如果年輕人講武德，選擇‘耗子尾汁’挥萌，那么量子力學(xué)就會(huì)變成“量力學(xué)”绰姻，不過還好，那個(gè)年代不興武德這一套引瀑。
從1922年學(xué)術(shù)會(huì)議上遇到海森堡開始狂芋，玻爾就覺得這個(gè)21歲的男孩不一般，玻爾籌劃了兩年憨栽，在1924年把讀博的海森堡交換到自己的研究所帜矾，位于丹麥的哥本哈根研究所。
（編者按：這是近代量子力學(xué)的科研圣地徒像，一大半的學(xué)術(shù)成果都和這里有關(guān)，其地位相當(dāng)于牛頓家的那棵蘋果樹蛙讥，愛因斯坦當(dāng)年的瑞士專利局）
玻爾那樣一個(gè)不善言談的木頭锯蛀，多次邀請海森堡到家里品嘗愛因斯坦送他的美酒，兩人喝著小酒次慢，什么都談旁涤，哲學(xué)，美術(shù)迫像，科學(xué)劈愚，趣聞，關(guān)系好的不得了闻妓。一個(gè)是37歲已經(jīng)名滿天下的尼爾斯-玻爾菌羽，一個(gè)是23歲連博士都沒念完的海森堡，地位懸殊并不影響關(guān)系親密由缆。
一年交換期結(jié)束注祖，回到德國，海森堡出手就是一個(gè)矩陣力學(xué)均唉，把玻爾十年辛苦維護(hù)的原子模型打個(gè)稀碎是晨，年輕人不講武德，欺負(fù)老同志舔箭，后果很嚴(yán)重罩缴，那時(shí)他大概還沒有意識到，一百年后层扶，會(huì)有一個(gè)年輕人因?yàn)榫仃噷?shí)現(xiàn)人生第一次掛科箫章。
海森堡的矩陣解鎖了量子力學(xué)的新姿勢，奠定了這個(gè)學(xué)科的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)镜会，這是寫在科學(xué)史上的功勞炉抒。也正是因?yàn)樗呢暙I(xiàn)，矩陣從一個(gè)數(shù)學(xué)上不入流的計(jì)算方法獨(dú)立成為一門學(xué)科稚叹，“線性代數(shù)”焰薄。
（物理學(xué)一直就有欺負(fù)老同志的傳統(tǒng)拿诸，祖師爺牛頓就是個(gè)中翹楚。牛頓說過：“如果說我比別人看得更遠(yuǎn)些,那是因?yàn)槲艺驹诹司奕说募缟稀薄?/p>
這句話現(xiàn)在已經(jīng)被當(dāng)做牛頓謙虛的象征塞茅，意在說自己的功勞是建立在前人的基礎(chǔ)上亩码；可在當(dāng)時(shí)就是這句話引起了軒然大波，牛頓的老前輩胡克原地爆炸野瘦，這句話在當(dāng)時(shí)人看來描沟，就是在諷刺胡克矮。
“蝦仁豬心”鞭光，身高對于一個(gè)男人自尊心的傷害是毀滅性的吏廉，牛頓也就一米七四，就感諷刺胡克是個(gè)矮子惰许，可想而知胡克得有多低席覆。
或許是這波身高諷刺太傷，后世物理學(xué)家默契選擇了不談身高梗汹买，學(xué)物理的佩伤，實(shí)在是沒幾個(gè)高個(gè)，牛頓：一米七四晦毙；愛因斯坦：一米六四生巡；ZLQ：一米七五。）
當(dāng)然玻爾作為德藝雙馨的老前輩见妒，是不會(huì)怨恨海森堡的背叛的孤荣，他樂得這個(gè)年輕人推翻自己的理論。海森堡也不慫须揣，提出矩陣之后垃环，一鼓作氣，和自己的博士生導(dǎo)師波恩還有同門師兄約爾當(dāng)三人把量子力學(xué)推動(dòng)到一個(gè)前所未有的高度返敬。
以上內(nèi)容文科生吹潘熳可用，內(nèi)容真實(shí)可考劲赠；
下面我們來說一說海森堡的矩陣力學(xué)到底是個(gè)什么東東涛目，竟然可以讓一個(gè)20多歲的博士獨(dú)立量子力學(xué)潮頭。
先給一個(gè)量子的通俗解釋：量子凛澎，就是能量分子的意思霹肝，能量也不是可以無限分割的。
量子發(fā)現(xiàn)是個(gè)意外塑煎。
舉個(gè)例子沫换，給手機(jī)充電的時(shí)候，從0到1%的電量一定是一個(gè)能量不斷增加的過程最铁，是從0到無窮分之一讯赏，再到無窮分之二垮兑，。漱挎。系枪。無窮分之無窮。這樣無限累加起來的一個(gè)過程磕谅，牛頓的微積分也正是基于這樣的假設(shè)私爷。
