图4 波函数符号

03?量子力学的旗手

量子物理发展史上的另一位旗手级的人物是丹麦物理学家玻尔，玻尔创立了量子物理史上著名的哥本哈根学派，直到现在量子物理的哥本哈根解释也还是被大多数物理学家所接受的正统解释。1997 年丹麦发行的500 克朗钞票就是以玻尔为主题?(如图5)。

图5 1997 年丹麦发行的500 克朗

丹麦的钞票设计风格看似简洁，但却在细节处显出匠心，这张钞票的正面和背面都大面积采用阴阳太极图为纹饰?(如图6)，太极图出自中国文化，在西方国家的货币中出现太极图是很罕见的，但这恰恰显示出了这张钞票设计者的良苦用心。太极图在中国文化中代表阴阳的和合，它代表了一个事物正反两面之间的哲学关系。玻尔痴迷于中国的文化，玻尔曾在1937 年访问过中国，与中国的物理学家进行了广泛的接触。玻尔应该是在那时接触到了中国道家的太极图，太极图的阴阳哲学与玻尔的互补原理含义相似。互补原理是玻尔于1927 年提出的一个基本原理，认为微观粒子具有波粒二象性，波动性和粒子性是其性质两个方面。波尔的互补原理，波恩的波函数概率解释和海森堡的测不准关系构成了量子物理的哥本哈根解释的基础。1947 年丹麦国王封他为“骑象勋爵”，按惯例同时要授矛他以镌刻家族族徽的徽章，玻尔采用太极图案亲自设计了这枚徽章，并用拉丁文写下“ContrariaSunt Complementa”?(对立即互补)?表明自己的科学观点。无独有偶在中国科学院高能物理研究所内有一座由李政道先生创意的名为“物之道”的雕塑也采用了太极图案。

图6 500 克朗上的太极图与玻尔的族徽

玻尔对于量子力学最主要的贡献在于提出了量子化的原子结构模型。对于原子的认识最早始于古希腊的德谟克里特，他被认为是现代原子论的鼻祖。德谟克里特认为世界是由一种不能被分割的原子构成，原子之外是完全的虚空，原子在不断运动中，原子相互组合成为了各种物质。

1955 年希腊发行的20 德拉克马?(如图7)?和1967年希腊发行的100 德拉克马(如图8)都是以古希腊哲学家、原子论的提出者德谟克里特为主题。其中现代原子行星模型还出现在了1967 年希腊发行的100德拉克马正面的右边。

图7 1955 年希腊发行的20 德拉克马

图8 1967 年希腊发行的100 德拉克马

2300 多年后出生于新西兰的物理学卢瑟福通过α粒子散射实验，无可辩驳的论证了原子的行星模型，从而一举把原子结构的研究引上了正确的轨道，于是他被誉为原子核物理学之父。卢瑟福的原子模型为玻尔提出量子化的原子模型奠定了基础。卢瑟福的形象出现在了1992 年新西兰发行的100 元钞票上?(如图9)，这是新西兰最大面额的钞票，足见其在新西兰人心中的地位。

图9 1992 年新西兰发行的100 元

卢瑟福的原子行星模型虽然可以成功的解释α粒子的散射现象，但围绕原子核高速运动的电子由于具有加速度，按电磁理论电子会向外辐射能量并快速向原子核坠落，这说明原子行星模型与电磁理论是不相融的。这一矛盾直到玻尔提出量子化的氢原子模型才得以解决，从此对于原子的研究才正式进入量子时代。

在丹麦1997 年发行的500 克朗钞票的正面还有一处惊喜，就是玻尔提出的氢原子结构模型示意图?(如图10)?也被钞票设计师融入进了设计元素。玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，人类对于原子的认识正式进入了量子时代。

图10 丹麦500 克朗上的玻尔氢原子模型

玻尔的原子结构理论认为电子只能在一些特定的轨道上绕原子核作圆周运动，电子在这些可能的轨道上运动时不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量。

04?量子物理史上的最强音

如果把量子物理的发展过程比作一首时代乐曲，那这首乐曲的高潮就出现在1927 年布鲁塞尔召开的第五届索尔维会议。这次会议聚集了当时最为著名的物理学家，这次会议的合影一直以来被大家津津乐道，被称为当时世界最强大脑的集合。同时这张照片也创造了世界货币史上的记录，在这张照片中爱因斯坦、玻尔、居里夫人和薛定谔都出现在了不同国家的钞票上?(如图11)，从而使第五届索尔维会议的合影成为了世界上出现在钞票中人数最多的合影照片。其中居里夫人的形象还同时出现在了法国和波兰两个国家的钞票上，2011 年波兰还专门发行了一张纪念居里夫人获得诺贝尔奖100周年纪念钞。

文章来源：《现代物理知识》 网址: http://www.xdwlzs.cn/zonghexinwen/2022/0426/998.html