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用户名:stzwz 笔名:九维空间 地区: 北京海淀 行业:其他 |
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《爱在量子前》普朗克先生将黑体辐射公式作改变,宣告量子力学诞生距今已一百又零九年。薛定谔方程,天才的灵光一现,用德布罗意波写出物理学光辉顶点。对易,表象,守恒,自旋,是谁的发现?喜欢在光谱中你只属于我的那条线。经过丹麦玻尔研究院,我以大师之名许愿,思念像海森堡矩阵般地蔓延。当波函数只剩下测不准语言, 几率就成了永垂不朽的诗篇。我给你的爱是轨道加自旋深埋到每一个原子的里面,隔一个世纪再一次发现泡利不相容原理依然清晰可见。我给你的爱是轨道加自旋渗透到每一个原子的里面,用狄拉克符号刻下了永远那一宏观确定的经典不会再重演。我感到很疲倦,能级低的好可怜,害怕再也不能跃迁到你身边……
《我,海森堡》第六章,崭新时代(大结局)


《量子三部曲》第一部《我,海森堡》第五章,二战风云
| 《我,海森堡》第五章,二战风云 |
九维空间新作:《量子三部曲》第一部
《我,海森堡》(第五章,二战风云)
在我获得诺贝尔奖的那一年,也就是1933一月,希特勒
上了台,纳粹党开始执政,奥地利不久并入了德国,德意志正在悄悄的发生变化。这个国家尽管有非常多的诺贝尔奖得主,我却是最年轻的一个,渐渐地受到重视。
作为莱比锡大学理论物理的唯一教授,我的队伍也不断地在发展壮大。作为量子力学的最早创始人,我不断地被邀请到世界各地进行讲学。然而这时,纳粹党徒开始
对犹太人下手了。
犹太人,作为一个被罗马帝国中东从驱散到欧洲,最后流浪
到世界各地的民族,在智慧上有着其他民族难以比拟的优势。他们顽强,聪明狡诈,可以不信耶稣。他们是天生的商人和投机者,家家生活富足却饱受歧视。他们的
财富使子女们获得了远高于欧洲平均水平的教育,于是培养了众多学者,尤其是理论物理学家们。普朗克先生、爱因斯坦先生、索墨菲老师、玻恩教授、玻尔教授、
薛定谔、还有泡利,尽管他们血缘中可能融入了很多其他民族的成分,他们都是在典型的犹太家庭中长大,都可以称作是切切实实的犹太人。
我不明白希特勒为什么这么仇恨犹太人,在他上台以后居然
颁布一系列的法令来限制犹太人在德国的权益,发动媒体攻击犹太人,把他们当二等公民对待。
斯塔克(Johannes
Stark),曾经发现原子在电场中光谱频移效应而获得过诺贝尔奖的老家伙,居然在报纸上撰文声称相对论和量子力学都是犹太人的物理学,大肆攻击。普朗克
先生年事已高,而且曾经位高权重,盖世太保们还不敢动他。爱因斯坦则不然,他十几岁便离开慕尼黑去了意大利,后来在瑞士成长并接受教育,提出相对论和光量
子假说,在功成名就后才被普朗克先生请回柏林。从某种意义上说,这位本世纪最伟大的物理学家连半个德国人都算不上,却是个犹太人,于是他成了众矢之地。
爱因斯坦被逼走了,远赴普林斯顿高等研究院。同样在柏
林,接替了普朗克职位的薛定谔也被逼走了,去了爱尔兰。在哥廷根,玻恩教授也被逼走了,去了英国(帕斯卡乔丹不是犹太人,这个愤青果然不出我所料,加入了
纳粹)。泡利去了普林斯顿大学。在德国的犹太裔物理学家们基本都被逼走了,何去何从成了我的问题。美国的哥伦比亚大学和芝加哥大学给了聘请我去做教授。在
慕尼黑,即将退休的索墨菲老师一心想让我接替他的职位。虽然我是日耳曼人,却和这些犹太物理学家们关系太过紧密,在那帮人眼里,我就是个白色犹太人
(white
Jews)。我该怎么办?是和大家一起逃?还是留下来接受这暴风雨的考验?我选择了后者,因为我不能允许斯塔克这样的家伙如此祸害我的祖国,我要和他拼
了。犹太物理学家们的离去等于毁掉了德国物理学的半壁江山。
![]() 约恩纳斯.斯塔克
就这样,我被党卫军(SS)的头子希姆莱
(Heinrich
Himmler)抓起来审问。凭借我母亲和他母亲的私人关系,以及我诚恳的为德意志第三帝国效忠的态度,经过一年的考察,我没有被驱逐,但是被告知不允许
去慕尼黑接替索墨菲老师的职位。
Heisenberg is only one
example of many others...They are all representatives of Judaism in
German spiritual life who must all be eliminated just as the Jews
themselves.
--SS newspaper, 1937
老师和朋友们的相继逃亡,纳粹对我管制和怀疑,让我经历
了人生最低潮的几年。在这个时候,我结识了一生的挚爱,伊丽莎白.舒马赫(Elisabeth
Schumacher),一个比我小14岁的姑娘,是莱比锡大学的学生。这些年为了物理学,我似乎远离了爱情的滋味,直到她的出现,是她陪伴我度过了人生
最艰难的那段时光。我们很快相爱并在1937年结婚,从此她的名字变成了伊丽莎白.海森堡(Elisabeth
Heisenberg),成为了我的妻子。她为我在1938年生下了两个孩子——是个双胞胎。泡利在心中恭喜我说这是个伟大的pair
creation。
![]() 海森堡和夫人伊丽莎白摄于1937年
在这个风雨飘摇的30年代,物理学还继续发展着。自量子
力学被我们创立之后,原子系统已经被它解决的很清楚了,我们开始向原子核进军!去探索这个世界更深层次的奥秘。剑桥的著名实验物理学家,卡文迪许实验室主
任卢瑟福教授(Ernest
Rutherford)自1912年发现了原子核式结构后(即玻尔就量子论的出发点,玻尔老师曾在卢瑟福手下干过),1918年又发现了质子。1932年
他的学生和继任者查德威克(James
Chadwick)在1932年发现了中子,他们师徒和狄拉克两人几乎代表了当时英国物理学的全部。狄拉克曾担心自己变得太出名,不想和我们一起去领
1933年诺贝尔奖。卢瑟福劝他说如果这么做会让他变得更出名,于是狄拉克去了。
查德威克的小组和居里夫人的女儿女婿的小组所做的一切现
有的实验结果都表明,原子核里只有质子和中子两种粒子,于是我大胆地假设原子核就是由这两种粒子组成的,并且相信他们之间的相互作用能够由量子场论来描
述。1932年我引入了一种同位旋(isospin)的概念来描述原子核内质子和中子间的对称性【W. Heisenberg (1932).
"Über den Bau der Atomkerne". Zeitschrift für Physik 77:
1–11】。1935年日本物理学家汤川秀树(Hideki
Yukawa)在这个基础上提出了第一个核力的量子场论模型,质子和中子间作用力靠介子传递。1937年维格纳提出了isospin这个词和它的
SU(2)对称性。值得一提的是维格纳把他的妹妹嫁给了狄拉克,也许是当妹得太崇拜哥哥,没办法当哥的只能给她介绍一个比自己还强的物理学家。
原子核物理学和政治看似并行不悖地发展着,但是我的故交
恩里克费米在意大利做的实验改变了这个局面。费米是我们这一代人里少有的实验和理论兼修的全才。他早在1926年就和狄拉克几乎同时提出了半整数自旋粒子
的统计规律:费米——狄拉克统计,即和整数自旋粒子的玻色-爱因斯坦统计相对应的规律。他曾在玻恩教授手下访问过。1934年他在泡利的中微子理论基础上
提出了β衰变的费米理论。在人工放射性被发现后不久,他实验演示了几乎所有元素在中子轰击下都会发生核变化,并能用重水里的氘原子核使中子速度减慢。费米
的妻子是犹太人,他自然也受到牵连。为了躲避墨索里尼政府的迫害,他在1938年领取诺贝尔奖之际逃往了美国。后来我们才知道,他的离去是对轴心国的最大
损失。
1939年,梅特纳夫人(Lise
Meitner),哈恩(Otto Hahn)和斯特拉斯曼(Fritz
Strassmann)在发现了原子核的裂变现象,同时伴随着巨大能量的释放。一个可怕的概念出现了——核武器!
梅特纳夫人是犹太人,她先后在荷兰和哥本哈根玻尔教授那
里躲避纳粹的迫害。而哈恩和斯特拉斯曼是土生土长的德国人,他们自然而然地担负起了制造核武器的任务,而纳粹委派我去在理论上指导他们的工作。哈恩比我大
22岁,他和爱因斯坦是同龄人。那个时候他是威廉皇家学会化学研究所的所长,我是威廉皇家学会物理研究所的所长。没错,从那一天起我海森堡和哈恩就成了纳
粹核武器计划的领导者。
第二次世界大战战争期间的海森堡和哈恩
1939年我的祖国,由希特勒的纳粹党执政的德国,开始
闪电入侵波兰,战争就这么残酷地展开了。曾经在莱比锡,一个叫周培源的中国人慕名来跟我学习量子理论,他来了之后我的乒乓球水平从全校第一变成了第二。他
经常向我们讲述着他的祖国在日本人的残酷侵略下殊死抗争的故事。没想到那么快,我的祖国开始残酷地侵略别人,而我们没有丝毫地负罪感,因为一战失败的伤痛
一直伴随这和我们这一代人,西边的法国和东边的波兰处处地为难着我们,让我们食不果腹。因此我们这场战争我们起初的目的只有一个——复仇!
英法开始对我们宣战,昔日的好友成了敌对国。我和泡
利,狄拉克,薛定谔,玻恩教授,查德威克等人就此断了联系。我们很快和苏联人瓜分了波兰。苏联人在卡廷森林杀尽了波兰精英并嫁祸给我们。希特勒尽管极力反
犹,但是这几年的治理使德国的经济实力和国际地位高速增长,受到大家的支持。相比之下,斯大林更像是一个魔王,他上台后残害的忠良不计其数,连玻尔老师和
玻恩教授的得意门生朗道都未能逃脱他的魔掌。
第二次世界大战就这样全面地开始了!披上这身军装,民族
自豪感卓然而生。我们的军队三天占领丹麦,四天攻下荷兰。比利时人很快屈服并为我们开路,德意志帝国的装甲部队就这样绕过马其诺防线,在法国境内长驱直
入,两个月征服了整个法兰西,凡尔赛和约的阴影在巴黎上空烟消云散,我们实现了复仇。整个欧洲大陆的残余抵抗力量都逃到了英国,凭借那小小的海峡负隅顽
抗,胜利对我们来说指日而待。
那时,我们还不知道欧洲的犹太人被我们的军队残忍地屠杀
着。墨索里尼的意大利是我们的盟友,尽管战斗力不值一提。西班牙的弗朗哥对我们言听计从。瑞士银行为我们洗着战争的黑钱,东欧斯拉夫人的那些地盘被我们全
部占领。欧洲大陆只剩下另一个强大的国家——苏联,在我们的控制之外。
我始终不明白希特勒在1941年为什么要去突袭苏联,难
道是胃口太大,对他那广袤的土地和丰富资源垂涎已久?但既然战争开始了,我们日耳曼人就要全力以赴,让整个欧洲都成为德意志的天下。复仇的快感的膨胀民族
自信心渐渐地扭曲了我们的灵魂。
在常规武器主导的战场上,我们似乎无坚不摧。但是美国人
也在研究着核武器,称为曼哈顿计划,跟我和哈恩的领导的组在竞争着。他们的阵容看上去更为强大:主负责人奥本海默(J. Robert
Oppenheimer),是我离开哥廷根后,波恩教授的一个博士。我不太喜欢这家伙,因为在同位旋理论上他处处刁难我,这回他成了我的直接对手。曼哈顿
计划理论部分负责人贝特(Hans
Bethe),索墨菲老师的学生,也就是我的师弟,一个很强的家伙,因为犹太人的身份而逃往美国。还有我在莱比锡的得意门生布洛赫(Felix
Bloch)和爱德华泰勒(Edward Teller),布洛赫也是因为犹太人的身份而被驱逐。据说天才数学家冯诺依曼(John von
Neumann)也加入了他们的理论部,后来我知道他们中间还有一个叫费曼(Richard
Feynman)的天才。曼哈顿计划实验部分负责人果然不出我所料,是费米!当然实验物理学家安德森(Carl D.
Anderson)等人也参与某些秘密武器的研制当中,就是他在1932年发现了正电子,验证了狄拉克方程。
![]() 第二次世界大战期间的铀俱乐部,后排左5为海森堡
For the present I believe
that the war will be over long before the first atom bomb is built.
