《命运骰子——量子力学简史》（第二十九章）

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标 题: 《命运骰子——量子力学简史》（第二十九章）
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《命运骰子——量子力学简史》（第二十九章）


第二十九章 世间已无洛仑兹


（1）


1927 年，索尔维会议结束的时候。洛仑兹走出会堂的楼梯，步履有点蹒跚，好象一个柱着拐杖的精子赶去投胎。他已经很老了，老得记不清楚很多事情,他甚至想不清楚 一件事情，那就是狭义相对论到底是谁发现的，是他，还是伏瓦基（voigt），抑或是爱因斯坦的老婆，或者可能是菲兹杰拉德？难道是庞加来？


在众人走出会堂到广场上合影的时候，他看到爱因斯坦浑圆的屁股，明显感觉到只有中年人身上才能够散发出来的成熟稳重的气息。

按 照江湖规矩，合影的时候，第一排有9个座位，谁坐在中间呢？所有的人内心都在打鼓。这是非常有讲究的。因为坐在最中间的这个人，地位必须足够高，而这必须 要得到大部分与会者的默认。这种事情虽然大家不会明显地讲出来，但当一个人真正坐在中间第5个位置上的时候，他一定能明显感觉到一种君临天下的威仪。


近了，渐渐地近了……

洛仑兹终于开口了，他先讪笑了几声，然后亲切地说：“小爱，你坐中间吧。”
爱因斯坦犹豫了一下，说：“好吧。”

……

等大家坐定，露出将要笑着离开的神态，摄影师喊了一句：“好，action——cut！”



（2）
等大家各自回到大学，合影照片已经洗出来了，海森堡是一个很敏感的人，他发现，爱因斯坦坐在前排最中间的位置上。洛仑兹则在爱因斯坦左边也就是第四个位置上。第一排中，还有居里夫人和普朗克等人，依次排坐在爱因斯坦的两翼——这看上去确实是自人类诞生以来的最强阵容。


洛仑兹24岁的时候，那是在遥远的1878年，他在母校当大学老师了，那时候爱因斯坦还没有出生呢。



洛仑兹一开始是做电磁学的，他希望自己能从微观的角度把宏观的麦克斯维方程推出来。

按照现代微分几何的观点，真空麦克斯维方程可以写成
dF=0
d*F=0

显然，在麦克斯维的方程中，电场和磁场全是宏观量（几何量），从微观的角度来看，是一个平均场的效果——这就好象早晨上班高峰地铁站里的人流，从宏观上看来，人流是比较均匀的连续流体，但对于地铁站里拥挤着的美女来说，人流并不那么均匀。

洛仑兹化了九牛二虎之力，终于证明了，如果假设电荷有微小的粒子附带，那么，麦克斯维方程确实可以从微观角度做一个平均场给推出来。
洛仑兹把那些带有电荷的微小的粒子，称为电子。




（3）

洛仑兹的《电子论》在汤母孙发现电子之前就出现了。《电子论》有一种思想倾向认为电荷是由微小的粒子附带的。这种想法很象纯净水一样天然无味。但人是不能超越时代的，如果当时的洛仑兹能够在数学上证明电荷是量子化的，那他才可能具有超越爱因斯坦的地位。

但洛仑兹不会善罢甘休，他自然要先作出自己的贡献才去死。


1880年代开始，就有一个叫麦克尔逊的美国海军军官，是一个硕士，在欧洲他搞了一个实验，企图证明地球绕太阳系的公转速度会影响到他设计的干涉仪的干涉条纹。


可 惜，麦克尔逊的实验总是得到零结果，也就是说，光的传播速度并不会和地球的公转速度简单叠加上去——这其实就是狭义相对论的全部意义所在：“光速在任何参 考系都不变”。麦克尔逊的实验也引起了洛仑兹的注意,不过洛仑兹还是从麦克斯维那里找到了洛仑兹变换，1904年，洛伦兹证明，当把麦克斯韦的电磁场方程 组用伽利略变换从一个参考系变换到另一个参考系时，真空中的光速将不是一个不变的量，从而导致对不同惯性系的观察者来说，麦克斯韦方程及各种电磁效应可能 是不同的。为了解决这个问题，洛伦兹提出了另一种变换公式，即洛伦兹变换，用洛伦兹变换，将使麦克斯韦方程从一个惯性系变换到另一个惯性系时保持不变。当 时写出洛仑兹变换的人还另有他人，各自有自己的角度，比如伏瓦基就是想要波动方程的算子在某个变换下形式不变来研究问题的，经过痛苦挣扎，他也写出了洛仑 兹变换。


无论怎么样，洛仑兹变换是两个参考系之间的线性变换，这个变换开始在江湖上流传起来，但其物理解释，还需要经过生吞活剥，才能消化。


（4）

洛 仑兹的研究工作，总离开真正靠谱的解释差之毫厘，但也足以谬以千里——比如他对塞曼效应的解释是经典谐振子上加上一个电磁力引起的经典频率的交错，并且因 为这个不太靠谱的解释得到了诺贝尔奖金。他把自己得到的洛仑兹变换看成是一个绝对静止参考系和一个相对匀速运动参考系之间的变换——可是，宇宙中有绝对静 止的参考系吗？这自然是没有的。


1928年，德高望重的洛仑兹离开了滚滚红尘。