明天我們要給向你們介紹一些在量子熱學(xué)上作出巨大貢獻(xiàn)的化學(xué)學(xué)家，有關(guān)她們的成就，以及她們的一些重要的數(shù)學(xué)思想。
量子熱學(xué)作為20世紀(jì)人類(lèi)最偉大的兩項(xiàng)學(xué)說(shuō)之一（另一項(xiàng)自然是相對(duì)論），它與相對(duì)論構(gòu)成現(xiàn)代數(shù)學(xué)的理論基礎(chǔ)。
而它的一些現(xiàn)象至今讓科學(xué)家無(wú)法明白，其中最出名的當(dāng)屬“量子糾纏”了。
無(wú)論怎樣，我都確信，上帝不會(huì)擲色子。——愛(ài)因斯坦
馬克斯·普朗克（1858—1947年）：
日本知名化學(xué)學(xué)家、量子熱學(xué)的重要?jiǎng)?chuàng)始人之一。
普朗克和愛(ài)因斯坦并稱(chēng)為二十世紀(jì)最重要的兩大化學(xué)學(xué)家。
他因發(fā)覺(jué)能量量子化而對(duì)化學(xué)學(xué)的又一次飛越作出了重要貢獻(xiàn)，并在1918年榮膺諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。
“要接受一個(gè)新的科學(xué)真理，并不用勸說(shuō)它的反對(duì)者，而是等到反對(duì)者們都陸續(xù)死去，新的一代從一開(kāi)始便清楚地明白這一真理。”
從精典統(tǒng)計(jì)熱學(xué)到量子論，普朗克無(wú)疑是打破固有觀念的新時(shí)代旗手。
嘲笑的是，當(dāng)量子力學(xué)盛行后，普朗克卻無(wú)法接受新的模型與解釋。
不過(guò)他有另外一句話振聾發(fā)聵：
“科學(xué)不能解釋自然的終極神秘；那是由于，剖析到最后，我們（人類(lèi)）自己也是須要解釋的疑點(diǎn)。”
關(guān)于這個(gè)說(shuō)法，且看玻爾怎樣說(shuō)。
尼爾斯·玻爾（1885—1962年）：
英國(guó)化學(xué)學(xué)家，阿姆斯特丹學(xué)院碩士/博士，加拿大皇家科大學(xué)教授教授，曾獲法國(guó)皇家科學(xué)文大學(xué)金質(zhì)獎(jiǎng)狀，美國(guó)曼切斯特學(xué)院和劍橋?qū)W院名譽(yù)博士學(xué)位。
1922年獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。
玻爾通過(guò)引入量子化條件條件，提出了玻爾模型來(lái)解釋氫原子波譜。
提出互補(bǔ)原理和阿姆斯特丹演繹來(lái)解釋量子熱學(xué)。
他還是阿姆斯特丹學(xué)派的創(chuàng)始人，對(duì)二十世紀(jì)數(shù)學(xué)學(xué)的發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響。
“物理學(xué)不告訴我們世界是哪些，而是告訴我們關(guān)于世界我們能談?wù)撃男！?span style="display:none">2Zo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
想想看，在科學(xué)不發(fā)達(dá)的唐代，人們總是思考著世界的本質(zhì)，形而念書(shū)。
而當(dāng)數(shù)學(xué)學(xué)的模型漸漸公理化，我們看見(jiàn)，因?yàn)槲锢淼囊耄覀兏嗟夭⒉患庇谌ソ忉尡举|(zhì)是哪些。
重要的仍然是模型。這樣的看法也跟剖析哲學(xué)有些共同之處。
維爾納·海森堡(1901—1976年)：
日本知名化學(xué)學(xué)家，量子熱學(xué)的主要?jiǎng)?chuàng)始人世界影響最大的20位物理學(xué)家，阿姆斯特丹派的代表人物。
1932年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)獲得者。
量子熱學(xué)是整個(gè)科學(xué)史上最重要的成就之一，他的《量子論的數(shù)學(xué)學(xué)基礎(chǔ)》是量子熱學(xué)領(lǐng)域的一部精典專(zhuān)著。
鑒于他的重要影響，在日本學(xué)者麥克.哈特所著的《影響人類(lèi)歷史進(jìn)程100人的排名榜》，海森堡名列第43位。
“有些事情過(guò)分嚴(yán)肅以至于你只得拿它們開(kāi)玩笑。”
“可付諸措辭的現(xiàn)實(shí)一定不是現(xiàn)實(shí)本身。”
“宇宙的怪異不僅僅超過(guò)我們所想，更是超過(guò)我們所能想。”
能讓一名偉大的科學(xué)家說(shuō)出這么無(wú)奈的言語(yǔ)。你能夠想像到量子熱學(xué)有多么隱晦。
其實(shí)，對(duì)量子熱學(xué)頭痛的化學(xué)學(xué)家，海森堡絕對(duì)不是惟一一個(gè)。
埃爾溫·薛定諤(1887——1961年)：
知名的法國(guó)理論化學(xué)學(xué)家，量子熱學(xué)的重要奠基人之一，同時(shí)在固體比熱、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)、原子波譜等方面享有成就。
