Ayrıca, fizik ve matematiğin temel kavramları paylaşılsa da, örtüşen alanda bile dikkat çekmekte fayda var. İkisinin değerleri gelenekten tamamen farklıdır ve ikisinin gelişiminin canlılığı da Şekil 6'da gösterildiği gibi farklı bir damar dolaşımını takip eder.
Şekil 6 İki yapraklı diyagram
Genç arkadaşlar sık sık bana fizik mi yoksa matematik mi okuması gerektiğini soruyor. Cevabım, hangi alanda daha yüksek bir yargılama ve güzellik ve güzelliği sevme yeteneğiniz olduğuna bağlıdır.Einstein, daha sonraki yıllarında (1949) neden fiziği seçtiğini tartıştı. dedi:
Matematik alanında, hangilerinin gerçekten önemli ve önemsiz konular olduğunu belirlemek için sezgilerim yeterli değil Fizik alanında, üzerinde çalışılacak temel soruları nasıl bulacağımı çabucak öğrendim.
Gençler gelecekteki yönlerini seçmekle karşı karşıya kaldıklarında, tercihleri ve yargılama yetenekleri konusunda doğru bir öz değerlendirmeye sahip olmalıdırlar.
Güzellik ve Fizik
(1) 'den (2)' ye (3) 'e kadar olan fizik, yüzeyden derine doğru gelişimdir. Yüzeysel yapılar ve yüzeysel güzellikler vardır, örneğin gökkuşakları ve neon herkesin görebileceği yüzeysel fenomenlerdir.
Ölçtükten sonra deneyci, gökkuşağının 42 ° yay, dışta kırmızı ve içte mor; neon 50 ° yay, içte kırmızı ve dışta mor olduğunu buldu. Bu kesin yasa, deneycinin ilk adım olan doğal fenomenlerin güzelliği konusundaki anlayışını artırır.
Daha ileri fenomenolojik araştırmalar (2) fizikçilerin bu 42 ° ve 50 ° 'nin su damlacıklarındaki güneş ışığının kırılması ve yansımasından hesaplanabileceğini anlamalarını sağladı ve bu anlayış daha derin bir güzellik seviyesi gösteriyor.
Daha ileri araştırmalar, kırılma ve yansıma fenomeninin, son derece derin teorik çerçevenin güzelliğini gösteren kapsamlı bir Maxwell denkleminden hesaplanabileceğini anlıyor (3).
Newton'un hareket denklemleri, Maxwell denklemleri, Einsteinın özel ve genel görelilik denklemleri, Dirac denklemleri, Heisenberg denklemleri ve diğer beş veya altı denklem, fiziğin teorik çerçevesinin bel kemiğidir. Yüzyıllardır deneysel çalışmaları rafine etmişlerdir. (1) Fenomenolojik teorinin özü (2) bilimsel araştırmaya ulaştı en yüksek Diyar.
Fiziksel dünyanın temel yapısını son derece yoğunlaştırılmış matematiksel bir dille yazmışlar, yaratıcıların şiirleri oldukları söylenebilir.
Bu denklemlerin şiirle ortak başka bir yönü daha vardır: çağrışımları genellikle başlangıçta fiziğin gelişmesiyle birlikte düşünülmeyen yeni anlamlar üretir.
İki örnek verin: Yukarıda On dokuzuncu yüzyılın ortalarında yazılan söz konusu Maxwell denklemleri, bu yüzyılın başında Einstein'ın çalışmasıyla yüksek derecede simetri gösterdi ve bu simetri, 20. yüzyılda fiziğin en önemli yönlerinden biri haline yavaş yavaş gelişti. Ana fikir.
Diğer bir örnek, ilk başta matematikçiler tarafından hiç fark edilmeyen Dirac denklemidir, ancak bugün Dirac manifoldu matematikçiler tarafından popüler bir araştırma konusu haline gelmiştir. Fizik öğrenenler şiir gibi bu denklemlerin anlamını anladıktan sonra, güzellikleri hem doğrudan hem de çok karmaşıktır.
Aşırı konsantrasyonları ve her şeyi kapsayan özellikleri, Blake'in (W. Blake, 1757-1827) ölümsüz alıntılarıyla tanımlanabilir:
Tahılda Bir Dünya Görmek nın-nin
Vahşi Bir Çiçekte Kum ve Cennet
Infinity'yi içeride tutun avuç içi nın-nin senin elin
Ve bir saat içinde sonsuzluk
Büyük etkileri A. Pope'un (1688-1744) ünlü cümlesiyle açıklanabilir :
Doğa ve doğanın kanunu gecede saklanıyordu: Tanrı, Newton olsun dedi! herşey hafifti.