--Heisenberg,
recollection of a statement in 1939
我们核裂变能源和武器的计划成为“铀俱乐部”。在一次次
计算核裂变速率和一个链式反应所需要的放射性铀235时,我常常反问自己究竟是为了什么?作为一个长者,哈恩一直潜移默化地暗示我他的想法——战争该
早些结束!哈恩用他的权利留住了很多犹太人化学家在他的研究所工作,他告诉我说无论战争多么残酷,我至少应该肩负起保留德国物理学青年人才的责任,不让他
们白白地到战场上送死。
每周我都要往返于柏林和莱比锡之间,管理着我们的计划。
我们希望能抢得先机,在美国人之前造出核能设备和核弹,这样美国人就不敢参战,苏联人和英国人会很快屈服,战争就会很快结束,更多的生命会存活下来。
1941年9月,经过一层又一层的审核,纳粹终于同意我
去哥本哈根讲学一周。我当然有一个更重要的任务在身——拉拢玻尔老师,为我们的队伍添上最重要的一个大人物。玻尔老师和我情同父子,在量子力学创立的过程
中他曾是我们这帮年轻人的领袖。我来到了哥本哈根大学,那熟悉的小楼,熟悉饭厅,熟悉的海水和阳光。不同的是,我已经进入不惑之年,玻尔老师也年近60,
而他的祖国丹麦正被我的祖国的军队占领着。
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1941年,海森堡和夫人伊丽莎白访问哥本哈根
那天晚上,我又来到了玻尔老师家中,和他长谈。我期望有
如当年我们讨论量子力学那样的长谈,但是时间再也回不去了。玻尔老师表情凝重,因为我的祖国侵略了他的祖国,在全欧洲大肆地迫害着犹太人。我告诉玻尔老师
我们的坦克已经兵临莫斯科城下,征服苏联指日可待,英国也快被我们炸平了,欧洲再没有力量能抵挡我们。您现在有两个选择,最好的选择是让这场噩梦般的战争
早些结束少死点人,那您就应该加入我们,研制出核武器,这样战争就会很快结束了。玻恩教授走的时候我也被牵连,没有能力保护他,但是我现在身居要职了,我
会用我的身份保护您,以及其他的犹太物理学家。尽管爱因斯坦和薛定谔都走了,柏林还有普朗克先生和冯劳厄(普朗克的学生,因发明X射线衍射技术获得
1914年诺贝尔物理学奖)这样的您的故交。第二个选择是您可以通过英国人给奥本海默他们捎个话,让咱们双方都怠工,不造出核武器,这样战争会慢慢拖下
去,也会少死些人。
玻尔老师非常不快,他知道我此行的目的还想要从他这里拿
走同位素分离的小加速器,一心要为德国搞出核武器。很显然,第二条路走不通,我们和美国人互相都不会信任对方,至少在他们眼里,希特勒是个混世魔王,而美
国的经济命脉被犹太人把持着。
玻尔老师告诉我说,我们只谈物理,不要谈这该死的战争。
这场战争对于你们德国人是复仇般的宣泄,对我们丹麦是彻头彻尾的灾难,我不会选择与侵略者合作。我诚恳地告诉玻尔老师,我和伊丽莎白不敢想象我们的孩子像
我小时候一样饱受战争失败的折磨,我希望德国获胜,越快越好,因此我会全力以赴地为国效力,发展核能和核武器。
我们的谈判不欢而散,很多年后双方都不愿提起这一晚,我
没能拉拢到玻尔老师,但还是想方设法地在盖世太保满哥本哈根抓捕犹太人时保护他。但出乎我意料的是,不久玻尔老师就在当地反抗组织的协助下逃跑了,去了美
国,加入了费米和奥本海默他们,我的信心受到了非常大的打击,感觉到我的老师,朋友,和学生们都背离了我,去了美国人那边。
![]() 曼哈顿计划中的几位物理学家,左起玻尔,奥本海默,费
曼,以及费米。
1942年冬天,我们的军队在苏联遭受到了前所未有的失
败,苏联人保卫住了斯大林格勒和莫斯科,开始向我们发动反击。同年,日本偷袭珍珠港惹恼了美国人,这个工业第一大国终于参战了,二战的天平开始倾斜。我不
敢想象一旦我们和美国人都有了核武器,世界将变成什么样?是不是双方要同归于尽?
德国这边,我明显看到哈恩开始怠工,他用我们经费来裂变
周期表上各种各样原子,而不是只钻研基于铀235的核武器。我慢慢地说服他,让他和大家都相信我,但是我做的初步计算结果发现,要产生核武器的链式反应,
至少需要几吨的铀235,这在当时是不可能搞到的,美国人也搞不到。于是我长舒一口气,认为这个世界得救了。我没有检查我计算的结果,而是向希特勒他们直
接汇报说核裂变只能作为核能,不适合做。
1944年,我们在欧洲战场东西两线都遭受了失败,盟军
在诺曼底登陆,我们腹背受敌,曾经占领的地方在不断地丧失,意大利这个不争气的盟友很快就投降了。柏林上空被盟军惨烈地轰炸着,苏联人也推进到了离莱比锡
只有几百公里的地方,伊丽莎白和孩子们的处境很危险,我不能再呆在这里了!我像哈恩他们匆匆道别,骑个自行车开始往南赶,一路上风餐露宿,看着我的祖国到
处是被轰炸的痕迹,一片狼藉。
在路上,我被疯狂的士兵劫了下来,枪口正顶在了我的胸口
上,因为我穿着军装,被当成了逃兵。我掏出自己的通行证,却被他们扔在一边,我的性命栓在了他的扳机上。如果这个混蛋手指动一下,我就会像
Majorana(意大利天才理论物理学家,费米曾经的助手,后来跟随海森堡工作)那样神秘地失踪,尸首无存。
没想到我口袋里的那包美国香烟救了我的命,我递上它,这
帮当兵的放我过去了。在这个残酷的战争年代,你的性命也许只值一包烟,他们不会知道眼前的人是海森堡,也不会去关心,战争失败的阴影笼罩着每个人。我逃回
了莱比锡,将伊丽莎白和孩子们转移到了慕尼黑附近的一山区个小村庄,过起了短暂的田园生活,我等待着审判的到来。
1945年4月,德国战败,希特勒自杀,我的祖国被美英
法盟军和苏联红军瓜分成大大小小的势力范围。1945年5月,我在家中被一小队英国特种兵静静地带走,俘虏去了英国。我和哈恩等我们参与纳粹核计划的重要
人物人都被关在了这里。他们记录着我们的谈话。
1945年8月初,美军在日本的广岛和长崎上空投下了两
颗核弹,我们所有人都震惊了。哈恩他们质问着我的计算结果,我才知道自己出现了一个失误,没有计算中子扩散率,因此大大夸大了所需要的铀235的重量。我
重新计算一次,发现只需要几公斤。当然后来我才知道,费米他们还造出了钚核弹,美国人赢了,却用这个两个小瞬间屠杀了上百万日本人。
哈恩情绪出现了崩溃,说我是个二流的家伙,一流的家伙不会出现这种错误,然后为自己是原子核裂变的发现者而深感罪恶,不能自拔。今天核弹屠杀了这么多人,
明天不知道又要屠杀多少。我依然在暗自庆幸,如果我计算对了,被毁的可能不仅仅是广岛和长崎,而是柏林,伦敦,巴黎,莫斯科。。。。甚至整个欧洲大陆。
二战结束了,我们又一次成了战败国。我回到德国,和伊丽
莎白以及孩子们在慕尼黑开始艰难的战后岁月。一切都变了,我们再也回不到战争之前了。
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《量子三部曲》第一部《我,海森堡》第四章,激情岁月








《量子三部曲》第一部《我,海森堡》第三章,量子力学
《量子三部曲》第一部《我,海森堡》第三章,量子力学
哥廷根大学浓厚的学术氛围和波恩教授强大的团队让我如鱼得水,继续寻找着新的量子理论。
玻尔先生在1913年提出的量子理论模型是假定电子在原子核外固定的轨道上运动,在这个轨道上不辐射能量。电子从一 个轨道跃迁到另一个轨道的时候会吸收或辐射一个光量子,两个轨道之间的能量差即为这个光量子的能量hv。玻尔的理论一开始就存在一个致命的问题,他无法用 含时的方程来描述这个轨道之间的跃迁过程。
还有一个致命问题,根据麦克斯韦方程组,电磁波(光)是周期的,那么玻尔模型中一个绕核在固定轨道上运动的电子所能 辐射出的光的频率,必须是这个电子绕核运动频率(即绕核运动周期的倒数)的整数倍。这就引起一个很严重的结果:在量子数为m和n两个轨道上, m和n两轨道间跃迁释放的光量子能量hv(m-n) 要等于能级差E_m-E_n,同时频率v也要近似为m轨道和n轨道频率的整数倍。这只在m和n都很大,且m-n非常小的时候成立,在其它情况下,玻尔模型 就无法自圆其说。

1924年的海森堡
究竟围观世界应该用什么样的理论才能准确描述?这个问题一直困扰着我。1925年6月,我不幸染上了花粉病,即一种 对粉尘强烈过敏的鼻炎。我选择了这个夏天去北海上的一个小岛Heligoland上度假,让清新的空气和温暖的海风给回我健康的呼吸,同时不断地思考着新 的量子理论的突破点。
爬山,读诗集,加上思考量子理论成了我在小岛上宁静生活的全部。拿着这两年其它物理学家发表的大量光谱实验数据(不 符合玻尔模型的预言),我在尝试着用新的模型来解释它。某一天的凌晨,我突然发现如果经典力学中成对出现的力学量符合一个非对易的关系,譬如坐标和动量符 合 [x,p]=xp-px≠0,某些计算可能会得到和实验相符的结果。
——Heisenberg 1925
回到哥廷根,我就马上给在汉堡大学做助教泡利写了信,告诉了他我的想法。泡利是我最信任的师兄,他在去年提出了著名 的“不相容原理”,即一个轨道上最多只能占据两个同能量的电子,而这两个电子在外磁场中一个会增加能量,一个会减低,从而区分开到不同的轨道上,使每电子 都有一个属于自己的唯一轨道,因此核外电子有了壳层结构。他被誉为物理学界的奇才。
此时,我告诉他正酝酿着一个比他的工作更重大的计划,我想摒弃玻尔模型中电子轨道的概念!
——Heisenberg, letter to Pauli, 1925
于是广义坐标X_{mn}和广义动量P_{mn}的乘积可以写成两者新的傅里叶展开系数的乘积,即 XP_{mn}=\sum{k=0}^{\infty}X_{mk} P_{kn},这样即可以满足频率相加,同时满足非对易关系XP_{mn}≠PX_{mn}。一个量子系统的哈密顿量H就可以用这种新的广义坐标和广义动 量来表示
The present paper seeks to establish a basis for theoretical quantum mechanics founded exclusively upon relationships between quantities which in principle are observable.
--Heisenberg, summary abstract of his first paper on quantum mechanics
在玻恩教授的鼓励下,我的paper首先得以发表:【W. Heisenberg, Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen, Zeitschrift für Physik, 33, 879-893, 1925】,随后玻恩教授马上和帕斯卡.乔丹合著了一篇用矩阵来描述我的理论的paper: 【M. Born and P. Jordan, Zur Quantenmechanik, Zeitschrift für Physik, 34, 858-888, 1925】,很快在年底之前,我们三人合著了第三篇paper: 【M. Born, W. Heisenberg, and P. Jordan, Zur Quantenmechanik II, Zeitschrift für Physik, 35, 557-615, 1925】,正式宣告量子力学的第一种形式——“矩阵力学”的诞生。
文中我们的矩阵力学建立在这几个假定上:
1.所有的物理量均用厄米矩阵表之。一個系統的哈密顿量H是广义坐标矩阵X和广义动量矩阵P的函数。
2.一个物理量Q 被观测到的值,是该矩阵的本征值Q_{mn} 。系统能量 E_{mn}自然就是哈密顿量H的本徵值。跃迁频率v_{mn} = E_m-E_n。
3.物理系统的广义坐标矩阵X和广义动量矩阵P满足如下非对易关系,这是我们矩阵力学的核心:[x,p]=XP- PX=\frac{ih}{2\pi}*I, 其中I为单位矩阵。
泡利很快用我们的矩阵力学计算出了氢原子能谱,符合了所有光谱观测实验的预言!我们的工作点燃了整个物理学界,于是 1925年成了玻尔量子理论的逝去,全新的“量子力学”的诞生年份。

海森堡(右二)和帕斯卡乔丹(右一)在1927年
I knew of Heisenberg's theory, of course, but I felt discouraged, not to say repelled, by the methods of transcendental algebra, which appeared difficult to me, and by the lack of visualizability.
——Schroedinger in 1926

埃尔文.薛定谔
The more I think about the physical portion of Schroedinger's theory, the more repulsive I find it...What Schroedinger writes about the visualizability of his theory is probably not quite right, in other words it's crap.