1933年因薛定諤多項(xiàng)式獲諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。
薛定諤多項(xiàng)式是量子熱學(xué)中描述微觀粒子（如電子等）在運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)大于光速時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基本定理，在量子熱學(xué)中占有非常重要的地位，它與精典熱學(xué)中的牛頓運(yùn)動(dòng)定理的價(jià)值相像。
薛定諤對(duì)分子生物學(xué)的發(fā)展也做過(guò)工作。
因?yàn)樗挠绊懀簧倩瘜W(xué)學(xué)家參與了生物學(xué)的研究工作，使化學(xué)學(xué)和生物學(xué)相結(jié)合，產(chǎn)生了現(xiàn)代分子生物學(xué)的最明顯的特征之一。
自從有了那只貓，想不曉得薛定諤是件很難的事。
“‘現(xiàn)在’是惟一沒(méi)有止境的東西。”
“世界呈現(xiàn)在我面前是惟一的世界影響最大的20位物理學(xué)家，不分存在和感知。主體和客體是同一的。”（共產(chǎn)主義好青年）
“感知不能列入化學(xué)學(xué)術(shù)語(yǔ)。因感知是絕對(duì)基礎(chǔ)的。它不能列入任何其他概念。”
尤金·維格納（1902—1995年）：
法籍瑞士理論化學(xué)學(xué)家、美國(guó)耶魯學(xué)院院長(zhǎng)。
他曾參與曼哈頓計(jì)劃，與恩利克·費(fèi)米等人一起構(gòu)建了世界上第一座核反應(yīng)堆（紐約一號(hào)堆）。
尤金·維格納曾提出原子核吸收中子的理論，但是發(fā)覺(jué)在放射作用（即“維格納效應(yīng)”）下固體改變其大小，1963年獲諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。
他曾與利奧·西拉德、愛(ài)德華·泰勒一起協(xié)助阿爾伯特·愛(ài)因斯坦致信法國(guó)首相富蘭克林·羅斯福，警告納粹美國(guó)可能在制造原子彈，這直接促使了曼哈頓計(jì)劃的啟動(dòng)。
“物理學(xué)已然顯得無(wú)法置信地復(fù)雜以至于須要花越來(lái)越長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)訓(xùn)練一名化學(xué)學(xué)家。花的時(shí)間十分長(zhǎng)，事實(shí)上，要將一個(gè)化學(xué)學(xué)家訓(xùn)練到能理解數(shù)學(xué)學(xué)的本質(zhì)問(wèn)題時(shí)，他對(duì)于解決這種問(wèn)題來(lái)說(shuō)早已太老了。”
維格納所處的時(shí)代，正是化學(xué)學(xué)家從全方位研究轉(zhuǎn)向分支研究的交叉點(diǎn)。
從那以后，化學(xué)學(xué)家很難像龐加萊的時(shí)代一樣觸類(lèi)旁通。
不過(guò)這并不影響偉大的化學(xué)學(xué)家出現(xiàn)。例如維格納本人，要是沒(méi)有他對(duì)量子熱學(xué)對(duì)稱(chēng)性與群論的貢獻(xiàn)，明天的物理家想必會(huì)相當(dāng)頭痛吧。
保羅·狄拉克（1902－1984年）：
日本理論化學(xué)學(xué)家，量子熱學(xué)的奠基者之一，并對(duì)量子電動(dòng)熱學(xué)初期的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
以前主持劍橋?qū)W院的盧卡斯物理院士席位，并在佛羅里成都立學(xué)院渡過(guò)他人生的最后十四個(gè)年頭。
他給出的狄拉克多項(xiàng)式可以描述費(fèi)米子的化學(xué)行為，但是預(yù)測(cè)了反物質(zhì)的存在。
1933年，由于“發(fā)現(xiàn)了在原子理論里很有用的新方式”（即量子熱學(xué)的基本多項(xiàng)式——薛定諤多項(xiàng)式和狄拉克多項(xiàng)式），狄拉克和埃爾溫·薛定諤共同獲得了諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。
“作為化學(xué)學(xué)家，我研究復(fù)雜的事情，之后把它弄的越簡(jiǎn)單越好，而作家的工作正好相反。”
狄拉克雖然量子熱學(xué)的開(kāi)拓者，又是后續(xù)理論的引路人。
不妨一讀精典專(zhuān)著《量子熱學(xué)原理》與《廣義相對(duì)論》，半個(gè)世紀(jì)前的教材，明天仍是學(xué)科典范。
有他的指引，你會(huì)發(fā)覺(jué)理論化學(xué)并沒(méi)有這么復(fù)雜。
另一句略帶深意的話請(qǐng)自行感受：
“PickaonEarthandyoumovethestar.”