現(xiàn)在物理學(xué)突然說能量根本不是可以無限小的，小到一個(gè)定值也就不再變化了膊夹，這個(gè)定值衬浑，就是量子的能量值。
量子不是一個(gè)實(shí)際存在的東西放刨，可以說它只是一個(gè)能量單位工秩，但是這個(gè)已經(jīng)足夠給建立在牛頓經(jīng)典力學(xué)之上的物理學(xué)沉重一擊，能量不是一個(gè)連續(xù)的概念呢宏榕，那光呢拓诸？那輻射呢侵佃？那力呢麻昼？
知道了量子是什么，我們就可以接著說我們后面的內(nèi)容了馋辈。
量子力學(xué)就是指能量交換在量子級別的力學(xué)抚芦，它完全不符合牛頓力學(xué)體系，自成一派迈螟，自量子力學(xué)誕生之后叉抡，百年間無數(shù)聰明的頭腦祭獻(xiàn)于此，方才撥開迷霧答毫。
因?yàn)榻裉煳覀円f的是海森堡的事情褥民，就不打擾其他偉人了，愛因斯坦洗搂，德布羅意消返，薛定諤等大佬們，您老們先去休息哈耘拇。
尼爾斯-玻爾的理論認(rèn)為撵颊，原子中的電子繞著某些特定的軌道以一定的頻率運(yùn)行，并時(shí)不時(shí)地從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道上去惫叛。每一個(gè)電子軌道都代表一個(gè)特定的能級倡勇，因此當(dāng)這種躍遷發(fā)生的時(shí)候，電子就按照量子化的方式吸收或者發(fā)射能量嘉涌，其大小等于兩個(gè)軌道之間的能量差妻熊。
請看上面的黑體字兩次夸浅，努力回想一下高中時(shí)學(xué)到的知識，那些殘留在腦海里的關(guān)于原子的知識固耘，或許你隱隱約約能記起來一個(gè)“泡利不相容原理”對吧题篷，還有那個(gè)類似太陽系的原子結(jié)構(gòu)，想不起來也沒有關(guān)系厅目，因?yàn)橄肫饋硪矝]什么用番枚。
玻爾的理論是建立在兩個(gè)假設(shè)上的：
一：電子圍繞軌道運(yùn)行
二：電子以一定頻率運(yùn)行
這是玻爾根據(jù)同時(shí)代其他科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)綜合分析之后提出的合理構(gòu)想，可惜不能驗(yàn)證损敷。
海森堡物理學(xué)界剛出道葫笼，奉物理學(xué)學(xué)科原則為圣經(jīng)：物理學(xué)的研究對象應(yīng)該只是能夠被觀察到、被實(shí)踐到的事物拗馒，而不能建立在觀察不到或者存粹是推論的事物上路星。
海森堡研究了玻爾的理論之后很痛苦，合著您老所有的理論是建立在兩個(gè)假設(shè)上的诱桂，這我學(xué)物理還有個(gè)什么勁洋丐，直接寫科幻不就好了。
所以海森堡開始了他作為一個(gè)物理學(xué)從業(yè)人員的職業(yè)高光挥等，找到堅(jiān)實(shí)的友绝，可以觀察，可以計(jì)算的東西替代玻爾的兩個(gè)假設(shè)肝劲。
茨威格在他的《人類群星閃耀時(shí)》一書中說過：一個(gè)民族迁客，千百萬人里才出一個(gè)天才。
很幸運(yùn)辞槐，海森堡就是他德意志民族千百萬人里的那個(gè)天才掷漱，也怪了，那段時(shí)間榄檬，德意志民族集中產(chǎn)出了世界上的半數(shù)天才卜范。
玻爾假設(shè)電子圍繞軌道運(yùn)行是因?yàn)椴栍^察到不同位置的電子蘊(yùn)含的能量不一樣，同一位置的電子能量一樣鹿榜。所以他猜測有一個(gè)軌道存在海雪，層層把原子核包裹起來。
玻爾假設(shè)電子以一定頻率運(yùn)行是因?yàn)樗J(rèn)為電子是波動(dòng)不是粒子犬缨，把他當(dāng)成波可以直接套用傅里葉變化分解成量子形式喳魏。
海森堡的處理結(jié)果是，管它電子是波是粒怀薛，我只在乎能觀察到的電子能量差刺彩。