--Heisenberg, writing to Pauli, 1926
这一年的春天,我离开了哥廷根,离开了玻恩教授和内向的帕斯卡乔丹,前往我第三个老师,也是我一生的恩师玻尔教授那 里做助教。没错,他就是那位巨人,我站在他的肩膀上开创了量子力学的巨人。我们真是命中注定的一对师徒,随着泡利的到来。从那一天起,哥本哈根成了量子力 学的中心。
玻尔教授的风格真是雷厉风行。他一直关注着我们在哥廷根的矩阵力学,一直给予我支持。于是当薛定谔方程横空出世的时 候,他要弄懂我的矩阵力学和薛定谔的波动力学到底是怎么一回事,为什么都能得到合理的结果?他马上把薛定谔请来了哥本哈根。不顾薛定谔发着高烧在床前和他 讨论,真是疯狂。玻尔教授满嘴的state,薛定谔满嘴的wave,乍听上去真是鸡同鸭讲。
薛定谔回去后,终于发现了他的波动力学和我的矩阵力学是完全等价的,一个是态随时间变化而力学量不变,另一个是力学 量岁时间变化而态不变。区别就是随时间变化的因子exp(iHt)是写进我的力学量算符里,还是写进他的波函数里。
1927年,我们在哥本哈根的主要工作是给量子力学建立一个严格的逻辑体系。泡利用波函数的反对称性质重新建立了他 的不相容原理。在海峡的另一边,狄拉克整理着我和薛定谔的工作,提出了态矢量,算符,相互作用表象等诸多概念。他成了建立起一套完整的量子力学体系的领头 人,帕斯卡乔丹等人也参与其中。
而我在读他们的paper时,一直在思考量子力学的基本原理。考虑波粒二象性,那么对于一个平面波 exp[-2\pi*i(px-Et)/h],非对易关系[x, p]=xp-px=ih/2\pi自动满足。是非对易关系直接来源于粒子的波动性?我发现了他们之间存在一个原理作为桥梁,该原理课是非对易关系的直接推 论,亦是粒子波动性所导致的一个必然结果,这个原理就是测不准原理(uncertainty principle)。
玻尔教授一直信奉互补原理,即一个物理系统要靠两个互补的力学量来描述。而我的测不准原理刚好是这对互补力学量之间 的关系,如坐标和动量ΔpΔx≥h/2,时间和能量ΔEΔt≥h/2,即你不可能同时知道坐标和动量的精确值,也不可能同时知道时间和能量的精确值。
测不准原理作为我们“量子力学的哥本哈根诠释”的一部分,遭到了很多物理学家的反对,包括我们一代人的偶像爱因斯 坦。玻尔教授极力地维护着我们诠释,他和爱因斯坦长达多年的论战也就此开始。
1927年的索尔维会议就是量子力学的庆功宴,物理学界的大牛们悉数到场。会议结束时我们的合影堪称经典,第一排坐 着普朗克,居里夫人,洛伦兹,正中间的爱因斯坦,和郎之万等人,第二排坐着狄拉克,康普顿,德布罗意,玻恩,玻尔等人,第三排站着薛定谔。泡利等人,还有 我。物理学史上恐怕难以找到第二张这样牛的照片了。
We regard quantum mechanics as a complete theory for which the fundamental physical and mathematical hypotheses are no longer susceptible of modification.
--Heisenberg and Max Born, paper delivered to Solvay Congress of 1927
1927年索尔维会议全家福
《量子三部曲》第一部《我,海森堡》第二章,求学之路
1920年秋天,我正式进入 了慕尼黑大学(Ludwig-Maximilians-Universität),开始了我的学术 生涯。起初我想主修数学专业,但是经过和几位数学系的教授谈论以后,我决定还是去学理论物理。也许是我看了太多的经典力学和相对论的书,思维上和这些数学 家有些格格不入吧。
慕尼黑大学的理论物理学教授名叫阿诺德.索 墨菲(Arnold Sommerfeld),一位睿智而慈祥的老人,曾是著名数学家克莱因(Felix Klein)的助手,他成了我的博士导师。他的手下有两个非常著名的学生,据说是慕尼黑大学物理 系目前最聪明的两个学生,一个叫沃尔夫冈.泡利(Wolfgang Pauli),一个叫彼得.德拜(Peter Debye)。泡利这家伙出生在1900年,比我大一岁,标准的世纪婴儿。这个大 腹翩翩的家伙一看新来了个师弟,马上滔滔不绝地跟我地大谈物理学,结果居然发现我这个“菜鸟”知道的一点不比他少,于是对我照顾有佳,好似寻觅良久终遇知 音一样。

索墨菲教授和玻尔教授的合影(1919年)
索墨菲老师给我的博士课题是关于湍流的,流体力学里一个相当变态的题目,根本无法得 到解析解。索墨菲老师真实太信任我了,但是我的兴趣早已转移到了别的地方,尼尔斯.玻尔(Neils Bohr)教授的量子理论。因为在我想主攻相对论的时候,泡利这个有眼光家伙建议我说相对论领域 被爱因斯坦一个人建立的差不多了,你没有机会再做出重要工作,但是玻尔这种电子轨道模型的量子理论问题重重,你不妨试试这方面,兴许有大发现呢。

好兄弟泡利
索墨菲老师1922年跑到美 国去做一个一年的客座教授。他知道我的兴趣转移到量子理论上了,便把我推荐到了哥廷根(Göttingen) 的马克斯.波恩(Max Born)那里做 交流生。哥廷根,一个在数学界何其神圣的地名,大数学家高斯(Gauss)缔造了这里的威望,在现 在希尔伯特(Hilbert)领导下它已经成为了世界数学的中心,我在这里的导师波恩也算是他的半 个学生了,他是哥廷根大学理论物理的带头人。
For me personally Göttingen has the great advantage that for once I will learn proper mathematics and astronomy.
--Heisenberg, writing to his father, 1922.

第一次世界大战时的马克斯.波 恩教授
刚来这里不久,我便遇见了来访的玻尔教授,一个当时在我心中仅次于爱因斯坦的物理学 家。在他的报告结束后我勇敢地走上去向他请教有关他的量子理论的一些问题,使他认识了我这个后辈。后来我才知道第一次的见面他就被初生牛犊不怕虎的我所深 深打动了,又好似觅得知音一般滔滔不绝地向我讲述他的工作。这一年,玻尔教授凭借电子轨道模型的量子理论那了诺贝尔奖(这个工作也有我的导师索墨菲的一部 分功劳),在他的前一年得奖的是爱因斯坦。比较讽刺的是爱因斯坦居然是靠光电效应的光子解释获奖,而不是更为重要的狭义和广义相对论。当然他的光子解释和 普朗克的量子化一起成为玻尔教授量子理论的基础。
由于我是个短期交流生,波恩教授起初没有太在意我,但随即便被我的能力和求知欲所打 动。他手下有个数学基础非常强的助教帕斯卡.乔丹(Pascal Jordan),我们一起通过玻尔的量子理论计算得到的结果和实验观测的原子光谱完全无法吻合,看来玻尔的旧量子理论存在致命问题,量子 理论需要一次深入的变革。
"Not only new assumptions in the usual sense of physical hypotheses will be necessary, but also the entire system of concepts of physics must be rebuilt from the ground up."
--Max Born in 1923
一年的交流期很快结束,索墨菲老师也从美国回来了,他叫我回去答辩。说实话这一年我 满脑子都是量子理论,根本无暇顾及他给我的湍流课题。不得已我用了几个小trick,得到了一个非 严格但是非常近似的解,作为我的博士论文内容。论文的到了通过,并且相应的结果第二年发表在了当时最好的物理学期刊上【W. Heisenberg Über Stabilität und Turbulenz von Flüssigkeitsströmmen (Diss.), Ann. Physik Volume 74, Number 4, 577-627 (1924)】。于是泡利半开玩笑地说:“海森堡你真天才,这样也行?”。
In the handling of the present problem, Heisenberg shows once again his extraordinary abilities: complete command of the mathematical apparatus and daring physical insight.
--Arnold Sommerfeld, evaluation of the thesis, 1923.
万万没想到的是,我的答辩会成了我人生第一个无法忘怀的噩梦。索墨菲老师这边自然没 有问题,因为我知道在他眼中我是他最出色的学生,哪怕是跟泡利和德拜这样的牛人相比。但是我从入学以来没有认认真真地做过一次实验。似乎上帝给了我敏锐的 头脑和理性思维,却夺走了我的动手能力。在慕尼黑大学负责实验物理的是诺贝尔奖得主瑞恩,没错,就是做黑体辐射实验给普朗克先生铺路的那位,一直被我在调 仪器时候的笨手笨脚气的发疯。在他的眼里无论一个物理学家理论水平如何高,必须要具备一定的实验能力,于是答辩时候我就被他搞惨了。他先问我怎么调法布里-帕罗干涉仪的分辨率,我没答上来。他有问我蓄电池怎么工作,我还是没答上来。瑞恩十分气愤,自然觉得我不该 通过。他在慕尼黑大学资格最老,一言九鼎,无人敢反对。这时我的导师索墨菲勇敢地站了出来替我说话,他反对用实验能力来扼杀一个理论物理学家的天赋。我头 一次看到两位老科学家在如此激烈地讨论,如同争吵一般。索墨菲老师在一心地帮助我,提携我,使得我 一生都对他存在着深深的敬意和感激。

威廉.瑞恩
最后讨论的结果,索墨菲老师给了我最高分A, 瑞恩教授给了我最低分E,于是平均下来我的答辩成绩是C, 刚刚及格。这对从小一直名列前茅,不甘人后的我来说是一次非常重大的打击,如同耻辱一般。这一年,我22岁。 晚上索墨菲老师组织了晚宴庆祝我拿到博士学位,我喝完香槟酒吃点东西后,在大家意犹未尽地欢聚的时候和大家匆匆道别,早早地离,回到宿舍拿起早已收拾好的 行囊,背着它在夜色下只身来到火车站,买好票,目标:哥廷根。
第二天早上,我就到了玻恩教授的办公桌前,拿着这张难看的成绩单,问他:“您说过我 拿到学位后就招我过来当助教,现在您是否会改变主意?”我当时心里很忐忑,寄希望于玻恩不会放弃一个改变量子理论的机会吧。
玻恩一开始没有回答我,只是问我答辩时瑞恩都问了我哪些问题,然后说:“这两个问题 确实不好回答”。玻恩教授也许是为了给我面子才这么说的, offer还是照旧给了我。
我那位赋闲在家的战斗英雄老爸真是一直在为我担心,甚至写了信给哥廷根大学主管实验
物理的James Franck教授请求他好好教教我实验,Franck教
授尽力教了我很久,最后还是放弃了,留下这样一句话:“海森堡想在物理学领域生存的唯一的出路只有去当个理论物理学家”。
“If Heisenberg was going to survive at all in physics it would be only as a theorist.”
《量子三部曲》连载第一部:《我,海森堡》(第一章,小小少年)


2010年
2009年,发生了太多的事
也许该写个短文纪念一下,但实在是没时间,先简述,以后补上细节
上半年写毕业论文,申请博后,天天happy,很快联系到愿意帮我申请洪堡基金的老板。
6月答辩,7月拿到博士学位,准备洪堡材料寄过去,回家玩。
8月在家接到普林斯顿大学的面试电话,很兴奋,但是没发挥好,教授的口音太重听不清,被fail,信心未受影响
9月回光机所赖在哪里等待,拿着中科院优秀毕业生的身份,信心还在暴涨。
10月和凤分手,一封邮件就击碎了4年的全部
11月洪堡基金申请失败,遭遇人生一个重大打击,跌落谷底。
郁闷中收拾信心,在来访的诺贝尔奖得主John. Hall的几句指点下,开始写proposal申请。
12月,小老板建议我先在国内找个地方,来到物理所,一拍即合,决定过去做个超冷费米子实验
同时收到邮件,我的proposal打动了年轻有为的牛人Immanuel Bloch教授,他邀请我去MPQ参观她的小组,顺便面试。
2010年1月准备签证,飞赴慕尼黑,特意找到了海森堡的墓碑,祭拜一番。被Bloch教授组里的工作震惊,终于明白什么叫世界一流的实验室,做光晶格最强的地方。厚着脸皮在每个人都有第一作者Nature工作的学生面前用PPT介绍做自己只有一篇PRA加一篇OE水平的博士课题。
权衡一番,和Bloch教授坦白说自己需要在物理所做一些基础的实验,希望能先拿到个稳定职位,然后找公派机会来您这里做重要工作,回去晋升。Bloch教授同意
2月,来到物理所,办完一系列复杂手续,开工。
3月,爱在量子前的九维空间就要回来了!
