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主题:【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

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      • 家园 此段是否翻译有误?

        “尽管相对论将彻底改变人类对时间和空间本质的理解,它不过是在普朗克关于光和辐射的量子理论的基础上做了进一步的发展,因此爱因斯坦将这一理论描述为“非常革命性的”,而不是相对的。爱因斯坦认为相对论其实只是对牛顿和其他前辈所建立起来的理论做了“修正”,但他关于光量子的概念则是一个全新的只属于他自己的发现,它意味着突破了以前的物理学体系。”

        这一段是说相对论不如光量子有革命性。“因此爱因斯坦将这一理论描述为“非常革命性的”,而不是相对的”。这个是否是指光量子理论?

        • 家园 多谢,已更正

          这一段文字是从句套从句,我读晕了。当时就觉得有点不对头,现在又仔细一看,的确是错了。

      • 家园 【原创】《量子》----第二章·专利奴隶(2)

        在当时,自从人们普遍接受光是一种波动现象这样的观点,半个多世纪已经过去了。在“对光的产生及变化的一种探索(On a Heuristic Point of View Concerning the Production and Transformation of Light)”这篇论文中,爱因斯坦所提出的观点是光并不是由波组成的,其基本组成单位是像粒子一样的量子。在普朗克对黑体问题进行分析时,他很勉强地引入的观点是:能量是以量子的形式,被一份一份地吸收或者释放出来。但是普朗克自己,正如其他众人一样,认为无论电磁辐射在与物质发生接触时是如何进行能量交换,它本身只是一种波动现象,爱因斯坦革命性的“观点”则认为:光,实际上所有的电磁辐射都不是波,而是能够被切分成微小的能量块儿,也就是光量子。在接下来的二十年中,至少在公开场合,只有爱因斯坦自己,没有任何人接受光量子的概念。

        从一开始,爱因斯坦就知道想让自己的光量子理论能够被大家认可,其难度不亚于攀登高山。这也是他之所以在自己的论文标题中加上“对......的一种探索(On a Heuristic Point of View)”这几个字。根据《简编牛津英语词典(Shorter Oxford English Dictionary)》,“Heuristic”被解释为“为得到结果提供服务(serving to find out)”。当物理学家们在解释光辐射现象问题正束手无策之际,爱因斯坦为他们提供了一种解释方法,但这一方法并不是从基本定律出发的。在建立量子理论体系的道路上,爱因斯坦的论文是一个方向标,但对于那些尚没有做好准备向此方向前进的旅人们而言,这个标志的意义有限,因为其指向与大家长期以来一直所认可的光是一种波动现象的理论背道而驰。

        在1905年3月18日至6月30日之间,《物理通报》先后接受了爱因斯坦的四篇论文,这些论文将在接下来的岁月中为物理学体系带来翻天覆地的变化。令人惊讶的是,在这一年中,爱因斯坦还抽出精力和时间为该学术期刊写了21篇书评。其实还有一件事情,他事先并没有告诉哈比希特,那就是他还写了第五篇论文。这篇文章中,他推出了一个尽人皆知的公式----E=mc^2。在1905年春夏时节的伯尔尼,爱因斯坦完成了他那一系列意义非凡的论文,在事后描绘这一波波蜂拥而来的灵感之时,他说自己的感觉“就像暴风雨突然平息下来”。

        马克斯·普朗克当时是《物理通报》的理论物理学顾问,他是第一批阅读“关于移动物体的电动力学特征(On the Electrodynamics of Moving Bodies)”这篇论文的人士之一。这一理论在第一时间就征服了普朗克,正是他而不是爱因斯坦后来将该理论命名为“相对论”。对于光量子理论,尽管普朗克强烈反对这一观点,但是他依旧为爱因斯坦的这篇论文的发表发放了通行证。当他这么做的时候,他肯定曾经质疑过爱因斯坦这样一位业余物理学家怎么可能写出如此杰出或者荒谬的论文。

        第二章·专利奴隶(1)

        第二章·专利奴隶(3)


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        • 家园 【商榷】最后一段有错译

          关于移动物体的电动力学特征

          一般译为:论动体的电动力学

          当他这么做的时候,他肯定曾经质疑过爱因斯坦这样一位业余物理学家怎么可能写出如此杰出或者荒谬的论文。

          As he did so he must have wondered about the identity of this physicist capable of the sublime and the ridiculous.

          此处大误,应译为:当他这么做的时候,他肯定想知道能写出如此非凡而又离经叛道论文的物理学家到底是谁。

          • 家园 第二段,你翻得更漂亮;第一段嘛.....

