我们在前几课中提到，在经典电磁理论中电子的运动会释放出一段电磁波同时自身做减速运动越来越慢(能量必须守恒)，但是有没有这样一个情况，电子在运动时不用辐射出电磁波来损失能量呢？麦克斯韦方程组也允许两个特例出现，1.电子在脱离电场运动时不会辐射电磁波。2.电子在电场内作匀速运动也不会辐射电磁波。
对于特例1，我们在现实中几乎找不到这样的例子，先不讨论。基于特例2，波尔认为电子在原子内部的电子能级轨道上做匀速运动。
但是在这里我们看到，电子在能级上的匀速运动这样一个假设完全没有实际现象的支持，它只是波尔基于常识的一个猜想。正是这样一个依靠经验而来的假设导致了波尔原子模型的不完备，在后期的量子力学研究中，证实了波尔这个毫无现象支持的假设是完全错误的。
在这里我想提醒各位同学，物理学中没有毫无根据的前提假设。在提出任何假设之前，请先至少找出一个能够支持它的实际现象。对于拍拍脑门就蹦出的那么一个毫无道理的假设，往往都是靠不住的，这么做只会让你在民科的大道上飞奔向前。
虽然波尔的原子模型今天看来并不是那么完美，但是“跃迁”这个概念的建立，对于量子力学的发展有着重大的意义。它开创了关于“力”与“运动”研究的一个新时代，
好了，在下一课之前，我想和大家聊些有趣的故事，敬请期待哦。
待续

在下一课开始之前，我想想聊聊大家都感兴趣的一个话题，那就是诺贝尔物理学奖。
瑞典著名化学家阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔在1900年立下一份遗嘱，他将自己的私人财产拿出了3100万瑞典克朗成立了一个诺贝尔基金，这个基金每年的收益会作为奖励发放给对各个科学领域作出重大贡献的科学家。而诺贝尔物理学奖，正是目前在物理学界最具权威的奖项。
我们经常会看到有民科说，我有一个了不起的发现，只要这个发现能被认可，那么我至少能拿下多少多少个诺奖，如何如何吧啦吧啦。在这里作者只想说一句，我信你个鬼，你个XXX坏的很。
诺贝尔物理学奖的门槛到底有多高呢？首先，你得将你的发现写为正式的论文。然后，用你的论文去投某个国际性的核心期刊，其中最有代表性的期刊就是“自然”和“科学”。之后期刊评审会由专业人士进行审核。这个过程已经是非常严格了，哪怕你的论文没有逻辑不清，没有前置理论引用的错误，数理推导没有出现不自洽的问题。最后，还会有多个评审来讨论你的发现是不是足够意义重大，有没有条件登上期刊发表，让更多学者来进行讨论。以前我们常说高考是一个千军万马过独木桥的过程，而要把登上核心期刊的难度作一个比较的话，相当于你脚踩独轮车，头上还得顶着十头八头不停乱动的大象，然后在1mm粗细的悬空钢丝上只能用5分钟骑完一公里的路程！

好吧，你的论文过五关斩六将终于登上了“自然”或是“科学”，恭喜你，你终于拿到了角逐诺贝尔物理学奖的门票。但是，想想看，一份国际化的期刊一年中要发表的论文数量，每年诺委会会对这些论文再一次审核，审核完毕之后还得再次讨论哪个发现对物理学的发展是最为重要的。在这之后，还有一个最最重要的环节，你的理论必须有至少一个靠的住的实验数据来证实。在这一切结束后，你才能拿到这个奖项。
在前几课我们看到，普朗克在1900年总结了普朗克常数，爱因斯坦在1905年提出了光电效应的解释，但是一直到1916年光电效应的实验结果证实了普朗克常数以后，普朗克与爱因斯坦才在几年以后拿到了诺贝尔物理学奖。而对于证实了这个理论的实验物理学家，罗伯特.密立根靠着设计实验也拿下了一个诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖基本规律也是这样，重大理论的提出者与实验证实者都能拿下一个奖项。
当然，也不是绝对如此。1957年的诺贝尔物理学奖，颁发给发现了弱相互作用下宇称不守恒(意义很重大)的杨振宁和李政道，但是，用实验论证了此理论的吴健雄却没能拿到奖项，为此吴大师郁闷了一辈子。