世界冷原子物理研究机构网址大全
2009年
正龙拍虎,冠希照X
靠不住
一个电源引发的蝴蝶效应
变形金刚,人工智能的疑问
Spiderman-3
好久没写博客了,最近实验遇到大问题,真空泄漏,却千方百计费尽心机求爷爷告奶奶呼天喊地费尽周折也找不到漏点,今天拆gauge时还被电了一下,切实感觉到整个右臂当时就麻了。德国的标准电压280V啊!手上电出个白点,戳破发现是电出个水疱。人家Spiderman被Spider咬一口就变那么神勇,我要是能电出个Electroman该多好。
幸运的是回寝室在ftp上发现了新的Spiderman3,上传的兄弟真是好人啊(不知道他是东欧的还是印度的还是俺们中国同胞),虽然是个枪版,不过也算比较清晰的枪版。现在完全习惯了看无字幕的电影了,这对提高英语水平是个大帮助。整个影片还好,语言比较清晰,比较照顾非母语观众吧,只有两处需要我倒回去冲重听一遍。(反观《无间风云》,几乎句句都带fucking,一遍下来只记住这个词了。)
这是我今年第二期待的电影(第一是变形金刚)。看之前根本没打算写评论,但是看到一开始Peter上的居然是量子力学课,随后那个反派“沙人”还是被粒子加速器弄成的不死之身(它翻过的门牌子上写的是粒子物理实验场,结合故事地点在纽约,那应该是Brookheaven国家实验室)。于是乎,不写点影评感觉对不起我这个物理专业了,呵呵。
记得Spiderman-1出来的时候我还在上大二,当时看过没啥感觉,后来一想发现Spiderman身上处处体现着美国的标记,美国的形象。首先看这身蜘蛛服,红白蓝三色搭配,怎么看怎么像星条旗。其次是第一部反映主题的两句话,记不太清了,大概意思是great power comes great responsibility 和no matter how many things you do for them, they will still hate you。这恰恰就是美国的大国沙文主义对全世界的倾诉。美国一向认为充当世界警察是自己的责任,因为自己最powerful。发动战争时总觉得自己时在帮助其他民族推翻暴政,重获新生。总觉得其他民族不领情是狗咬吕洞宾。他把自己的每一发子弹自己都要打上“正义”的标签,但这其中有多少次是为真正的“正义”,有多少次只是为国家的“利益”,相信大家都很清楚。
Spiderman-1拍摄的时候9.11还没发生,上映的时候9.11已经发生了,不知道是不是为此对剧本做了点修改。但随后的2确实不再强调这种American truth,Spiderman因为救了一列车的人开始变的被纽约市民接受,倒了3里面成了彻头彻尾的偶像英雄。Peter也从一个青涩型大男孩变成了一个自信膨胀的男人,一个穿着蜘蛛服的超级明星。总的来说Spiderman系列没有陷入其他电影排续集容易陷入的“狗尾续貂”怪圈。场面和特技效果一部比一部好看,情节一部比一部精彩生动(来自漫画故事嘛)。Spiderman-3相比前两部一个最显著的变化就是反派角色也都不是那种纯反面型,“毒液”的出现是Peter自己一手造成的,“沙人”的父爱也让人很同情(如果他的确未开枪杀害Peter的叔叔)。黑蜘蛛状态的Peter确实够酷,只有这种没“正义”责任压力,亦正亦邪状态的英雄应该活的最潇洒,最自由,最随心所欲(他舞步貌似copy的《A.I》里的那个机器人)。当然,对Mary来说,这是个恶梦。
所以我坚持认为Spiderman-3的核心在于处理Peter,Mary,和Harry的三角关系上,其中最惨的莫过于Harry。用药匣子李宝库的话说,人生最大莫过杀父之仇,夺妻之恨。而自己多年的兄弟就是自己的仇人,自己还打不过他,能杀他的时候还不忍心下手,最后还要为了救他而丧命。没辙,谁让Peter是主人公。不过狠心编剧演居然让他在和黑蜘蛛状态Peter打斗时毁容,不能以一个帅哥身份英雄般离开,让人无法接受。想必很多MM看到这里会大骂导演和编剧,可怜的Harry。
对于Mary来说,做一个英雄的妻子真难。男人的一大弱点就是一旦功成名就就会太把自己当回事,不去照顾爱人的感受。真无法想象Peter会当着Mary的面去吻别的美女。对于女人来说,一个重视她的平凡人或许比一个冷落她的英雄更重要。影片最温馨的地方莫过于Mary和Harry在厨房做饭那一段,这让我想起了凤儿来的这几天我和她一起做饭的时光。或许一个更好的情节是Harry为了和Mary在一起而放弃对Peter的恨(或者选择相信Peter没有害死他父亲),用感情而不是用胁迫的手段让Mary离开Peter,免除他俩再次打斗的情节(因为这段没意义,弄得Harry像为了报复Peter想设阴谋,又根本没设得样子,还弄个毁容得结果)。最后为了救Mary两人不期而遇,一起冲锋陷阵,而不是让Peter去请,这样会好很多最后得离去也会更悲壮些。
写到这儿吧,呵呵。我这种凡夫俗子又不是Spiderman,遇到困难不会那么轻松搞定。这种超级英雄只是梦想。可惜让我天天在实验室用激光照也照不出个Laserman来。凡人的生活,还是要有凡人的活法,对吧。
《量子场》后记
以前总上科苑星空,不太上水木。这次真是大吃一惊!歌词改过后半个月(见俺上篇blog),这位老兄直接完成了演唱版,哈哈
http://www.newsmth.net/bbscon.php?bid=772&id=12111
这哥们音色不错,肯定比我自己唱的好听,不过高潮部分还有待加强:)
想起了两年前寒假,回家的时候因为从合肥到哈市没有直达车,于是在北京转车,顺便到清华的高中同学那里连吃带住玩了两天,其间他给我看了他们物理系师弟们做的一个flash,其中一段竟然就是《爱在量子前》的演唱版。。。那里面演唱者唱得非常好,可惜当时我这位兄弟对歌词是我改的这个说法半信半疑中,呵呵。不知道他的创业进展如何了,我这东呆一年西呆一年的,一直也没时间好好参与进去,希望他早日成功,兄弟们将来可以一起做一番事业。
过了那个寒假开学后,经常看到俺写的东东被转载回瀚海,绕了一个圈。主要是写的科普漏洞太多,怕被拍砖:),不敢在那里首发,改的歌词一般都附在科普后面了。不过也有首发在瀚海的,就是关于量子信息的《退相干以后》,恐怖的考试记忆。
今天收到了一个非常好的消息,凤儿收到了这边研究所的面试通知,一个月之后就能见到她了,耶!因为马普这边给报销全部面试路费,这就意味着宝贝申请PhD已经十拿九稳,剩下的只是要办护照,办签证,一系列。不过最重要的是好好准备ppt,给老板留下深刻印象。我嘛也得改一改这些天的颓态,力争她来之前把手头实验搞定!加油!为了我们的欧元,嘻嘻。
量子场
过年+就业式科研
读海森堡传
凤儿为了尽快把文章改好投出去,她一直连续熬夜,很叫人心疼。等到了北京时间凌晨4点,德国时间晚上9点她QQ才下线。凤儿一回去睡,我的内心开始发空,在异国他乡的那种寂寞如潮水涌来。这个时候唯一能做的是就是要靠大量信息来麻痹自己。打开了LabVIEW教程开始学习。真后悔没在国内把它学好,这可是做精密物理实验的一种必备技能,以后要靠着他吃饭滴,现在只好恶补几天了。
可惜上网上惯了,学习的时候依然心不在焉,打开网页瞎搜,想到物理学又想到德国,关键词自然地集中到了一个人身上——海森堡。为什么会想到他而不是爱因斯坦或者普朗克?因为二战前尽管德国集中了世界大半的物理学大牛,海森堡却是唯一纯正的德国日耳曼人(自始至终都是德国国际,非犹太血统的大牛恐怕只有他。爱因斯坦十几岁就离开德国,他做瑞士公民和美国公民的时间远远多于做德国人,其它的大牛们也基本因为犹太血统二战前基本都跑光了)这次我直接连在aip的history主页上观看的他的传记,没有经过翻译的文章是最能表达作者的原意的(废话)。看着看着,如果写一部关于20世纪物理学的武侠小说,海森堡会是当仁不让的男一号。海森堡的一生充满传奇色彩,如果用金庸小说中的人物来比喻,爱因斯坦一生像是张三丰,天下第一却不甚精彩。海森堡完全一个张无忌,一生精彩纷呈。
好,暂且编一下这个剧本的大概。20世纪,物理江湖风起云涌,天才老爱凭借自创神功一统江湖(像太极张三丰),成为当仁不让第一高手。武林盟主普朗克笼络各方豪杰,共谋大计。大侠玻尔独霸北方,与以上二人并立武林泰山北斗。南帝索莫非广招门徒,武功排在三人之后。得最强内功心法(哥廷根的希尔伯特)的波恩乃后起之秀,大有取代南帝之势。我们的故事就从索莫非手下的两个小徒弟海森堡和泡利开始。(泡利尽管很伟大,可一生免不了给兄弟海森堡坐配角的命运,好像小悟空和小林)
海森堡天赋过人,却不善武功套路(实验),然索莫非欣赏之极,出山前派他去哥廷根寺波恩处深造一年。切磋中与波恩共同改进老师索莫非和北侠玻尔所创武功,修炼级别突增。随后回山,涉险闯过木人阵最终出山。海森堡再赴哥廷根寺,完成神功修练。此神功不久后经大师兄情圣薛定谔(段正淳级别)和西域高手狄拉克(小说二号主人公)发展最终成为与老爱神功并列的唯一两种旷世奇功。
海森堡少年得志,却不免资格过潜,江湖众人一致推举情圣大师兄为神功正统。小海愤怒之余转投北侠玻尔,师徒相见恨晚,最终练成独孤九剑,北派独霸江湖(哥本哈根),各门派俯首称臣。师徒联手,华山论剑上胜过老爱半招。小海随后单独PK情圣大师兄,对方亦甘拜下风。随老一辈隐退,年轻一代能与小海PK不分胜负者,仅西域高手狄拉克一人,然后者内功随更胜一筹,却文质彬彬,霸气不足,于小海好似花无缺于小鱼儿,绝代双骄男二号。
不久朝廷暴君当道(希特勒),兵荒马乱,民不聊生。中原武林人士纷纷惨遭迫害远逃海外,仅留海森堡一人。为自保只好受命重组中原武林残阵,效力朝廷,造利器以助之。朝廷东争西讨,横扫天下,只留的狄拉克所在的西域古国凭海峡招架。一时间,暴君头脑发热,远征东方大国俄罗斯,兵临都城,久攻不下,步入寒冬大量将士冻死沙场,元气大伤。随后远东盟国招惹海外第一强国老美,夹击之下朝廷节节败退。暴君妄图小海造出核武利器扭转败势,不想老美汇集大量中原远逃高手,抢先造出利器。朝廷兵败,暴君自尽,小海亦被俘。
多年后重展雄风,建立马普学会物理门,亦领导建立世界最大修炼圣地CERN,晚年与兄弟泡利和狄拉克合著场论秘笈,以嗣后人。
历史是最好的剧本,谁知道海森堡当年是不是真心在领导德国造原子弹?他对波恩的冷漠,对玻尔的背离是否合纳粹政权有关?不得而知。神秘,名誉,战争,友情,背叛,欲望,真爱……他的一生具备了一部经典小说几乎所有元素,拍成电影至少比那些编出来的故事引人入胜,只是这样的大人物没人敢演,哈哈
很晚了,该睡觉了。这么好的故事,不拍电影浪费了,哈哈,当然不是这种武侠恶搞,而是历史+戏说。名字就叫……量子劫。带点佛教思想色彩比较酷(如无间道)。如果我是编剧,我就从一个到德国留学的学生寻找海森堡痕迹的故事开始,一步一步揭示量子世界的奥秘,中间穿插些吸引人的情节合画面,哲学意味一定要超过黑客帝国,教育意义一定要超过男人必看那10部。导演嘛要请斯皮尔博格这种。至于张艺谋等人的智商……肯定看不懂我剧本的,哈哈。主演嘛……当然是我自己最适合了!一个中国学生形象更利于打开国内市场,进而全世界发行,对不?要让凤儿演女一号,嘿嘿。
不扯了,睡觉,明天继续LabVIEW。
迫降莫斯科
在浦东机场和凤儿恋恋不舍离别,心里难受的无以言表,也许我根本不该去德国,一年的思念煎熬我无法承受。
倒霉的时候喝口凉水都塞牙,坐飞机也不例外。国航的这般破航班出发的时候就因为机械故障延误了两个小时,也许一开始就不该坐它。好嘛,原以为晴天靠窗户的座位能让我惊喜,可飞机再快也没快过地球自转,几个小时天就漆黑一片了,最后一眼看的大地片黄色山脉,我怀疑不是新疆就是黄土高原。
大约北京时间晚上22:30,也就是德国时间17:30吧,平静的旅途突然被一条广播打破,机长用蹩脚的英语说什么降落不了法兰克福了,要改降莫斯科。天啊!紧接着中文广播说是机械故障觉得临时迫降,一个小时到莫斯科机场。MY GOD! 在飞机上听到这话汗毛不竖起来才怪!一个小时之内心一直提在嗓子眼,脑海中把最可能出现的结果都演示了一遍。想到如果这次牺牲了…… 想到凤儿,想到家人,根本不敢想下去了。飞机在莫斯科上空盘旋啊盘旋,心脏那时快从口中跳出来了! 突然蹦!蹦!两声巨响,我想完了……。后来才想明白是飞机的轮子弹出来的声音。从窗口看到的黑烟原来是机翼灯照雾所致,我活着落地了……
没想到莫斯科冬天远没有哈尔滨冷,尽管纬度高出很多。机场地上明显看见留存的雨水。我们被扔在转机舱里等啊等……。等了一个多小时有人来发餐卷,面值11欧元,可以随便买吃的,没想到的是11欧元在机场只买了一瓶可乐一个三明治和一块巧克力,在机场真是不值钱。我决定把巧克力留到情人节寄给凤儿,充满苦难的回忆啊!