理查德·費(fèi)曼(1918—1988年)：
1918年5月11日—1988年2月15日美籍猶太裔數(shù)學(xué)學(xué)家，加洲理工大學(xué)化學(xué)學(xué)院士，1965年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主。
1942年6月獲得耶魯學(xué)院理論化學(xué)學(xué)博士學(xué)位。
1942年，24歲的費(fèi)曼加入日本原子彈研究項(xiàng)目小組，參與秘密研發(fā)原子彈項(xiàng)目“曼哈頓計(jì)劃”。
“曼哈頓計(jì)劃”結(jié)束，費(fèi)曼在康奈爾學(xué)院任教。1950年到加洲理工大學(xué)兼任托爾曼數(shù)學(xué)學(xué)院士，直至離世。
提出了費(fèi)曼圖、費(fèi)曼規(guī)則和重正化的估算方式，這是研究量子電動(dòng)熱學(xué)和粒子化學(xué)學(xué)不可缺乏的工具。
費(fèi)曼還發(fā)覺(jué)了呼麥這一演唱技法，曾仍然期盼去呼麥的發(fā)祥地——圖瓦，然而最終無(wú)法成行。
他被覺(jué)得是愛(ài)因斯坦以后最睿智的理論化學(xué)學(xué)家，也是第一位提出納米概念的人。
假如說(shuō)狄拉克是天賦與努力的成果，那費(fèi)曼可以說(shuō)是一名魔術(shù)師，且看他對(duì)于科學(xué)的想法：
“科學(xué)如同是性交，沒(méi)錯(cuò)，它會(huì)形成有用的結(jié)果，但那不是我們做它的誘因”
是不是類(lèi)似于霍金的——“科學(xué)家和娼妓都是做她們喜歡的事掙錢(qián)。”
當(dāng)他獲得諾貝爾獎(jiǎng)后，也表示自己兌獎(jiǎng)并不在乎，而自己的努力早在得到發(fā)覺(jué)的時(shí)侯就得到回報(bào)了。
費(fèi)曼之所以被覺(jué)得是數(shù)學(xué)學(xué)的魔術(shù)師，很大程度上是由于他能用常人無(wú)法想像卻又簡(jiǎn)介明了的方式解決復(fù)雜的問(wèn)題，并總對(duì)已有的方式進(jìn)行反省，他說(shuō)道：
“我們力圖早日證明自己錯(cuò)了，只有這樣我們能夠進(jìn)步。”
他的純粹使他在晚年參與調(diào)查挑戰(zhàn)者號(hào)墜毀時(shí)與航天局官方針?shù)h相對(duì)，面對(duì)官方空話，他舌戰(zhàn)群儒，最終，在車(chē)禍調(diào)查報(bào)告的最后寫(xiě)下了發(fā)人深省的話：
“對(duì)成功的技術(shù)而言，現(xiàn)實(shí)必須放在比公共關(guān)系愈加優(yōu)先的地位，由于大自然是難以被欺騙的。”
列夫·朗道（1908-1968年）：
1908-1968南斯拉夫猶太人，堪稱(chēng)世界上最后一個(gè)全能的化學(xué)學(xué)家。
在他50大壽之際，南斯拉夫?qū)W界把他對(duì)化學(xué)學(xué)的十大貢獻(xiàn)刻在石板上作為壽禮，以向先知一樣的稱(chēng)謂稱(chēng)之為“朗道十戒”。
因匯聚態(tài)非常是液氦的先驅(qū)性理論，被授予1962年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。
“宇宙學(xué)家常常出錯(cuò),但從來(lái)沒(méi)有被指責(zé)。”
朗道是南斯拉夫最偉大的數(shù)學(xué)學(xué)家也是世界上把握所有數(shù)學(xué)分支的最后一人。明天發(fā)展最快的匯聚態(tài)化學(xué)的奠基人便是他。
