波恩和約爾當甚至把p×q和q×p之間的差值也算了出來,結果是這樣的:

h是我們已經熟悉的普朗克常數,i是虛數的單位,代表-1的平方根,而I叫做單位矩陣,相當於矩陣運算中的1。波恩和約爾當奠定了一種新的力學——矩陣力學的基礎。在這種新力學體係的魔法下,普朗克常數和量子化從我們的基本力學方程中自然而然地跳了出來,成為自然界的內在稟性。如果認真地對這種力學形式做一下探討,人們會驚奇地發現,牛頓體係裏的種種結論,比如能量守恒,從新理論中也可以得到。這就是說,新力學其實是牛頓理論的一個擴展,老的經典力學其實被“包含”在我們的新力學中,成為一種特殊情況下的表現形式。

這種新的力學很快就得到進一步完善。從劍橋返回哥廷根後,海森堡本人也加入了這個偉大的開創性工作中。11月26日,《論量子力學II》在《物理學雜誌》上發表,作者是波恩,海森堡和約爾當。這篇論文把原來隻討論一個自由度的體係擴展到任意個自由度,從而徹底建立了新力學的主體。現在,他們可以自豪地宣稱,長期以來人們所苦苦追尋的那個目標終於達到了,多年以來如此困擾著物理學家的原子光譜問題,現在終於可以在新力學內部完美地解決。《論量子力學II》這篇文章,被海森堡本人親切地稱呼為“三人論文”(Dreimannerarbeit)的,也終於注定要在物理史上流芳百世。

新體係顯然在理論上獲得了巨大的成功。泡利很快就改變了他的態度,在寫給克羅尼格(Ralph Laer Kronig)的信裏,他說:“海森堡的力學讓我有了新的熱情和希望。”隨後他很快就給出了極其有說服力的證明,展示新理論的結果和氫原子的光譜符合得非常完美,從量子規則中,巴爾末公式可以被自然而然地推導出來。非常好笑的是,雖然他不久前還對波恩咆哮說“冗長和複雜的形式主義”,但他自己的證明無疑動用了最最複雜的數學。

不過,對於當時其他的物理學家來說,海森堡的新體係無疑是一個怪物。矩陣這種冷冰冰的東西實在太不講情麵,不給人以任何想象的空間。人們一再追問,這裏麵的物理意義是什麼?矩陣究竟是個什麼東西?海森堡卻始終護定他那讓人沮喪的立場:所謂“意義”是不存在的,如果有的話,那數學就是一切“意義”所在。物理學是什麼?就是從實驗觀測量出發,並以龐大複雜的數學關係將它們聯係起來的一門科學,如果說有什麼“圖像”能夠讓人們容易理解和記憶的話,那也是靠不住的。但是,不管怎麼樣,畢竟矩陣力學對於大部分人來說都太陌生太遙遠了,而隱藏在它背後的深刻含義,當時還遠遠沒有被發掘出來。特別是,p×q ≠ q×p,這究竟代表了什麼,令人頭痛不已。

波恩和約爾當甚至把p×q和q×p之間的差值也算了出來,結果是這樣的:

h是我們已經熟悉的普朗克常數,i是虛數的單位,代表-1的平方根,而I叫做單位矩陣,相當於矩陣運算中的1。波恩和約爾當奠定了一種新的力學——矩陣力學的基礎。在這種新力學體係的魔法下,普朗克常數和量子化從我們的基本力學方程中自然而然地跳了出來,成為自然界的內在稟性。如果認真地對這種力學形式做一下探討,人們會驚奇地發現,牛頓體係裏的種種結論,比如能量守恒,從新理論中也可以得到。這就是說,新力學其實是牛頓理論的一個擴展,老的經典力學其實被“包含”在我們的新力學中,成為一種特殊情況下的表現形式。

這種新的力學很快就得到進一步完善。從劍橋返回哥廷根後,海森堡本人也加入了這個偉大的開創性工作中。11月26日,《論量子力學II》在《物理學雜誌》上發表,作者是波恩,海森堡和約爾當。這篇論文把原來隻討論一個自由度的體係擴展到任意個自由度,從而徹底建立了新力學的主體。現在,他們可以自豪地宣稱,長期以來人們所苦苦追尋的那個目標終於達到了,多年以來如此困擾著物理學家的原子光譜問題,現在終於可以在新力學內部完美地解決。《論量子力學II》這篇文章,被海森堡本人親切地稱呼為“三人論文”(Dreimannerarbeit)的,也終於注定要在物理史上流芳百世。

新體係顯然在理論上獲得了巨大的成功。泡利很快就改變了他的態度,在寫給克羅尼格(Ralph Laer Kronig)的信裏,他說:“海森堡的力學讓我有了新的熱情和希望。”隨後他很快就給出了極其有說服力的證明,展示新理論的結果和氫原子的光譜符合得非常完美,從量子規則中,巴爾末公式可以被自然而然地推導出來。非常好笑的是,雖然他不久前還對波恩咆哮說“冗長和複雜的形式主義”,但他自己的證明無疑動用了最最複雜的數學。

不過,對於當時其他的物理學家來說,海森堡的新體係無疑是一個怪物。矩陣這種冷冰冰的東西實在太不講情麵,不給人以任何想象的空間。人們一再追問,這裏麵的物理意義是什麼?矩陣究竟是個什麼東西?海森堡卻始終護定他那讓人沮喪的立場:所謂“意義”是不存在的,如果有的話,那數學就是一切“意義”所在。物理學是什麼?就是從實驗觀測量出發,並以龐大複雜的數學關係將它們聯係起來的一門科學,如果說有什麼“圖像”能夠讓人們容易理解和記憶的話,那也是靠不住的。但是,不管怎麼樣,畢竟矩陣力學對於大部分人來說都太陌生太遙遠了,而隱藏在它背後的深刻含義,當時還遠遠沒有被發掘出來。特別是,p×q ≠ q×p,這究竟代表了什麼,令人頭痛不已。

半年後,當薛定諤以人們所喜聞樂見的傳統方式發布他的波動方程後,幾乎全世界的物理學家都鬆了一口氣:他們終於解脫了,不必再費勁地學習海森堡那異常複雜和繁難的矩陣力學。當然,人人都必須承認,矩陣力學本身的偉大含義是不容懷疑的。