            再改进一下,我觉得这么翻比较好----“当他这么做的时候,他肯定产生过一丝疑虑,这位能写出如此非同凡响而又离经叛道的论文的物理学家到底是何方神圣?”

            第一段,一般力学里面很少说什么“动体”,而是“移动物体”。

            谢谢!

            • 家园 wonder在这里作好奇的意思

              质疑语气太重,而且结合上下文来说,普朗克并未质疑论文作者的身份,只是好奇作者是谁罢了。

              如果是质疑的话paper一般就会被审稿人给毙了。

              至于Zur Elektrodynamik bewegter Koerper,一般约定俗成是译为《论动体的电动力学》的,本身比较简洁,而且这篇文章太著名,用其他的说法会有点不习惯。

              当然改不改是译者的自由,我无权干涉,只是提个建议。

              • 家园 “质疑”改成“疑虑”

                按照我的理解,普朗克这儿有好奇,也有质疑(是不是有人起了个假名,搞恶作剧?)。毕竟,当时的爱因斯坦还只是寂寂无名之辈,而且是学院外的人士,按现在的说法就是“民科”。但你说得对,“质疑”感情色彩强了点儿,那就“疑虑”吧。

                至于论文的标题,因为我一直在和力学相关的东西打交道,习惯性表述上面没用过“动体”这个名词,我还是坚持用“移动物体”。当然,如果是引用文章的话,我一般都会附上外文标题,免得误导他人。

                有些错误是由于自己学识有限,而有些错误就是自己唏哩马哈不认真校对的结果,还望继续指正。

        • 家园 多少民科借老爱之名而行……

          对于光量子理论,尽管普朗克强烈反对这一观点,但是他依旧为爱因斯坦的这篇论文的发表发放了通行证。当他这么做的时候,他肯定曾经质疑过爱因斯坦这样一位业余物理学家怎么可能写出如此杰出或者荒谬的论文

    • 家园 谢铢钱

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      国内有个量子力学史话也挺好的

    • 家园 加油,加油
    • 家园 为什么我看成了《墨子》。。。。

      进来一看,普朗克.......

    • 家园 【原创】《量子》----第一章·勉为其难的革命者(1)

      “新的科学真理并不是靠说服反对者来取得胜利的,而是因为那些反对者都逐渐故去,而新的一代人熟悉了这一新的理论,并成长起来了。”,马克斯·普朗克在回顾他漫长的一生的时,曾经这么写到。按照一般的俗套,普朗克应该“铤而走险”为自己写一份科学讣告,宣布放弃他长期以来所珍视的那些物理理论。普朗克外套深色西装,内着浆洗过的雪白衬衣,打着黑领结,看上去就像一位标准的普鲁士公务员,但是“在他硕大的额头下,有一对洞悉一切的眼睛”。他做事属于典型的老派风格,在从事科学研究或者其它事情上面,他都小心谨慎。“我的格言就是”他对自己的学生说:“提前仔细考虑好每一个步骤,然后,如果你觉得你能为自己的决断负责,那就冲吧,什么都甭想拦住你。”普朗克并不是一个轻易能改变自己想法的人。

      在整个20世纪20年代,普朗克在学生面前总是维持着一成不变的态度和仪容,正如有人后来回忆,“真让人不可思议,居然就是这个人迎来了这场革命。”的确,就是这位勉为其难的革命者自己也不敢相信这一事实。正如他自己所承认的,他喜欢“平稳地过渡”,而避免“未知的冒险”。他坦承自己缺乏“对于智慧火花的快速应变”,为此他经常要花费数年时间才能将新的理论与自己根深蒂固的保守思想调和在一起。在他42岁的时候,普朗克于1900年的12月揭示了黑体辐射的分布规律的数学公式,这一发现无意间发动了量子革命。

      所有物体,只要足够热,就能辐射出热量和光,其强度和颜色会随着温度发生变化。如果将一根拨火棍的一端放在火上烤,首先会变成暗红色,随着温度升高,会变成樱桃红,接着是亮黄橙色,最后变成蓝白色。如果将拨火棍从火上拿开,棍子会逐渐冷却,其颜色会反向变化直至不再发出任何可见光。然而这时候,棍子依旧能够释放出不可见的热辐射。如果让棍子继续冷却,过一阵子,连这种不可见的辐射也将消失,人们这时可以触摸拨火棍了。