从莫斯科到法兰克福的航班可能当地时间早上才有,这意味着要在机场等上12个小时。没有电话卡,手机也消了,借了电话也没有打通德国的号,不知道去接我的师兄那么完接不到我会怎么办。不敢给国内打电话,怕凤儿和家人担心,笔记本马上也没电了……
狗日的国航
九维空间
2007,1,7于莫斯科机场
以上就是那晚在莫斯科机场用本本最后的一点电写下的,那晚还好借一位好心阿姨的手机给接我的师兄打了电话。等了一夜,乘客和国航的人激烈争吵声不绝于耳,老毛子们说这个机场建成以来重来没一下子这么多旅客囤积。等了一夜,我们先被德国lufthansa航空公司的人接到了慕尼黑,紧接着我在慕尼黑机场一路飞奔才赶上了到纽伦堡的小飞机。汉莎公司的飞机起降很稳,制动也很快,让人坐着很放心。相比之下国航用的是更先进的空中客车,居然出这样问题,想想都后怕。乘客的行李不能出关,被全部运到了法兰克福,直到两天后才被汉莎的人送到所里。幸亏德国人做事很敬业,如果换成国内……shit。人在逼急了的情况下会爆发难以估量的潜力,我居然一路上英语说的很顺,从转乘飞机到挂失行李毫无大碍,这就是人啊。
国航这次时间就这么过去了,网络上一点消息也没有。看来今晚我是需要用这个刚刚连上的网络好好宣传一下他们的事迹。当然这事肯定是no news is good news,但这其中多少类似的小事故都被隐藏了?没人知道。奉劝大家出国的话如果不是公家买单,尽量不要坐国航的飞机
新年
一转眼2007年了,时间过得难以想象得快,这句话就是用时间测量时间。光速是最快的速度,但是它得内禀时间是零,永远不会流逝。而我们这些由亚光速的夸克和轻子组成的生物体时间却是经受着变化的煎熬,佛谓之“苦”也。
上个月,就是去年最后一个月的11号,顺利办好签证,接着马不停蹄地改文章,订机票。20号急赴京取完最后材料,和“北漂”的老爹道别。连夜赶回家,和老妈购物,换外汇,陪生病的姥姥打了几天掉瓶。最不忍心看到的就是老妈忙碌的身影和紧绷的神经,生活的压力一步一步从家庭渗透到我的内心。新年前,我坐了30个小时火车提着所有上飞机需要的行李赶回了所里,与以往旅途不同的是,这回坐车和其它旅客都没怎么说话。
还好下火车就看到了来接我的凤儿,人生中有一个挚爱是多么的难能可贵,慢慢地感觉到她已经成为我生命中最重要的部分。接下来两天忙忙碌碌就到了元旦,看完黄金甲(感觉周杰仑很适合演孙悟空,他拿大刀的造型太象猴了),我俩以最甜蜜的方式度过了新年的零点钟声(保密:)
元旦当天,我们去影院看了《伤城》(香港电影还是比内地的好看),买好了本本。我们急急匆匆查一分钟没赶上5点回所方便车,不过在吴江路度过了一个愉快的夜晚,吃到了“小杨生煎”。7点多乘车回来时居然都美美地睡了一觉。一想到过几天就要赴德心里非常难受,我最舍不得的就是凤儿。短暂的分别是为了将来更长久更幸福的在一起,这是我的目标。反正早已下定决心要一辈子跟她在一起,组成一个最美满幸福的家了!Ich libie dich! 凤儿,走之前这几天要尽全力为她分担压力,帮助她实现目标。
能够找出无数理由要在德国那边一年内好好作出成就,却找不出一个理由可以不在那边好好作出成就。感觉人生的未来,我能给予凤儿的幸福生活都命悬一线,悬在这一年的奋斗上。
物理上有了一个很美妙的想法:这个1/2量子数的零点能是玻色子和费米子波动性的源泉,时空单元(弦/膜)只有在零点能谐振频率和经过这点的能量的谐振频率一致时才表现为粒子性。零点能粒子也只在同频率才可从费米子到玻色子相互转化(光子——正负电子对)。如果实验上能够观测到的话,能够证明超弦假说会给电磁相互作用,一切量子现象,甚至暗能量一个很直观很合理很具有哲学意义的解释!真的很美妙!可惜的是真空零点能是不可探测的,加速器?它只会让更多零点能时空单元激发成实粒子。想来想去,人类所能把握的都是实粒子,怎么可能通过实粒子去探测真空零点能这种“虚”粒子?头痛。
算了,在德国好好做光频标吧,至少这个方向好好做回国能混口不错的饭吃。为了家庭,为了凤儿,我想自己科研target应该更明确了!
新的一年,新的国度,新的希望!
百年量子光学(博士政治结课作业)
引 言
量子光学是光的量子本性以及光与物质相互作用的量子现象的学科。自从爱因斯坦1905年发现光的量子性以来,光的本性研究从传统的几何光学和波动光学逐渐过渡到了量子光学。光与物质相互作用的研究也从传统的反射、折射以及电磁波与介质的相互作用的宏观现象的研究逐渐发展到物质对光量子吸收和辐射量子现象的研究。
量子光学从研究领域诞生到今天已经有百年的历史。百年以来,量子光学的发展由一个接一个崭新科学思想连接而成,这些思想构成了一个学科的发展壮大,并逐渐发展成为改变世界的应用技术,推动着人类文明的进程。
本文将从20世纪初光量子理论的提出开始,逐步给出量子光学领域的科学思想轨迹变迁过程,探讨每一步重大思想变迁对该领域以及整个物理学的重要意义,从而揭示崭新的科学思想是一个学科的生命力和未来,也是人类科技发展以及人类文明进程最重要的思想推动力。
本文将20世纪量子光学的科学思想变迁轨迹划分成以下三个主要阶段。
1、光量子思想的提出和电磁场量子化思想的实现。
2、光的相干性的量子理论出现和激光的诞生。
3、从物质对光的控制到用光来控制物质的思想变迁——激光冷却技术。
每个主要阶段又可以细分为2个科学思想变迁过程,本文将对其中的每一个科学思想的出现过程做出简介,并将重点放在第二个和第三个主要阶段上,深入探讨不同时期涌现出的科学思想对量子光学学科以及整个物理学的意义。
第一章 光量子思想的提出和电磁场量子化过程
1、爱因斯坦的光量子思想
20世纪人类最伟大的物理学家爱因斯坦于1905年发表了一篇论文,该论文刊登在当时最有影响力的物理学期刊《物理学年鉴》上,距他那一篇跨时代的狭义相对论论文发表仅仅几个月。
这篇论文提出了一种全新的“光量子”思想,成功解释了当时困扰着物理学界的光电效应现象,爱因斯坦也因为这篇文章获得了1921年的诺贝尔物理学奖。
爱因斯坦能量量子化的思想来源于1900年普朗克关于黑体辐射能量量子化假说的的提出。他的核心思想是把普朗克关于吸收和辐射过程是量子化的概念加以推广,认为整个光场都是量子化的,即以光量子的形式存在。光量子的能量正比于它的频率,比例系数为普朗克常数。爱因斯坦光场量子化的思想代表着物理理论和现实世界统一的原则,因此他的推论虽然大胆却极其合理。
爱因斯坦的思想很快被物理学界所接受,并启发玻尔和德布罗意分别提出了原子定态能级跃迁以及微观粒子波粒二象性的假说,最终沿着这两条路,海森堡和薛定谔分别创立了矩阵力学和波动力学,量子力学得以诞生。这段历史成了物理学史上最辉煌的篇章。量子力学的诞生使人类意识到了微观世界的能量传播是量子化,而这些能量的载体“光”的本性是量子的,从而为电磁场的量子化,以及量子光学的诞生提供了途径。
2、狄拉克的电磁场量子化思想
量子力学创立以后,最需要解决也是最有希望解决的问题就是光(电磁场)与物质(电荷)相互作用的问题。在最开始建立这些问题的理论时,用的都是半经典方法。即原子系统采用薛定谔方程,电磁场仍然采用经典的麦克斯韦方程组。然而半经典方法在处理比较弱的电磁场的时候会无能为力,因为麦克斯韦方程组只适用于近似描述较强的光场,较弱的电磁场已经凸现量子性,因此急需对电磁场进行量子化。
1927年,英国物理学家狄拉克将电磁场进行了量子化,从理论上给出了爱因斯坦光量子假说的标准数学形式。对电磁场的量子化过程称为“二次量子化”,二次量子化给出了光场的粒子数表象,在此基础上后人成功建立了量子电动力学,成为量子场论的开端。狄拉克因为在量子力学上的贡献与薛定谔一起获得了1933年诺贝尔物理学奖。
电磁场量子化是物理学史上一个重要思想,它不但标志着量子光学的真正开端,而且通过粒子数表象将光子数不守恒推广到电子和其它粒子上,粒子数已经不再守恒,粒子之间会互相转化,粒子成为自身量子场的激发态,这些思想的出现对于人类认识微观世界是一次重要的进步。
从此光与物质相互作用有了更本质更精确的全量子理论,解决了半经典理论所不能解决的问题,量子光学开始走上物理学的历史舞台。
第二章 光的相干性量子理论出现和激光的诞生
1、光的相干性量子理论和利用光的量子本性解释宏观现象的思想
量子光学真正成为一门学科,很大程度上要归功于一位物理学家——约翰·格劳贝尔。
早在20世纪60年代初,格劳贝尔就认为量子化的电磁场并不能代表光的一切性质,大量光子的集体行为于普通光子有很大的区别,应该更好地发展量子理论来探索光的本质,从而开创了建立量子光学的里程碑式的研究工作。
1963年格劳贝尔就通过自己工作成功地应用量子理论来解释了一些光学现象,他在《物理评论通信》上发表了研究论文,此后又在《物理评论》等杂志上发表了几篇相关论文,创造性的提出了“光子的相干性量子理论”。该理论成功的描述了光量子的运动规律,揭示了光量子的特性,以及大量光量子如何互相影响他们之间的运行方式,产生“干涉”现象等等。格劳伯的这些论文,奠定了量子光学学科的理论基础。
格劳贝尔科学思想的意义在于第一次创造性提出了用量子本性解释光宏观现象,这种思想不但给出了光的一切宏观现象的量子本质,并且对光的量子本性也是一个最好的证明。通过光的相干性量子理论,人类可以研究光子大量的非经典特性,从而开拓更多的研究领域以及应用领域。
格劳贝尔因为对量子光学领域的开创性工作而获得了2005年诺贝尔物理学奖,在他获奖的时候,量子光学已经成为了物理学一个非常重要的分支。
只有频率相近的光子才会发生显著的相干现象,即光子单色性越好,密度越高(光强越强)相干效果越好。但是在20世纪60年代以前,人类很难找到光强和单色性好都十分好的光源,格劳贝尔的思想以出现便有英雄用武之地,关键是人类在二十世纪60年代有一个可以称作科技里程碑的发明——激光。
一个科学思想的命运往往决定于它的时效。激光的出现给了格劳贝尔科学思想最好的一个舞台。激光与自然光相比,具有方向性、单色性和相干性好而亮度极强等特点。激光的这些特点正是有别于自然光之处,激光的相干性要远远强于自然光。科学家也正是利用这些激光的优点把激光广泛地应用于自然科学的各个领域,为人类造福。我们接下来要用大量文字通过探讨激光发展史,从而探讨激光的出现和应用如何导致了量子光学领域科学思想的进一步变迁。
2、激光的出现以及对量子光学领域科学思想的影响
在玻尔关于原子内能级跃迁理论诞生不久,爱因斯坦就给出了受激吸收和受激辐射以及自发辐射的速率方程的经典形式,这个方程的基本思想就是区分受激吸收和受激辐射和自发辐射三种现象,将受激吸收和受激辐射看成是对等地位,爱因斯坦的这个科学思想第一次让人认识到了原子内能级跃迁的动力学规律,预言了受激辐射的存在,因此被认为是激光理论的开端。