还是爱因斯坦，1905年他发表了光电效应解释的论文《关于光的产生和转化的几个试探性观点》。1921年诺委会决定就这篇论文给爱因斯坦颁发奖项，但是由于ZHONGZU问题(那个年代的欧洲国家确实都不怎么待见犹太人)，诺奖证书和奖金爱大爷一直没拿到手。不过科学是没有国界的，迫于舆论压力，最终在1922年爱大爷总算拿到了他的奖项(戏剧化的是，他和一生宿敌波尔同年拿到了奖金)。
另外，在1940年到1942年，由于战争的原因，诺贝尔物理学奖停发了三年。既然诺奖的审核如此严格，那么有没有不靠谱的诺贝尔奖项产生呢？作者认为，有的！1949年的诺贝尔医学奖，颁给了一位来自葡萄牙的外科医生安东尼奥·埃加斯·莫尼兹。这位不靠谱的外科医生有一个可怕的医学观点，简单说来就是哪儿有毛病我切哪儿。对于一个精神病患者，他提出对其进行脑前额页切除手术。是的，经过这个手术治疗的患者确实精神症状消失了，不过最后都变成了浑浑噩噩的傻子，用一个疯子换一个傻子，这买卖究竟亏不亏的，作者真是很难评价啊。更可怕的是，这个手术治疗方案获奖之后，全世界每年都要多出几千个傻子来，甚至严重的会变为植物人或是直接死亡。直到1960年，全世界医疗机构才约定废除了这个治疗方案。
不过总的来说，学术类诺贝尔奖项的评审在我们这个时代已经非常公开透明了，能够拿到诺贝尔物理学奖的理论，还是都能够经得起推敲的。
那么已经获得过诺贝尔物理学奖的论文，有没有看起来不那么严谨的呢？就作者的个人观点，有的！那就是1929年的获奖论文，作者是路易·维克多·德布罗意。
待续

路易.德布罗意这个人，就算不谈他在物理学界的成就，也是一位传奇人物。他出生于法国的一个世袭贵族家庭。德布罗意家族有多牛X呢？这么说吧，整个家族成员在历史上一共拿过400个各类诺贝尔奖！而路易.德布罗意，他的最高爵位是“亲王”(1960年)。这已经是仅次于国王和皇帝陛下最高爵位了，也可以说是贵族中的贵族。
对于这样一个大贵族，德布罗意无论是从Z，从军，还是从商都有着常人所不能及的起点和人脉。但年轻的德布罗意偏偏对这些兴趣缺缺，相反开始了他的求学之路。
他先是在1910拿到了一个历史类的学士学位(巴黎大学)，然后又转攻物理学，在1924年拿到了物理学博士学位，而他的诺贝尔物理学奖获奖论文，也是他的博士论文《关于量子物理论的研究》。
这篇论文相当简短，前后加起来就一页纸的长度，总结出的公式也就两条。而这篇论文的思路，就作者看起来很有点“民科”的嫌疑。论文思路相当简单，既然光是波粒二象性的，那么我觉得所有的基本粒子都是波粒二象性的！对于这个思路，老牌物理学家洛伦兹的评价是“瞎胡闹”。

德布罗意在阅读爱因斯坦的一些论文后作出一些总结，既然光是波粒二象性的E=hv,
同时在狭义相对论中可以推导出E=mc^2(注意这里的m并不是光子静质量m0，光子是没有静质量的，狭义相对论对m的定义有些复杂，这里推荐同学们可以看看一位吧友的科普文，如果你的初中数学还能过关，传送门:http://tieba.baidu.com/p/5956226467 )，那么关于光子的物理规律可以写为E=hv=mc^2，v=mc^2/h。
既然光子可以用此方法表达，那么我假设电子也是有波粒二象性的，则电子也有一个频率属性，而电子具有静质量，根据狭义相对论是无法达到光速的，考虑质速关系要加入一个洛伦兹因子，f=1/√(1-v^2/c^2)m0c^2/h,(在这里符号有些冲突，我把频率写为f,速度写为v)。
在这里我们可以看到，德布罗意将狭义相对论与量子理论结合起来总结出电子的频率属性，但中心思路却是一个毫无根据的猜想:电子也具有波粒二象性。说实话，就作者看来，这个思路很“民科”，在当时的物理学界也是普遍的不认可。最后德布罗意有些急了，别管我是不是猜出来的，实践才是检验真理的唯一标准，咱们用实验数据说话！随后他亲自设计了一个实验来验证电子的波动性，结果如何呢？
待续