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      1666年,时年23岁的艾萨克·牛顿(Isaac Newton:1643~1727)发现,如果让一束白光通过三棱镜,白光会分解成一条七色光带:红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫。红色和紫色是否代表着人类所能观测的光谱极限或者这就是光线的全部?这个问题在1800年有了答案。那一年,已经有了非常敏感和精确的水银温度计,德国天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel:1738~1822)将这样一个温度计放在一束七色光谱前面,他发现当他缓慢移动温度计从紫光开始一直到红光,温度是一路上升的。让他吃惊的是,当他将温度计移到红光外侧一英寸时,温度继续上升。他的这一发现后来被命名为“红外辐射”(Ultrared Radiation),这种光辐射对于人眼是不可视的。1801年,德国化学家约翰·里特(Johanna Ritter:1776~1810)利用硝酸银接触光线会变暗的特点,发现在七色光谱的另一端,即紫光外侧也存在着不可见光---“紫外辐射”(Ultraviolet Radiation)。

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      关键词(Tags): #量子(大圆)#普朗克(大圆)通宝推:一觉到天亮,切地雷,

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      • 家园 【原创】《量子》----第一章·勉为其难的革命者(12)

        普朗克现在处于“山重水复疑无路”的境地,但他发现了一些东西,这些东西是如此不可思议出人意外以至于他并没有发现它们的真正意义。他的这些振子不能像水龙头里面的水一样,绵绵不断地吸收或者释放能量。与此相反,它们所获得或者失去的能量是不连续的,只能是一份份微乎其微分无可分的能量,即E=hv,其中v为振子的振动频率,在此频率上,振子可以吸收或者释放能量。

        为什么人们无法观测到这些原子尺度的振子呢?因为h的值为0.000000000000000000000000006626尔格·秒(erg seconds),即6.626除以10的27次方。根据普朗克的公式,能量增减的变化率不能小于h。h值是如此之微小,当用它来计算摆锤或者是那些振子的振动时,它所带来的量子效应在人们眼中的这个寻常世界是无法观测的。

        普朗克的振子逼着他自己不得不把辐射能量斩成段再切成丁,最后变成大小为hv的能量块。但从内心里,普朗克并不认同能量是可以切分成量子的。困扰着普朗克的问题是按照玻尔兹曼的切分方法,能量可以无限切分下去,直至在数学意义上无限接近于零(即无能量状态),但是整体能量却保持不变。而把这些能量块重新组合起来,则需要用到数学手段,其关键就是微积分。但普朗克的运气不是很好,如果他用上微积分的话,则他的公式就会化于无形。他似乎是卡在量子这个坎儿上了,但他并不在乎,因为他已经有了公式,剩下来要做的事情不过是把公式解释清楚,这只是个时间问题。

        在柏林大学的物理学院的教室,普朗克向德国物理协会的会员们问候道:“先生们!”。在台下的听众中,他能够看见鲁本斯、努玛和普林斯海姆。他的报告题目是“Zur Theorie des Gesetzes der Energieverteilung im Normalspektrum(关于普通频谱的能量分布定理之理论依据)”。这一天是1900年12月14日下午5点刚过。“几周以前,我有幸向诸位介绍了一个新公式,这个公式能够在准确解释普通频谱范围内的能量分布规律。”接下来,普朗克阐述了他在推导这一公式过程中所发现的其背后所隐藏的物理涵义。

        在会议即将结束的时候,他的同行们对他报以热烈的祝贺。在介绍量子的概念时,正如他自己所说,这个能量块“只是一个纯粹的假设”,而且他自己“并不真的赞同这个想法”,那一天其他人也抱有相似的观点。但是,对大家最重要的一点是,普朗克对他在十月份所提出的公式给出了一个有物理意义的解释。的确,他那种把能量切分成量子的想法有些稀奇古怪,但这个理论会在未来得到逐步完善。所有的人都认为普朗克的理论不过是理论物理学家经常玩的一个魔术,即在找寻正确答案的过程中用一些数学技巧,但它并不代表什么真正的物理涵义。在这之后,让他的同行感到振奋的是普朗克的辐射公式与观测结果精确吻合;但同时,没人真正注意到量子能量,包括普朗克自己。