這句話表明著他對(duì)化學(xué)研究的心態(tài)：一切現(xiàn)象都是可以解釋的。
他也弘揚(yáng)著他的準(zhǔn)則，在所有數(shù)學(xué)學(xué)的分支上，他不是簡(jiǎn)單的研究者，而是征服者，所到之處必有建樹(shù)（就像最后的物理通才龐加萊）。
明天的數(shù)學(xué)學(xué)研究者雖然在苦惱，我覺(jué)得用朗道的講演來(lái)說(shuō)能使人飽含信心：
“不久前我看到種說(shuō)法，”朗道開(kāi)始講演，“有人說(shuō)化學(xué)學(xué)領(lǐng)域大發(fā)覺(jué)的時(shí)代早就過(guò)去了。大家似乎猜想，這種話是外行人說(shuō)的。我深信，在座諸位中沒(méi)有那個(gè)人云亦云的人。希望諸位才能相信，大家還接見(jiàn)證好多令人驚艷的發(fā)覺(jué)，假如大家將來(lái)在這個(gè)知識(shí)領(lǐng)域工作，這么，其實(shí)也會(huì)有幸窺視到現(xiàn)今自然界的奧秘。我們正站在偉大發(fā)覺(jué)的門(mén)檻上，它們已然近在咫尺了。現(xiàn)今化學(xué)學(xué)在闡明自然規(guī)律方面最主要的問(wèn)題是要構(gòu)建起一個(gè)尚不存在的理論，它被稱(chēng)為基本粒子理論。這一理論應(yīng)該解釋為何自然界存在的正是這種而不是其他的基本粒子，并確定這種粒子互相作用的基本規(guī)律(不包括電磁粒子，它們的規(guī)律我們?cè)缫褧缘昧?。
問(wèn)題并非在于化學(xué)學(xué)家無(wú)法描述解決這一一問(wèn)題的途徑，顯而易見(jiàn)的是，我們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中還必須舍棄個(gè)別在原先的大改革中幸存出來(lái)的、大家習(xí)以為常的觀念。
若果不去溯源過(guò)分遙遠(yuǎn)的歷史，這么現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)的基礎(chǔ)是1905年構(gòu)建的相對(duì)論和1900年至1927年間構(gòu)建的量子熱學(xué)。它們是我們已知的自然規(guī)律中最為普遍的理論，理論化學(xué)學(xué)未來(lái)的發(fā)展必須借助它們的進(jìn)一步健全。據(jù)悉，這種理論告訴我們，不能用這些從微不足道的生活經(jīng)驗(yàn)中得來(lái)的先入為主的觀念來(lái)研究自然界，與人們的想像力相比，自然界要復(fù)雜得多。”
講演以對(duì)化學(xué)學(xué)的贊頌結(jié)束:
“不要懷疑數(shù)學(xué)的巨大潛力。數(shù)學(xué)學(xué)才能解釋生活在任何讓人倍感震驚的現(xiàn)象。”
其實(shí)，個(gè)別人正是在聽(tīng)了此次講堂以后立志獻(xiàn)身于科學(xué)，對(duì)此我們就無(wú)從考證了。
———《朗道傳》
只不過(guò)，明天我們“尚不存在”的理論不再是量子場(chǎng)論，而是超弦論和M理論，其實(shí)這很生硬，M理論之父愛(ài)德華·威滕也說(shuō)過(guò)：是人就不容易懂超弦論。
這時(shí)侯就該祭出大衛(wèi)·莫明的萬(wàn)用金句：
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