上一课我们讲到德布罗意作出一个大胆的猜测，电子和光子一样具有波粒二象性。同时将狭义相对论与量子理论结合起来总结出电子的波动属性，这个近乎“民科”的想法很难让人赞同，于是德布罗意想到一个实验方法来证实自己的理论。
很早人类就发现无论是机械波还是电磁波在传播过程中，穿过一个小孔会产生一个衍射现象，如下

简单说来一个波动在经过小孔时会在小孔处产生一个新的波源。这是因为波动在小孔处产生了由波速带来的相位随时间延迟的多个子波，这些子波叠加起来构成了一个新的波源。

衍射的成因讲起来比较复杂，作为科普文作者不再多做讲解，有兴趣的同学可以找本波动光学的教材学习一下。总之，如果电子穿过小孔能够产生衍射现象，那么我们就可以肯定电子一定具有波动属性。
但在这里遇到一个问题，德布罗意的计算中电子的波长极短，用普通方法来制备这个小孔，都太过宽阔无法观测到电子的衍射现象。
德布罗意提出一个想法，使用某种具有稳定结构的晶体晶格来代替小孔，这样孔径就能够足够小来让电子产生衍射现象。
1927年，戴维逊使用50-600伏特电压对电子束加速穿过镍的立方晶体，观测到了电子的衍射图像。无独有偶，汤姆逊使用1000-8000伏特电压加速电子束穿过非常薄的金、铂和铝片也拍摄到了电子的衍射花纹。在两个实验中，使用其中的实验数据推算出电子的波长，都与德布罗意公式的预期值完全符合。

就这样，德布罗意波(也叫相波)的论文，拿下了1929年的诺贝尔物理学奖。而戴维逊与汤姆逊也因为电子衍射实验分享了1937年的诺贝尔物理学奖。
值得一提的是，似乎现在有挺多所谓的狭义“实用主义者”，他们认为量子力学和相对论对于我们的生活和科技进步没有任何帮助，我们根本用不上它们，所以这样的理论是对是错都无关紧要。在这里作者要对他们再次呵呵，目前在各个领域使用非常广泛的透射式电子显微镜正是基于电子波动性来工作的。我们将电子加速至一定的速度穿过某些物质，由于电子的衍射和干涉效应我们可以得到很多波动图像，对这些波动图像使用德布罗意公式进行分析，就可以计算出这些物质内部结构的图像了。所以在里作者不得不对这些所谓的“实用主义者”说:无知不可怕，而无知带来的狂妄才是最可怕的。
在这里作者不得不感慨，小王子德布罗意真算是不折不扣的人生赢家。出生便是高帅富，靠猜也能拿个诺贝尔奖，如果说一个正常普通人的幸运值是10，那么德布罗意的幸运值一定已经趋向于正无穷了，真是开挂的人生无需解释。
至此，包括电子在内的基本粒子都被确定为“波粒二象性”。那么，我们的世界是不是由各种波动构成的呢？为什么包括电子在内的这些基本粒子很难表现出它们的波动性质呢？这些基本粒子的波动性质，与机械波，电磁波又有着怎样不同的物理特点呢？
下一课，有一位情圣要来用他的波动力学作出一些解答。
待续