Ancak bunlar yeterli değil. Bu denklemlerin güzelliğini tam olarak anlatmak için yeterli değiller. Eksik olan şey gibi görünüyor Büyük kardeş Gotik kiliselerin mimarlarının övmek istediği yüce güzellik, ruh güzelliği, dini güzellik ve nihai güzellik.
Yorum Yap
Bkz.Ludwig Boltzmann, editör E. Broda (Oxbow Pres, 1983), 23.
Yang Zhenning: "Kırk Yıllık Okuma ve Öğretme" ( Hong Kong : Sanlian Kitabevi, 1985), s.116.
Bu denklemde p momentum ve c ışık hızıdır (= 30 0, 000 kilometre / saniye), m elektronun kütlesidir, E enerjidir ve dalga fonksiyonudur. Bunların hepsi o zamanlar tanıdık kavramlardır. ve Dirac tarafından tanıtılan yeni kavramlardır, çok basit ama çok etkili , Hem fizikte hem de matematikte süper bir rol oynadı.
A .Pa'dan çevrilmiştir dır-dir , Inward Bound (Oxford University Pres, 1986), 348. Heisenberg o sırada Dirac denkleminden en çok rahatsız olan fizikçiydi, çünkü bu alanda büyük bir uzmandı: Bohr ilk olarak 1913'te kuantum sayılarını önerdi. Bu sayılar tam sayılardır. 1921'de 20 yaşından küçük bir öğrenci olan Heisenberg, cesurca kuantum sayısının 12 olma olasılığını öne sürdü. 1925'te Hollandalı iki genç fizikçi 12'nin kuantum sayısını şu şekilde yorumladı: Açısal momentum döndürün. Bu gelişmelerin hepsi fenomenolojik teorilerdir (2) Deney (1) ile son derece tutarlı ve çok başarılı birçok sonuç elde etmişlerdir ama hepsi sadece teorilerin parçalarıdır.Dirac'ın denklemi durum böyle değil, son derece başarılı. Dönme açısal momentumunun neden 12 olması gerektiğini çok güzel açıklıyor. Buradan, yetenekli Heisenberg'in Dirac'ın denklemini gördüğünü anlamak bizim için kolay, hayranlığın yanı sıra kesinlikle büyük bir sıkıntı yaşayacaktır.
Nobel Ödül komitesi bu görüşe sahip görünüyor: Heisenberg 1932'yi kazandı Nobel Ödül ve Dirac ve Schrödinger 1933'te birlikte kazandı Nobel ödül.
A .Pa'dan çevrilmiştir dır-dir Niels Bohr's Times (Oxford Üniversitesi P ress, 1991), 276.
J.R. Oppenheimer, Science and Ortak Anlayış (The Reith Lectures 1953, Simon ve S chuster, 1954) Alıntıdaki son cümle, Homeros'un (Homeros, eski Yunan şairi) ve Carlyle'nin (T. Carlyle, 1795-1881) muhtemelen yapmanın çok zor olduğunu söylüyor.
Heisenberg'in makalesinin ardından, birkaç ay içinde Born ve Jordan'ın (P. Jordan, 1902-1980) makaleleri ve Born, Heisenberg ve Jordan'ın makaleleri olacak. Bu üç makale Makaleler "tek kişilik makale", "iki kişilik makale" ve "üç kişilik makale" olarak adlandırılıyor. Birlikte kuantum mekaniğinin matematiksel yapısını oluşturdular.Dirac ve Schrödinger aynı yapıyı başka yollardan kurdular. Ama bu matematik Yapının fiziksel anlamı bir süredir net değil. 1927'de Heisenberg'in "Belirsizlik İlkesi" ve Bohr'un "Tamamlayıcı İlkesi", kuantum mekaniğinin fiziksel anlamı için "Kopenhag Yorumu" nu kurdu.
Aslında Heisenberg (H) 'yi yazmayı başaramadı. O zamanki matematik bilgisi yeterli değildi. (H), iki kişilik makalede ve Not 'da belirtilen üç kişilik makalede yer alan ilk kişiydi.
Bölüm, Einstein'ın "Otobiyografik Notları" ndan çevrilmiştir, orijinal metin için bkz. Albert Einstein, Phi losopher-Scientific dır-dir t, ed .P .A. Schilpp, Open Court, Evanston, S. (1949).
Profesör Chen Zhifan'ın kendisi tarafından yazılan çevirisi (bkz. "Zaman ve Uzay Denizi", sayfa 47) şöyledir:
Bir kum tanesinde bir dünya var
Bir çiçekte bir cennet var
Sonsuzu avucunuzun içinde tutun
Anlık ışıktan ziyade sonsuzluk
Çevirim şu şekildedir:
Doğa ve doğa kanunları karanlıkta gizlidir:
Tanrı dedi Newton gelsin, her şey parlak.
