湖南土著分享 http://blog.sciencenet.cn/u/qhliu 理论物理博士,湖南大学教授。

博文

对自旋的理解,杨振宁无可挑剔 精选

已有 10257 次阅读 2017-4-12 16:28 |个人分类:大学教育|系统分类:观点评述|关键词:杨振宁 物理学 color style

47-8日,扬州大学办了一个物理学教学方面的会议,会上有人谈到国内一位名家的文章。不愧名家手笔,文章确有真知。但是,瑕不掩瑜。瑕疵之一,是在文章的最后一段,批评了杨振宁先生关于自旋的理解。立即找来相关原文对照,发现对杨振宁的批评是错误的。不仅如此,对另外一位作者的批评也有不确。

一,电子自旋是电子的一种内禀性质,无关相对论!

电子自旋和电子的质量、电荷一样,是一种内禀属性。也就是与生俱来,和人类的认识与否无关,也就和任何理论无关。这是物理! 数学是什么? 不过为了定量地描叙物理的一种手段。当然,数学是很好的手段和工具! 在这种意义上,数学是物理学的侍女!

当年,德布罗意提出了物质波的概念,资深物理学家、诺贝尔物理学奖获得者德拜觉得薛定谔手上的工作并不重要,提出"to deal properly with waves, one had to have a wave equation."也就是说,电子的波动性需要一个恰当的数学描叙,你薛定谔应该去试试寻找这个数学。这句不经意的提醒,直接导致了薛定谔建立起薛定谔方程。薛定谔方程提供了微观粒子量子性的恰当描述。

电子的自旋是为了解释碱金属光谱线的双线结构而提出来的。可惜,薛定谔方程并不能为电子的自旋提供恰当描述。这个时候,狄拉克自问道,to deal properly with spins, one had to have another wave equation. 这个恰当描述,基本正确的说法是,就是狄拉克的电子理论,也就是电子的相对论性的量子力学;而更为彻底的说法是,需要量子电动力学(QED)

狄拉克跨出了关键一步,所以常常说,处理电子自旋,需要用到相对论性量子力学。但是,在任何意义上,电子自旋都不是相对论性的效应! 那么,电子自旋有没有相对论性效应? ! 例如说,电子的反常磁矩。

二,杨振宁认为电子自旋是一种相对论性效应?  NO!

文章对杨振宁的批评,在文章中的最后有一句话:


首先,我们看参考文献[11]相应部分的完整的一句话。“实验发现,电子有一种内禀的角动量,称为自旋角动量,它源于电子的内禀性质,一种非定域的性质,一种量级为相对论性的效应.”这里对电子自旋的性质做了非常详细的说明,也就是“电子的内禀性质”。既然如此,自旋就不是“一种量级为相对论性的效应”。这里的“一种量级为相对论性的效应”,很可能是一处印刷错误。

第二,杨振宁对自旋的理解,专门有《自旋》一文,其中有如下关键的一句:“但是狄拉克不是这样,他把注意力集中在相对论性的电子理论上,而且写下了漂亮的狄拉克方程。这个方程显示了自旋是荷电粒子相对论性理论的固有特征,…。”也就是,离开了相对论性理论,无法恰当描述电子自旋。所以,对自旋的理解,杨振宁无可挑剔。

一点福利:薛定谔一开始并没有立即领会到薛定谔方程方程的重要性

对此,低温物理学家,诺贝尔物理学奖获得者P.L. Kapitza在《Experiment,Theory, Practice: Articles and Addressesp.318中提到,薛定谔在导出薛定谔方程之后,对方程的重要性评价很低,是德拜立即看出来薛定谔方程的重要性。




http://blog.sciencenet.cn/blog-3377-1048462.html

上一篇:曹大侠相过面的少年今何在?----一位传奇叠加的湖大子弟
下一篇:朱清时量子力学观的基础是量子力学的冯诺依曼解释
收藏 分享 举报

45 李颖业 姬扬 魏焱明 田云川 张球新 文克玲 刘捷 王涛 李毅伟 姜长城 张云 杨正瓴 吕喆 黄永义 罗会仟 史晓雷 喻海良 李泳 彭真明 王国强 张少雄 黄育和 惠小强 李学宽 黄彬彬 张江敏 温世正 袁贤讯 刘建彬 曹则贤 朱晓刚 侯吉旋 姜校林 赵国求 叶苍 haipengzhangdr yzqts xlsd bridgeneer yunmu guhanxian Anticommutator ZeroK ymytm blackrain007

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (66 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2017-12-17 16:11

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007-2017 中国科学报社

返回顶部