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在好多吃瓜群众脑海里，物理学家们似乎都是长着一张扑克脸的书呆子，秃顶，不修边幅，目光呆滞，嘴里还要神神叨叨念着意义不明的公式。真是这样吗？作者告诉你，完全不是这样，物理学家们的私生活甚至比大部分人还要有趣的多！
爱因斯坦的小提琴相当有水准，波尔的足球是站在世界顶端的专业水平，费恩曼爱打鼓，喜欢参加派对，朗道有着爱吐槽的毒舌，高帅富德布罗意生活简朴爱做慈善事业，而奥地利物理学家埃尔温·薛定谔，他是一个情圣。薛定谔这个人如果活在金庸笔下，那么，他一定就是段誉他爹。
薛定谔和老卡有着一样的爱好，撩妹。不一样的是，老卡每次换来的总是妹子的白眼和嫌弃。而薛定谔，不止一次在公开场合承认他有着数量众多的情人。来看看下面薛定谔公开的长时间陪伴他的三个妹子，如图

右边这位是薛定谔的合法妻子，左边的小姐姐我们先不纠结，中间这位说起来也许大家不相信，她是薛定谔一位同事的妻子......就是这位，还给薛定谔生过两个女儿，难道这是要上演奥地利版“愿天下有情人都是兄妹”吗？
薛定谔在阅读德布罗意的物质波论文之后有了一些想法，他带上一位来自维也纳的秘密情人和两颗珍珠(鬼知道带这玩意是要干啥)，来到了幽静的阿尔卑斯山开始了他的闭关修炼。不久之后，薛定谔带着一条公式成功破关而出震惊了世界。
这条公式就是大名鼎鼎的薛定谔波动方程。

嗯，只要系统学习过量子力学的同学，都应该了解薛定谔波动方程的重要性。薛定谔波动方程作为量子力学中5个最基础的假设之一，可以这么说，量子力学的数学过程绝大多数时间都是在把基本粒子的“力”与"运动"以波动方式来做解析。记得有谁说过“人类物理学基础理论自薛定谔波动方程之后没有实质性的进展”。
薛定谔在阅读德布罗意物质波论文之后，将德布罗意公式融入了哈密顿力学总结出一条公式来描述电子的"运动"。
等等，很多同学在问，哈密顿力学又是什么鬼？我们为什么要有哈密顿力学？这个问题该怎么说呢，作者认为，这都是因为"懒"。
在牛顿力学里，我们使用"力"这个物理量来做一些运动解析。但是，力这个物理量是个矢量，它即有大小又有方向，试想在一个三维空间中有很多个方向不同的矢量作用在一个物体上该怎么计算结果？这玩意想想头都要炸掉了，你可以想象这个公式写出来有多复杂。于是拉格朗日力学和哈密顿力学就绕开了"力"这个需要作矢量计算的物理量，从"能量"的角度出发来做解析。说起来能量是力是空间上的积分，它是个标量，只有大小没有方向，用起来加减乘除就方便了许多。虽然拉格朗日力学和哈密顿力学与牛顿力学在几何结构上有着巨大的差异，但是老话说的好，多动脑就能让你少动手。和牛顿力学相比，哈密顿力学在讨论问题的过程中就少了很多重复和机械的工作。而很巧合的是，能量在物理学中是一个守恒量，这样使用哈密顿力学来解析一个系统的演化过程就是一件很方便的事情了。

好奇怪的问题，同样一层楼，在量子力学吧能发，在这里就发不出来，度娘又要为难我了吗？

薛定谔在提出他的波动方程之后提出一些想法，他认为所有基本粒子实际上都是波。为什么原子内部会有“能级”的存在，正是因为物质波的周期性。
在德布罗意公式中我们可以看到，电子的能量和动量对应着波长和频率。那么这个波动正好在某个位置传播一周后，与上一周的波峰和波谷正好重叠了起来有了一个稳定的驻波状态。当电子的能量与动量发生变化时其驻波条件也发生改变，则电子这个波自然要发生跃迁。
我们先来看看前几课中波尔的原子模型，它长这样，如图

电子在各个能级上匀速绕核运动，也可以在能级间跃迁运动吸收或释放光子。再来看看薛定谔波动方程计算出的氢原子能级图像，如图

很有意思是吗？薛定谔总结了他的波动方程，并提出物质的本来面目均是波动，这样的说法完备吗？我们先把镜头切回丹麦，看看波尔大神领导的哥本哈根学派这时在做些什么呢？
待续。