但是在此之后的40多年里,一直没有人在实验室证实受激辐射的存在。直到20世纪50年代由于无线电技术的迅速发展,肖洛和汤斯根据爱因斯但的理论,将电磁波的研究范围从短波扩大到微波波段,研究成功了当时被称为MASER的一种仪器,即微波激射器,又称微波量子放大器,这种设备可以使微波波束趋于集中。1958年,他们又将微波激射器原理从微波扩大到了光谱波段,提出了激光器理论。与此同时,还有几个科学集体在尝试实现微波的放大。在苏联的莫斯科,列别捷夫物理研究所普洛霍洛夫和巴索夫的小组一直在研究分子转动和振动光谱,探索利用微波波谱方法建立频率和时间的标准。他们认定,只要人为地改变能级的集居数就可以大大增加波谱仪的灵敏度,并且预言,利用受激辐射有可能实现这一目标。他们也用非均匀电场使不同能态的分子分离,不过他们的装置比汤斯小组的晚了几个月才运转。
1960年梅曼成功地应用人工合成的淡红色宝石晶体制造出世界上第一台激光器,为输出波长694.3纳米,脉冲能量为400兆焦耳的相干光,被称作“激光”。为了表明其威力,梅曼用毫米波的脉冲激光在一打剃须刀片上成功地进行了一次钻孔实验。之后的4年里,激光器家族又相继出现了许多种类型:1961年加瓦等研制成功了波长1150纳米的近红外线的氦氖激光器;同年,约翰逊发明了掺铷钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器;1962年,贝恩特研制成功了波长为488纳米的氩离子激光器;1964年,佩特等又发明了二氧化碳激光器。随后多种固体、气体和半导体激光器相继问世,标志着一门新兴学科——激光技术的形成。
1964年,汤斯、普洛霍洛夫和巴索夫因为微波激射器发明和激光器的思想而获得诺贝尔物理学奖。1981年,肖洛和布洛姆伯根也同样因为激光的发现和激光光谱学的贡献获得了诺贝尔物理学奖。
激光技术可以说是20世纪人类最伟大的发明之一,重要性丝毫不亚于半导体技术,二者并称为20世纪人类第三次科技革命的代表。在激光器出现不久,激光技术就应用到了人类生产生活各个领域。从激光通信大激光材料加工,从激光全息照相到激光医疗,从光存储技术到激光武器,甚至到激光受控核聚变的研究,激光已经成为了人类社会必不可少的高新技术,推动着人类文明进程。
正因为有了激光,量子光学研究从理论预言进入了一个全新的时代:物理实现。量子光学学科的基本思想也从利用量子力学原理解释光的特性和揭示光与原子相互作用的量子现象,逐步过渡到了利用激光这样高亮度,高相干,高单色性和方向性的光源进行各种物理实验。利用激光可以在实验上观测量子光学预言的各种现象,并相应开发出各种基于激光器的技术来改变人类的生活。
可以说,激光的出现使量子光学的基本思想从研究光量子的本性逐渐过渡到了利用光量子的特性来发展各种技术,为人类造福。量子光学从一门理论为主的学科逐渐成为了一门以实验为主的学科。量子光学研究也在人类科技进城中发挥越来越重要的作用。可以说激光技术彻底改变了量子光学这门学科的思想,使得量子光学科学思想从理论性彻底变为了实用性,意义深远。
第三章 从物质对光的控制到用光来控制物质的思想变迁。
1、激光冷却——用光控制物质思想的出现
长久以来,光与物质相互作用的研究主要的都是研究如何用物质如何对光施加作用。如各种透明介质对光的反射、折射;各种介质对光的吸收和辐射;以及光在各种介质中色散,瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射等等。
在各类光学实验中,用各种不同性质的光学晶体可以有效控制光的相位,选择光的偏振态,甚至可以用电光晶体或声光晶体调节光的频率。通过各种透镜,反射镜和分光镜,甚至光纤的出现,人们可以按需要随意设计出各种光路来控制光的运动方向。总而言之,光与物质相互作用的研究和应用一直局限在物质对光的作用和控制上,人类用各种光学介质对光作用来控制光的状态和运动
做一个比喻,如果把光比喻成一条流淌的河流,那么人类长久以来的光与物质相互作用研究局限在物质对光的作用和控制上,如同只为这条河流疏沟通渠、改变航道,或者修坝筑栏、控制河水的流速和流向。而光对物质的作用就像涓涓细水冲击河岸一样,不痛不痒,仅仅在金属接收电磁波或者光电效应的时才能感受到那微弱的作用信号。
人类很难想象在那涓涓细水上能够泛水行舟,随波逐流。除非它是一条气势磅礴的大江大河,人类才能在上面百舸争流,利用滚滚江水输送大量物资。直到激光的出现,人类终于找到了这条气势磅礴的大河,用光来控制物质运动的思想也顺理成章得以实现。
用激光来控制物质运动,首先想到的自然是控制游离态的中性原子。于是量子光学研究中的一个重要成果“光场与二能级原子的相互作用”成为了激光操控原子的物理基础。这里用到了建立理论模型最常用的简化思想,即将原子系统简化为二能级原子,突出主要矛盾,从而建立激光俘获和冷却过程简明的理论模型
激光俘获中性原子的思想最早由莱托霍夫在1968年首先提出,他指出用非共振的激光驻波场可以限制低速中性原子的运动范围。激光俘获中性原子的思想由朱棣文在1986年首次在实验上得以实现。莱托霍夫同时提出了激光俘获并操纵微小颗粒运动的“光捏”技术,成为激光操纵宏观物质思想的典范。
激光冷却原子的思想最早由肖洛和汉施在1975年提出,这个思想也是激光控制物质中最重要的思想。他们二人虽然后来将主要研究方向转到激光精密光谱学上,并因为在那个领域的贡献分别获得了1981年和2005年诺贝尔物理学奖,但二人在激光冷却和俘获中性原子的开创性思想是极其重要的,随后美国和苏联陆续开展了激光对原子减速的实验,都获得了成功。
真正意义上将原子冷却到较低温度的思想是朱棣文提出的“光学凝胶”,即依靠原子运动方向上激光的多普勒频移,利用原子对运动方向更强的吸收来对原子进行三维冷却。他在1985年首次实现了光学凝胶冷却,随后菲利普斯和科恩塔努基实验中先后获得了低于原子多普勒冷却极限的温度。这个与现有理论相违背的结果,使三人了解到在这背后有另一种激光冷却规律。终于他们发现实验采用的线偏振光存在一种新的冷却机制,它会将原子冷却到更低的温度上。科恩塔努基最终给出了这种“偏振梯度”冷却的模型。三个人也因为激光冷却技术的开创性贡献获得了1997年诺贝尔物理学奖。
激光冷却技术是激光对原子操控思想的一个里程碑,在微观尺度上操纵原子分子,按人类的意愿改变原子分子间的排列组合,长久以来是人类的一个梦想。在凝聚态物理领域前沿的表面物理中,依靠扫描隧道显微镜技术可以移动和控制一些原子的位置,但无法脱离样品表面完成对原子分子的俘获。激光冷却技术恰恰弥补了这个缺陷。可以利用激光俘获我们需要的原子,再用激光将其输送到需要的地方,组合成新的分子或凝聚态物质。甚至可以利用激光俘获大生物分子如DNA等,取代上面某些原子,从而改善动物或人类的基因。毫无疑问激光操控物质的思想将引来人类科技史上的一次重大进步。
2、激光冷却技术对量子光学科学思想变化的作用
激光冷却技术的出现进一步拉近了原子分子物理和量子光学的关系,二者已经密不可分,合并成为物理学里仅次于凝聚态物理的第二大领域——原子分子与光物理。
量子光学领域的学者们也有大部分同时成为了原子物理和量子频标的专家,量子光学从一门专门研究光的量子性的学科,逐渐演变为融合冷原子物理,量子频标等多个研究领域的大学科。在某种意义上,量子光学甚至成为了原子分子物理与光物理交叉部分的代名词,成为了原子分子与光物理里面覆盖面最广,最有潜力的一个领域。
1995年,美国科学家康奈尔、维曼以及德国科学家凯特勒利用激光冷却技术使获得了超低温的玻色——爱因斯坦凝聚。他们也因为这一贡献获得了2001年诺贝尔物理学奖。玻色——爱因斯坦凝聚使人类第一次观测到了物质的宏观量子特性,量子光学的研究者们也布再拘泥于研究光子的波动性,他们可以根据玻色——爱因斯坦凝聚显示出来的原子物质波相干的方法来制造有着不一样特点的相干测量设备。
激光冷却技术使人类对单个原子的量子态操控成为了可能,因此冷原子成为了最有可能实现量子计算机的途径。量子计算的物理实现是量子信息技术面临的最大难题。物理学家曾尝试多种方案,但都无法有效克服系统退相干的问题。冷原子由于相干时间长,量子态更利于操控等优点,已经成为量子计算首要的候选者。量子计算机的出现将是人类科技的一次重要革命,将标志着人类全面步入信息时代,未来的量子芯片很可能是囚禁在某个光子晶体内的冷原子系统,这将是激光冷却思想研究对人类文明最辉煌的贡献。
总结
一百年以来,量子光学的学科发展轨迹由上述一个个全新的科学思想组成,他们决定了这门学科的命运。我们可以用下面的流程图表示这个发展过程:
光量子假说 → 原子定态能级跃迁思想 → 受激辐射思想
↓ ↓ ↓
电磁场量子化思想 激光冷却技术的思想 ← 激光的诞生
↓ ↓
光的相干性量子理论 → 21世纪量子光学
通过图示可以看出量子光学科学思想发展发展呈两条线索,一条是研究光的量子性,另一条是研究光与物质相互作用的量子性,两者构成了当今量子光学领域的主要内容。
任何学科的发展都有着它自己的一套科学思想变迁轨迹,而正是由于一个个思想的变迁过程,这门学科才会得以发展。量子光学历经了一百个春秋,已经发展成为物理学非常重要的一个研究领域。相信在未来的日子里,量子光学领域会有不断的科学思想出现,沿续着这一轨迹。量子光学也会凭借这样一个个创新的科学思想不断出现,不断地发展壮大,不断地扩展自己的研究领域,不断地转化为生产力,不断地为人类文明发展做出伟大的贡献。
申请马普
从7月份联系马普学会量子光学研究所量子动力学小组,8月份焦急的等待,到9月份在中科院教育处网页上第一批录取里发现了自己的名字,9月底有突然收到E-mail才知道自己被拒,到10.1时候联系马普国际学校光子学和信息学的所长王力军教授(2000年做出光脉冲经过铯原子反常色散导致群速超光速实验,声名一时),依靠我的导师王先生的推荐,最终被王力军教授接纳,同意访学一年。整个过程可谓一波三折。还好没有浪费这次难得的机会,整个2007年很可能都要在德国度过了。
虽然没有去成慕尼黑(德国的科技中心,马普学会总部所在地),不过在埃而兰根和纽伦堡这边做一年研究也不错,研究的方向和我这边的方向更为接近一些。 一周骑车去了同济的嘉定校区两次参加大公司的宣讲会,寻找帮凤儿投简历的机会。企业要的都是engineer, not scientist。于是一次会后直接去问了惠普中国管研发的Justin,他告诉了我一个事实,中国确实是底技术含量劳动力的市场,高端的技术研发很少放放在中国,想进这些大企业就要自己转行去闯喽,毛遂自荐不走正规流程才行,唉。
前天办好了护照,马普那边通知我OFFER已经写好,不知道寄出来没有。该抓紧时间申请签证了。手头的时也很多,有一篇文章急需搞定,看来要抓得更紧了……和凤儿一起努力!