        一天早晨,普朗克和他七岁的儿子埃尔文(Erwin)一同离家出门,这对父子是去附近的格伦沃尔德森林散步。普朗克最喜欢的消遣就是在森林里漫步,而且他喜欢携子同多行。埃尔文后来回忆说他们边走边聊,父亲对他说:“今天,我有了一个可以和牛顿比肩的重大发现”。多年以后,再回忆起那一幕的时候,埃尔文已经记不清到底是哪一天他和父亲进行的这次散步,大概是普朗克进行十二月的那次学术报告前的某一天。有没有可能那天普朗克完全认识到量子的伟大意义?或者他只是试图向自己的儿子显摆一下他的新辐射公式是如何重要?这两种猜测都不正确。普朗克如此兴奋只是因为他发现了不是一个,而是两个基本常数,k和h,前者被他称为“玻尔兹曼常数(Boltzmann's Constant)”,后者被他称作是“动量子(Quantum of Action)”,后来被其他物理学家命名为“普朗克常数(Plunck's Constant)”。这两个数都是固定的永恒的,是大自然赐予我们的绝对常数。

        普朗克认为自己欠玻尔兹曼一份人情,因此当他在推导黑体辐射公式的过程中发现这一常数时,他用这位奥地利物理学家来命名这个数。另外,普朗克还先后在1905年和1906年提名玻尔兹曼为诺贝尔奖候选人。但这一天来得有些迟了,玻尔兹曼长期以来被疾病缠身,他患有哮喘,偏头痛,视力衰退和心绞痛等多种疾病,但真正困扰玻尔兹曼的是严重的抑郁症。1906年九月,在意大利里雅斯特(Trieste)省的杜伊诺(Duino)休假期间,玻尔兹曼上吊自杀。那一年,他62岁。尽管玻尔兹曼的朋友们一直以来就担心什么时候会突然听到他的死讯,但这个最坏的消息真的到来的时候,朋友们无不感到震惊。玻尔兹曼总觉得自己被大家孤立,也没有人欣赏他的学识。可事实是这样的吗?玻尔兹曼是那个时代最为声名卓著且受众人敬仰的物理学家之一。但是,由于在原子是否存在这一问题上,玻尔兹曼和别的学者展开了旷日持久的论战,结果是让他心力交瘁,觉得自己一生的成果正一步步被人打入冷宫。1902年,玻尔兹曼第三次也是最后一次返回到维也纳大学。玻尔兹曼死后,维也纳大学向普朗克发出邀请,希望能由他来继承玻尔兹曼衣钵的教职。尽管普朗克认为玻尔兹曼的工作是“理论研究中的最辉煌的成果之一”,而且他也确实对维也纳大学所许诺的优厚待遇怦然心动,但他还是婉拒了这个邀请。

        常数h好比是一把用来将能量切割成量子子的利斧,普朗克就是锻造这把斧头的第一人。但是,普朗克量子化的只是他那些假想的振子释放或者吸收能量的过程。普朗克并没有量子化,或者说将能量切割成大小为hv的能量块。毕竟,发现一个新事物和弄清这一新事物的原理是两码事情,尤其是在这个过渡时期。普朗克本来应该发现的东西依旧隐藏在他的推导过程中,事实上他自己也不清楚这到底是什么东西。他本来应该将振子做量子化进行单个考虑,但他并没有这么做,而是将这些振子当做一个整体考虑。

        普朗克所犯的错误之一就是他认为自己可以消除掉量子,等他意识到自己这个错误时他已经走出很远了。普朗克的保守是深入骨髓的,其后果是他试图将量子融入到现有物理体系中去,这种无用功白白耗去了他的大好时光。他也知道有些同行认为他的工作不过是自寻死路。“但我并不这么看。”普朗克后来写道:“我现在明白一个事实,那就是h这一基本量子常数在物理学中有着非凡的意义,但我起初居然对此心存疑虑。”

        1947年,普朗克病逝,享年89岁。又过了数年,普朗克以前的学生和他的同事詹姆斯·弗兰克(James Franck:1882~1964)曾经回忆说普朗克为了“避开量子理论,或将量子理论的影响降到最低点”而进行了绝望的挣扎。弗兰克很清楚,普朗克“是一个与自己的本心做抗争的革命者”,他“最终得出了结论---‘我以前做的是无用功。我们必须和量子理论共处一室。请相信我,这一理论会得到发展的。’”这句话是一段恰如其分的墓志铭,正适合这位勉为其难的革命者。

        物理学家的确不得不和量子“共处一室”。第一个这样做的人并不是普朗克那些名声显赫的同行,而是一位居住在瑞士伯尔尼(Bern)的年轻人,只有他一个人认识到量子的革命性意义。这位年轻人并不是一位职业物理学家,而是一个初级公务员,普朗克认为他就是第一个发现能量本身是量子化的那个人。他的名字是阿尔伯特·爱因斯坦。

        (第一章完)

        第二章·专利奴隶(1)

        通宝推:一觉到天亮,jufeng,

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