海森堡传奇

海森堡传奇

矩阵力学的创立者海森堡原是索末菲的学生。1922年6月玻尔应邀到哥廷根的玻恩这里来讲学，索末菲带着海森堡一起去听讲。其间在泡利的推荐下，玻恩同意让海森堡接替泡利担任他的研究助手。索末菲赞同这一计划但提出海森堡必须下一年夏天回慕尼黑完成博士学位。1922年10月海森堡开始在玻恩处工作。1923年7月23日回到慕尼黑，海森堡在索末菲那里仅以及格的成绩获得博士学位，10月又到玻恩这里工作。当时的海森堡心情沮丧,担心会失去玻恩助手的职位，玻恩宽容地接纳了他。1924年在哥廷根工作期间，海森堡于3月15日～17日短暂访问玻尔的哥本哈根研究所。1924年9月17日～1925年5月1日，海森堡再次到玻尔的哥本哈根研究所工作，之后他又回到哥廷根。在研究中，海森堡认识到，不仅描写电子运动的偶极振幅的傅里叶分量的绝对值平方决定相应辐射的强度，而且振幅本身的位相也是有观察意义的。海森堡由这里出发，假设电子运动的偶极和多极电矩辐射的经典公式在量子理论中仍然有效。然后运用玻尔的对应原理，用定态能量差决定的跃迁频率来改写经典理论中电矩的傅里叶展开式。谱线频率和谱线强度的振幅都是可观察量。这样，海森堡就不再需要电子轨道等经典概念，代之以频率和振幅的二维数集。但是令海森堡奇怪的是，这样做的结果，计算中的乘法却是不可对易的。当时他还不知道这就是矩阵运算，于是他把论文拿给著名物理学家玻恩，请教有没有发表价值。玻恩开始

也感到茫然，经过几天的思索，记起了这正是他读大学时学过的矩阵运算，认出海森堡用来表示观察量的二维数集正是线性代数中的矩阵。从此以后，海森堡的新理论就叫“矩阵力学”。

有些人的工作是由于数理功底扎实，水到渠成，他们从事的问题别人同样去做也可能成功。 但是海森堡的研究就非常奇怪，比如他不会严格计算湍流，但是猜出了二维湍流解，最后这个解被林家翘严格证明了，诺伊曼作数值计算也发现他是对的；量子力学的创立也是如此，谁也没想到他能够一开始就完全放弃轨道等经典概念，只从可观测量出发建立量子力学。

戈德史密特作过氦光谱的问题，他想用轨道自旋耦合解释，费尽力气也没找到答案，然后海森堡开始做，他从一开始就意识到这可能与反对称波函数有关，结果作出了答案，这好像是反对称波函数的第一次应用。

关于海森堡的趣闻

海森堡非常善于从奇特的角度切入问题，思考问题。当博士当的最郁闷的莫过于海森堡 ！做实验答辩，结果委员会中有老师对他不满，差点没让毕业。做理论，老板索莫菲，给了个做不出来的题目---湍流，差点不能完成任务 。不过超人毕竟是超人,他在不知道怎么计算精确解的情况下，猜了一个近似解，毕业了。最后那个结果也被证明是正确的。据说海森堡给自己弄了个墓志铭，\ 直译就是 他在这里，且在别处。不过明白不确定原理的应该都知道这句话的意思。