立贴以励志,抓紧!抓紧!我们的未来充满希望:)
大约在冬季
词 曲:齐秦
轻轻的我将离开你
请将眼角的泪拭去
漫漫长夜里未来日子里
亲爱的你别为我哭泣
前方的路虽然太凄迷
请在笑容里为我祝福
虽然迎著风虽然下著雨
我在风雨之中念著你
没有你的日子里
我会更加珍惜自己
没有我的岁月里
你要保重你自己
你问我何时归故里
我也轻声地问自己
不是在此时不知在何时
我想大约会是在冬季
不是在此时不知在何时
我想大约会是在冬季
精密频率测量技术:从微波频率到可见光频率
精密频率测量技术:从微波频率到可见光频率
频率一直是电磁波最重要的参数之一,电磁波在根据频率由小到大分为了无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,X射线和г射线。每一个频段的电磁波的研究都对人类科技发展起着至关重要的作用,电磁波的频率所对应的时间也成为了人类计量的最新标准。
人类对电磁波频率的精密测量源自20世纪50年代的微波频率测量,那个时候随着原子能级结构的深入研究,以及不久后微波激射器(Maser)的出现,人们能够获得频率分布很窄的微波辐射。美国物理学家拉姆齐(N. F. Ramsey)在1950年提出分离了振荡场方法,解决了原子钟设计里的关键问题,创制了铯原子钟。1960年他又提出并建造了氢微波激射器,也就是氢原子钟,使计时的不确定度下降到10-12。拉姆齐因此获得了1989年诺贝尔物理学奖。
20世纪60年代激光器横空出世,人类又可以获得频率分布很窄的可见光辐射(单色光),随后美国的霍尔(John L. Hall)和德国的汉施(T. W. Hansch)各自发明了“光梳”技术,从而可以精确测量激光频率。二人也因此获得2005年诺贝尔物理学奖。
两次诺贝尔奖,三位伟大的实验物理学家,电磁波频率精密测量成了实验物理学一个重要的组成部分。它决定着人类能够测量的时间与空间精度,决定着人类科技的发展水平。
一、拉姆齐与微波频率精确测量
拉姆齐的导师拉比(I. I. Rabi,1944年诺贝尔物理学奖)用量子力学的含时薛定谔方程计算二能级与光场相互作用,得到了二能级原子跃迁的动力学过程,在频谱上显示为拉比振荡。取拉比频率与相互作用时间乘积为π,拉比振荡谱线的峰值便和光场频率精密对应。
原子与微波谐振腔相互作用时,谐振腔的尺度和形状受微波的频率、场分布均匀性的要求限制,而且原子的速度又无法任意控制,这就决定了不可能通过提高微波与原子的作用时间降低谱线宽度。于是拉姆齐受到麦克尔逊干涉仪的启发,发明了了分离振荡场的方法,就是让原子与微波腔作用两次,作用的时间都是t,两次时间间隔为T,然后探测跃迁信号。
如图,原子经过与微波腔两次作用,拉比振荡信号相互干涉,产生拍频信号,即拉姆齐谱线。当T>>t时,谱线中心峰值宽度由T确定,T越大,峰值宽度越窄,测得的频率精度也就越高。
拉姆齐的分离振荡场测量方法无疑是人类测量技术的一个重要里程碑,这项技术直接导致了原子钟的诞生,给定了人类新的时间标准:一秒钟为铯Cs原子精细能级跃迁频率的倒数。铯原子微波频率标准成为了未来可见光波段频率测量技术的基准。
二、光学频率梳技术与可见光频率测量
可见光频率测量方法最早是从铯Cs 原子精细能级跃迁频率开始(微波),经过一系列保持相位锁定的微波谐波振荡器和特殊激光器,将被测光学频率与Cs 原子微波频率标准连接起来,从而实现对光学频率的绝对测量。 然而这种测量方法由于激光器太多,激光间的相互转化积累误差太大,实用性极低,测量精度非常差。
随着基于锁模飞秒脉冲激光的光频梳技术的出现,光学频率的直接测量成为了现实。光学频率梳技术即在时域内锁模飞秒脉冲激光器输出的一系列等间隔的超短脉冲,脉冲宽度为几到几十飞秒,重复频率为几百MHz到几GHz。在频率域内其光谱是由一系列规则等间隔光谱线组成的光梳,每个梳齿之间的间隔精确的等于飞秒激光器的重复频率。光梳技术实现了铯原子的微波频标与光学频率的直接连接。一台锁模飞秒脉冲激光器就实现了从近红外到可见光区域的所有光学频率的直接绝对测量。

用铯Cs原子的微波频率与临近的光梳齿的频率拍频,从而求得光梳齿的频率基准,利用该基准加上若干个光梳齿间频率间隔,求出与待测光频率相邻的光梳齿的频率,再用两者拍频信号结果反向求出待测光频率,从而测得和Cs原子的微波频率几乎同样精度的激光频率。
霍尔和汉施二人因为在这个领域的开创性贡献二获得了2005年诺贝尔物理学奖。可以肯定的是,人类对电磁波频率精确测量的路还远远没有走完,更高频率(紫外线、X射线等等)电磁波的精确频率将在人类认识微观世界中发挥不可替代的作用,人类的计量标准也将一次次不断被刷新,一次次建立更为“高,精,尖”的科技领域。
冷原子物理的意义
前几天受邀为东方科技论坛写的科普:
冷原子物理的意义
按照人类对微观世界的认识深入程度划分,当代物理学有三个最主要的研究领域,即粒子物理,原子分子与光物理(AMO)和凝聚态物理。这三个领域的物理学家瓜分了决大多数20世纪50年代以来的诺贝尔物理学奖。
就这三个大领域的基础性和应用性来说,原子分子与光物理领域介于其他两者之间。它没有像粒子物理物理那样需要依靠大型实验设备展开基础性探索工作,也没有像凝聚态物理那样把更多的研究方向瞄准于可遇见的应用。因此在原子分子与光物理领域中,许多研究方向的现实意义并不为人所熟知,激光冷却技术和冷原子物理就是其中一例。
作为这个大领域的最热门方向之一,激光冷却技术冷原子物理领域曾在5年内诞生了两次诺贝尔物理学奖,分别是1997年朱棣文(S. Chu), 科昂-塔努基(C.Cohen-Tannoudji)和菲利普斯(W. Phillips)因发明了激光冷却技术而获奖;以及2001年维曼(C. Wieman),康乃尔(E. Cornell), 和凯特勒(W. Ketterle)利用激光冷却技术获得玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)而获奖。就连2005年诺贝尔物理学奖的获奖成果也与冷原子物理紧密相关,获奖人之一的汉施 (T. Hansch)也曾是激光冷却思想最早的提出者之一。
一个小小的研究领域能这样受到重视,它深层次的研究意义分不开的。冷原子物理领域的开创者们也许不会想到,依靠激光冷却技术获得的超低温原子因为有着其他状态的物质(常温原子)所没有的优势,在可预见的未来将对人类文明发展起到十分关键作用。
一、可观测相干的物质波波长
微观世界的粒子都具有波粒二相性。德布罗意波(物质波)波长λ=h/mv,与粒子的动量呈反比。室温原子因为平均速度达到几百米每妙,其德布罗意波长为很小,大约为10-12米量级,原子大多处在不同的量子态上,相干长度很短,难以形成干涉。冷原子最低温度可达到几个纳K,平均速度可达到几厘米每秒,德布罗意波长约为10-7米量级,相干长度很长,能够宏观观测到相干现象。当碱金属原子被大量冷却到最低能态上从而产生玻色-爱因斯坦凝聚时,这些最低能态原子会产生物质波干涉,这是人类第一次观察到事物粒子的物质波干涉现象。
主要应用领域:原子干涉仪。
干涉测量技术目前普遍采用的是两束激光之间的干涉。由于光子基本不受重力影响,难以用激光精确测量重力。原子受重力作用十分明显,因此原子干涉仪可以有效低测量重力微小变化,以及引力波等等,将是未来航空航天技术必不可少的设备。
二、精确的能级结构
原子间的碰撞是原子能级的宽度增宽的主要因素。冷原子由于速度很小温度很低,原子间的碰撞远远少于热原子,因此能级宽度远小于热原子,具有更精确的原子能级结构和更窄的跃迁光谱,这对原子能级以及各种常数的精确测量具有重要意义。国际上已开展冷原子激光放大器的研究,获得了线宽远非常窄,单色性非常好的激光谱线。
主要应用:冷原子钟
原子钟的精度取决于原子能级的精确程度。目前原子钟主要采用原子精细能级跃迁作为频率标准。由于冷原子的能级精度远远优于热原子,冷原子钟会输出更为精准的频率,因此会将人类的时间精度大幅度提高,对人类的时间标准和距离标准起到革命性的改进,是未来全球定位系统和宇宙空间定位系统的核心技术。目前欧洲“伽利略”全球定位系统计划决定逐步采用冷原子钟,美国也计划应用冷原子钟来大幅度改善GPS系统的性能。冷原子钟的研制将有着极其深远的军事和科技意义。
三、单原子的俘获及操控
在微观尺度上操纵原子分子,按人类的意愿改变原子分子间的排列组合,长久以来是人类的一个梦想。在凝聚态物理领域前沿的表面物理中,依靠扫描隧道显微镜技术可以移动和控制一些原子的位置,但无法脱离样品表面完成对原子分子的俘获。激光冷却技术恰恰弥补了这个缺陷。例如我们可以利用激光俘获我们需要的原子,再用激光将其输送到需要的地方,组合成新的分子或凝聚态物质。我们甚至可以利用激光俘获大生物分子如DNA等,取代上面某些原子,从而改善动物或人类的基因,这将引起分子生物学上的一次重大革命。
目前德国马普学会量子光学研究所(MPQ)的科学家在欧洲核子中心(CERN)启动了一个项目,内容是利用激光冷却技术俘获反氢原子,研究它和氢原子间的异同。这个项目成功之日将是人类控制并利用反物质的开端。
四、量子态操控
冷原子由于运动速度很慢,能级结构稳定,因此相比热原子具有更为明确的量子态。更利于对它的量子态如外层电子自旋,原子磁矩等等进行控制。同时冷原子量子态的变化可以反过来控制光信号,完成信息处理过程。目前较为成熟量子态控制的有冷原子电磁感应透明(EIT),相干布居数囚禁(CPT)等等
主要应用:量子计算机
量子计算的物理实现是量子信息技术面临的最大难题。物理学家曾尝试多种方案,但都无法有效克服系统退相干的问题。冷原子由于相干时间长,量子态更利于操控等优点,已经成为量子计算首要的候选者。量子计算机的出现将是人类科技的一次重要革命,将标志着人类全面步入信息时代,未来的量子芯片很可能是囚禁在某个光子晶体内的冷原子系统,这将是冷原子物理研究对人类文明最辉煌的贡献。
除了上述几个方面,未来冷原子物理的研究有可能在其他领域发挥同样的作用,全世界都在不断加大对冷原子物理的研究的投入,相信冷原子物理将大大推动人类文明进程,在人类社会中发挥越来越重要的作用。
九维空间
中国科学院上海光机所量子光学实验室
花香
凤儿喜欢的歌:)
《花香》
作词/陈信荣 作曲/周传雄
演唱/许绍洋
风,没有方向的吹来
雨,也跟着悲伤起来
没有人能告诉我
爱是在什么时候悄悄走开
风,伴着花谢了又开
雨,把眼泪落向大海
现在的我才明白
你抱着紫色的梦选择等待
记忆是阵阵花香
我们说好谁都不能忘
守着黑夜的阳光
难过却假装坚强
等待的日子里
你比我勇敢
记忆是阵阵花香
一起走过永远不能忘
你的温柔是阳光
把我的未来填满
提醒我花香常在
就像我的爱
风,伴着花谢了又开
雨,把眼泪落向大海
现在的我才明白
你抱着紫色的梦选择等待
记忆是阵阵花香
我们说好谁都不能忘
守着黑夜的阳光
难过却假装坚强
等待的日子里
你比我勇敢
记忆是阵阵花香
一起走过永远不能忘
你的温柔是阳光
把我的未来填满
提醒我花香常在
就像我的爱
记忆是阵阵花香
我们说好谁都不能忘
守着黑夜的阳光
难过却假装坚强
等待的日子里
你比我勇敢
记忆是阵阵花香
一起走过永远不能忘
你的温柔是阳光
把我的未来填满
风吹起花的香味就像你的爱
老歌,但歌词很棒!在可能分离两地的日子里,我们也会守着紫色的梦想一起等待,等待充满阳光和花香的未来。
改编鬼故事
一对夫妇平时总吵架,一次两人又吵起来,丈夫一怒之下杀害了妻子,然后把她的尸体埋在了后院子里。过了几天,男的觉得很奇怪,为什么这几天孩子都没有见到妈妈却一点也不问自己呢?于是有一天他就问孩子:”这几天你妈妈不在家,你怎么一点也不着急呢?“ 孩子答到:"我觉得好奇怪啊,为什么爸爸你这几天一直背着妈妈呢?"
最近在网上无意中看了很多恐怖的东西,弄得心理受很大刺激。当然看得不是指鬼故事的恐怖,而是指一些残害亲人的恐怖。夫妻因感情纠纷杀害对方乃至碎尸惨案,父母残害子女,子女残害父母,一个个让人发指!!!深感人性的泯灭!!!
昨晚做梦梦到在创作剧本。梦里突然想到了这个鬼故事,当时想将其改编成一个短篇,用以警醒世人,杜绝此类惨剧发生。醒来突然有了思路,决定写出来。
夜半,一阵猛烈的争吵声划破寂静猛然而至,8岁的小明吓得哆哆嗦嗦躲在被窝里不敢出来,隔壁屋爹妈又打起来了。
“竟敢背着我和男人通奸,妈的!老子杀了你这个淫妇!”
“大明!你他妈不是人!我后悔嫁给你这种禽兽!!!”
…………
屋里的东西摔得满地都是,夫妻二人又恢复了平静。
大明是个没出息的男人,在外面混得很窝囊,回来经常拿老婆孩子出气。大明的老婆阿娥忍受不了这种生活,多次想离婚,可因为小明的存在,一直默默忍受着。终于有一天,阿娥遇到了镇里一个很有能耐的人,是大明的同学大黄。
大黄是个花花公子,喜欢背着老婆在外到处招惹女人,甚至对老同学的老婆也不放过。就这样,阿娥和大黄背着大明在外面通奸。直到有一天,大黄外出干活忘了东西,回来取的时候捉奸在床。窝囊的大明居然不敢得罪有权有势的大黄,认为责任全都在他老婆的身上。就这样,阿娥开始了她更为苦难的日子。
今晚这次彻底的争吵和打斗,让阿娥下决心离婚,她用带伤的双手在收拾着属于自己的东西。
大明摸着菜刀,想着小时候宰杀小动物的过程,一股邪念油然而生……
“大明,你干什么?!……”就在阿娥回头的一刹那,惨剧发生了……
随着一声尖叫,屋子里传来了永久的宁静。满手是血的大明在院子里用力地刨着坑,残忍地将阿娥的尸体肢解掉,埋在原子里各个角落……
过了几天,大明一直没有睡觉,内心的恐惧已经牢牢笼罩在他的身上,身体变得僵硬,呆呆地坐在院子里,看着小明在玩耍。
突然,大明发现没有了妈妈,小明却还一副若无其事的样子,于是惊异地问道:“小明,这几天你妈妈不在家,你怎么一点也不着急呢?”
小明答到:"我觉得好奇怪啊,为什么爸爸你这几天一直背着妈妈呢?"
大明顿时头脑一片空白,浑身冷汗……不!流出的不是汗!是血!鲜红的血!
晚上,小明睡着了。在恐怖和悔恨中活着大明去院子里挖出了阿娥的头,捧在手里眼睛直直地望着头已经开始腐烂。
“老婆!我对不起你,我不是人,我知道你冤魂不散,那带我一起去吧!!!”
“你确实不是人!!!”腐烂的人头突然睁开双眼,开始说话。大明吓得将它掉在了地上。
“大明!你已经死了!在你动邪念杀我的那一刻!你已经是个鬼了!你的身体已经是死尸了!”
随着地上人头的话语,大明身体突然开始腐烂,发出一股恶臭,肉里,眼睛里,耳朵里,鼻孔里爬出无数条蛆虫,在慢慢咀嚼他一身的腐肉……
大明摊倒在地上,用手去够阿娥的头。原子里的地慢慢陷开一个坑,他们一起落了下去……
十年后
小明18岁生日,在家里开了个PARTY,同学门玩得很尽兴。有同学问:“小明,怎么来玩总看不见你父母啊?”
“他俩啊?怪得很,不怎么和外人打交道,天天鬼鬼祟祟的,呵呵”
“小明长大成人了,过了今晚他就看不到我们了”
“是啊!孩子大了,我们终于可以想办法投胎了”
“你做了几十年的人,还不如这十年做鬼做得好!死大明”
“人死一次什么都明白了,可为啥活着得时候啥都不懂呢?有条命多不容易啊!老婆,我就要下地狱受刑了,我在你身上犯下的罪孽几辈子也还不清啊!”
“知道我被你杀了之后为什么一直躲在你背上吗?大明”
“为啥?”
“因为我活着的时候你从来没有背过我,连嫁给你的时候都没有。我很羡慕人家老婆被男人背着,所以死了之后第一件想做的事是要你背我,永远不下来!”
“我欠你太多了,老婆!来世再还吧。没准儿……没来世了,听说做这十年是孤魂野鬼是要以后在永远炼狱换来的,我的罪恶没法还清,永世不得超升”
“不过你把小明从小教得很善良,一点也不像你,这也够了。时间快到了,咱们走吧"……
“爸!妈!”你们跑哪里了?
小明从此再没见过他父母。
后来为了去上学只好卖掉了家里房子,在新主人动工时,从院子里挖出了一具尸体,手里抓着一个骷髅头。鉴定死亡时间是10年……
一将功成万骨枯
前段时间和summit一直在轮流打《真·三国无双》,将喜好的将领练得个个百万军中取上将首级如探囊取物一般,遂被小马哥问曰:“游戏玩得这么爽?是不是人类都喜好屠戮同类啊?”
“鬼话!”,虽然这是变态日本人做的游戏,不过游戏本身根本不血腥,都是华丽的格斗招式,相比CS和一些变态网游来说,内容上健康多了。
可是历史中呢?杀一个人是杀人犯,杀一万个人就成了英雄。一吕二赵三典韦,四关五马六张飞,他们威风凛凛得背后流淌了多少献血,作为政治工具,多少冤魂惨死在他们手下,无从得知。
政治!无论有多么冠冕堂皇,它的手段都是肮脏的。
战争!无论有多么义薄云天,它的手段都是残忍的。
泽国江山入战图,
生民何计乐樵苏。
凭君莫话封侯事,
一将功成万骨枯。
——曹松《己亥岁》
一将功成万骨枯,仅仅七个字将战争的本质表现的淋漓尽致,一个个强大政权的建立,一次次强大版图的扩充,都是以无数的生命作为代价。历史记住了征服者,记住了杀人的人。却忘却着这些惨死的生命,忘却着他们的冤魂。
中华五千年的历史长河中,三国时期的风云人物与许多乱世英豪相比不过是小巫见大巫。若不是一部夸张的小说所铸,他们的知名度恐怕大打折扣。西楚霸王项羽,才堪称中国历史上头号英雄,一将功成万骨枯的典范。力拔千军气盖世。破釜沉舟,尽灭秦军主力,独霸天下。兵败后演绎霸王别姬,不肯过江,最后自刎,以最男人的方式离去。他是一个完美的战神。可在这背后,是他的残暴,对生命的肆意的屠杀,是他用沾满无数鲜血的双手断送的自己。
冉闵战败被俘,慕容后斥责他:“汝奴仆下才,何得妄称帝?”闵曰:“天下大乱,尔曹夷狄禽兽之类尤称帝,况我中土英雄,何为不得称帝也!” 五胡乱华,残忍的北方游牧民族秉承着狼的血性屠戮中原,建立政权。本为晋将之子,被胡人养大,武力堪比霸王的冉闵终匿得复仇良机,称帝后用更残忍的方式屠戮中原胡人。历史上对这个人物争议颇多,教科书中往往将其隐去。未功成而枯万骨,于是少有人愿意把这个残暴的屠夫称为英雄。
可是成吉思汗呢?”人生最大的快乐莫过于到处追杀敌人,抢夺他们的土地财富,听着他们的妻儿哭泣。”这是这位侵略者血淋淋的变态独白。作为人类历史上四大征服者之一,人性上他是个不折不扣的杀人狂。那么亚历山大,恺撒,甚至穆罕默德的子孙们又何尝不是这样呢?
一将功成万骨枯!历史长河中普通人的生命显得那么轻如鸿毛不值一提。他们每个人的喜怒哀乐,每个人的家庭幸福都显得那么微不足道。战争回无情地把他们摧毁碾碎。
乱世如此,盛事有有何两样?暴政依然存在。官逼民反,历史学家对农民起义推崇倍至,起义的目的都是正义的。可每个起义到了最后,又都是无情的杀戮,一种结局是又引入乱世,让更多无辜的百姓命丧黄泉。另一种结局是是一个统治者替代另一个统治着。
历史真像一个车轮,每转一个周期又回到起点;不同的是车轮碾过的地方在一次次增加,车轮上的血在一次次加厚。
如果没有文艺复兴,西方也许永远不能用理性来代替残忍,虽然他们现在也很残忍。
那么东方有什么呢?也许我们太忽视儒家思想对人性的正面作用了,我们传统道德观还是有很多可取之处。也许更多人相信佛教会避免更多残忍得杀戮发生,即使明明在骗人,但它能压制教化人类残暴的本性,它就是宝贵的思想。
纵观历史,也只有对侵略者的入侵的反抗,对残忍杀人狂的以暴制暴,才算的上正义。
很庆幸我们生活在一个相对高度文明的时代,虽然这个世界残忍的杀戮还在不断发生,新闻报道中充斥着灭绝人性的故事。
珍爱生命!无论彼此!人类最重要的权利就是生存权!
修手机
大前天把凤儿送上火车,顺便去复旦玩了一圈,看了看在那里读研的几个同学,当天手机没电了。第二天归来后马上把寝室的新电池换上,开始给凤儿发短信。
发到第三条,突然出现了一个奇怪的现象,手机信号突然消失,手机黑屏,然后信号重新出现后,写的信息都没了,反复N次,一条短信每每快写完就出现这种现象,然后死机。我的耐心在接受多次折磨后终于崩溃,决定去拿出去修手机了。
给凤儿打电话说明了情况,随后凤儿回短信告诉我能用的话先不要出去修,免得修不好出问题她在家这两天联系不上。
没错,她在家的日子里短信几乎成了我们唯一的联系方式,为了能看到她的消息,我坚决不能让手机远离。
于是为了避免死机我小心翼翼地把每条短信内容用异常简练的古文表达,这样字数很少。灵感完全来自网络流传的那句出自《左传》的话:“将食,涨,如厕,陷而卒。”8个子表达的含义用现代文至少能写出一段来,不得不佩服古文的信息率。如果当年发电报的时候人人都用这样古文,那么电报局惨了。现在还好中国移动不是按短信字数收钱,不然我也给它来这手。
第二天(昨天)情况更严重了,写几个字手机就黑屏,死机。愤怒的我冲进实验室旁边的电工房,拿起一把电烙铁插上电源,然后找把小螺丝刀开始拆。心想:“不就是修个手机嘛,俺这个高科技出身的还怕这小东西不成?打死也不让那些维修中心白赚我200块钱!”
说实话根本没修过手机,心理肯定没底,连问题出在哪里都不清楚,就胆大到拆开修了,回想起来真是英勇。
打开后发现以前维修过那一次痕迹还在,那个维修员打开了电路板上面的金属壳,却没给我焊结实。做过电路的人都知道外界电磁场对电路元件得影响有多大,一般用个很大的金属盒在外面当电磁屏蔽。手机里空间太小,而且现在天线一般也直接焊在电路板上,它接受和发射的电磁波对电路板上各个集成块的影响可是致命的。
我断定问题出在这里,就用粗烙铁小心翼翼给这个金属壳子焊结实。没有他们专门维修手机用的那种细烙铁,只好土炮当枪使了。
听筒连接电路板的线很细,不小心被我碰断了,手机的听筒一直有问题,于是我索性把线重新焊过一遍。
重新装好之后,我开始小心翼翼发写短信,写了好多字没有死机!当时真充满了成就感,实验物理中这些技能的训练真是另咱受益匪浅呀!
兴奋的给凤儿狂写短信。可惜好景不长,今天下午再一次出现了黑屏和死机的情况,而且愈演愈烈,到了晚上手机又陷于瘫痪状态。这一刻俺没有被绝望般的困难吓倒,满怀信心地拿起了螺丝刀和电烙铁。当时心中默念的真言是:“如果不是里面电子元件或软件出了问题,我又办法修!如果是电子元件或软件出了问题,维修的人也修不好,只能换新的件。”(今天做了个英文网站的智商测试,130,因此信心膨胀中)
检查发现,电磁屏蔽比较结实,电池接触不良,这也许会有影响。去检查电路板上电源借口的铁片,可铁片咋那么脆呢?一碰就断了!天啊!无奈之下我在铁片断口处涂上焊锡,焊锡由于表面张力结成的小球太粗,我就把铁片旁边的绝缘塑料拔了去。
弄半天,电源能用了,可修理时又碰断了听筒的线。豁出去了!把听筒两根洗线换了粗点的。还好后出现了最崩溃的事:听筒上是个微小印刷电路板,要把两根线接在微小印刷电路板铁片上,可铁片被烙铁烫掉了,这就是说我必须把微小印刷电路板上极细的线挂出金属面来连那两根线,简直是MISSION IMPOSSIBLE!
不知道试了多久,连一次,测一次,最后伴随着烤塑料的糊味竟然把它给连上了!
检查别的问题,重点弄好电源。不断重新装机,不好用就再猜开,一阵忙下来,手机电路板上已经被我弄的几乎面目全非,焊锡在金属壳上乱做一片。
最后一次装机,竟然好用了(不过电池要用东西挤压),给凤儿发出了一条短信,感觉像从战场拼命回来一样。
做了一年实验物理,最大的收获是对电子的东西了解了好多,什么东西都敢动手修了,YEAH。手机不知道还能坚持多久,1200买的,用了3年。现在新机器市场价格750左右,还值得动手修几次,不过看看里面被我弄得十分狼藉的电路板,应该没有能再修理的余地了,哈哈。
现在真想仰天狂吼:
凤儿
你快回来
我一人承受不来
你快回来
生命因你而精彩
你快回来
把我的思念带回来
别让我的心空如大海
后天凤儿就回来了,太好了!!!
游杭州归来
人天生有一种想赢得他人理解同情“分享”苦难的倾向, 所以往往经历苦难生活的人更容易成为成为大文豪,大作家。享受甜蜜幸福的嘛,根本不需要什么理解和同情,自己还享受不过来呢,顶多弄两首诗抒发一下就可以了,呵呵。
可惜回来这两天做梦总能重现游玩时的美景,为了表达与凤儿数日拖鞋步行共游西湖,北山,龙井村那种甜蜜和幸福,我只能作两句诗了,莫……拍砖。
山外青山园外园,
携手佳人山水间。
武穆祠前西子绣,
断桥湖边望荷莲。
第一句指我们上2006光物理暑期学校的浙大校园,和整个杭州城像一个大公园,外加山外山菜馆。后面就打油了。
江南绣色风光呀,上有天堂,下有苏杭。携爱人之手游苏杭,那就比天堂还天堂,是不是?等德国老板邮件中,他们果然也出去旅游了。一定要申请成这个机会。这一年探好路,以后带凤儿去欧洲旅游,嘿嘿。
齐达内结局不完美但完整了
齐达内结局不完美但完整了,这是昨天决赛齐达内头顶马特垃圾被罚下后,我最先想到的一句话,把它写到了QQ签名档里面。
论技术,他是当今足坛的王者;论荣誉,他已高处不胜寒;论生活,他是对家庭无比关爱的好男人;论性格,他不是神,只是个普通人。
马特垃圾什么样的言语会使齐达内如此动怒,可想而知不会是很简单的辱骂。对于意甲联赛中劣迹斑斑的他来说,这次成了意大利决赛的头号功臣,让人总觉得很别扭。
虽然越来越不欣赏意大利的球风,不过仍然祝贺他们夺冠!祝贺血性的齐达内,你选择了马拉多纳式的告别,你的人生有了残缺,不完美却完整了!也许这才是最完美的。