既然是能量差，那么一維的數(shù)字就不能用了，必須引入新的數(shù)據(jù)形式创倔，Matrix應(yīng)運(yùn)而生嗡害。
看到這里，對于上一句是不是一頭霧水畦攘？別急霸妹，我來解釋一下。
假設(shè)你在坐高鐵知押，從太原到運(yùn)城是50元叹螟，從運(yùn)城到西安是80，從西安到南京是200台盯。那么現(xiàn)在的這個(gè)線路就是：
太原---運(yùn)城---西安---南京：對應(yīng)金錢0---50---130---330
把人當(dāng)做粒子罢绽，玻爾認(rèn)為太原，運(yùn)城静盅，西安良价，南京各自就是一個(gè)軌道，因?yàn)樗鼈兪且粋€(gè)軌道蒿叠，所以他們之間的切換會(huì)存在一個(gè)價(jià)錢差明垢。
當(dāng)然玻爾這么說也是為了運(yùn)算著想，比如要計(jì)算南京到太原市咽，你知道南京這個(gè)軌道代表330痊银，太原這個(gè)軌道代表0，那么做個(gè)減法就好魂务，這樣多方便曼验。
可是問題來了泌射。并沒有實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證南京這個(gè)軌道是330啊粘姜，你只知道太原到南京差價(jià)是330，但是太原這個(gè)位置是多少并不知道熔酷，人為規(guī)定太原為0 孤紧，然后南京就成了330 ，這樣的說法竟然還是量子力學(xué)的奠基理論拒秘，這不是荒唐嗎号显？
海森堡這樣的精神小伙可不嫌麻煩，不就是只知道能量差嗎躺酒？那好辦押蚤，我把所有能量差都寫出來，那不就不用人為規(guī)定太原是多少了嗎羹应？
現(xiàn)在誰也不要糾結(jié)太原是多少錢揽碘？南京是多少錢了？本來我也用不到，我就要個(gè)差價(jià)而已雳刺，何必呢劫灶。
拋開第一行金砍，第一列肮之，剩下的就是石破天驚的矩陣菇用，Matrix腻贰，現(xiàn)在我們看來不過是一個(gè)4*4的矩陣澎羞，可在當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家看來倍阐，這是什么突那？怎么一個(gè)物理量長得這么奇怪独旷？
和我們大學(xué)第一次學(xué)習(xí)線性代數(shù)一樣雀久，海森堡看著眼前這奇怪的矩陣陷入了睡眠蒲犬，一覺醒來，矩陣還是矩陣岸啡，海森堡卻不再是海森堡了原叮，他想通過，看不懂不要緊巡蘸，能計(jì)算就行奋隶，要什么物理意義，意義是‘三小’啦悦荒。
不開玩笑唯欣，海森堡用矩陣重建了力學(xué)體系，甭管是牛頓的還是量子的搬味，無一例外的適用境氢，也就是說盡管還不知道矩陣是什么意義，但是它確實(shí)是打開量子之門的鑰匙碰纬，而且現(xiàn)在鑰匙窩在一個(gè)24歲博士剛畢業(yè)的人手里萍聊。
也不只是他輝煌過，量子力學(xué)的發(fā)展就是年輕人的天下：1905悦析，大清光緒三十一年寿桨，愛因斯坦提出光量子假說，26歲强戴；1913亭螟，民國二年，玻爾提出原子結(jié)構(gòu)骑歹，28预烙。除了他們還有大量的年輕人在20歲的年級馳騁在量子力學(xué)的疆域里，縱橫馳騁道媚。
因此量子力學(xué)也被稱為“男孩物理學(xué)”扁掸。
冤有頭欢嘿，債有主，如果說一定要給創(chuàng)造了矩陣之人一個(gè)掛科后的白眼的話也糊，那么海森堡只是其中之一炼蹦，他誤打誤撞的在物理學(xué)領(lǐng)域重新發(fā)明了矩陣，他年紀(jì)小狸剃，涉獵不足掐隐，他老師一眼就發(fā)現(xiàn)了他的Matrix就是1858年劍橋數(shù)學(xué)家Arthur發(fā)明的determinant，現(xiàn)在翻譯成‘行列式’钞馁。
1858年虑省，大清咸豐八年，行列式誕生了僧凰，1925年探颈，民國14年，矩陣出現(xiàn)在物理學(xué)領(lǐng)域训措，從此即將在下個(gè)世紀(jì)進(jìn)入大學(xué)教材的線性代數(shù)開始了它輝煌的一百年伪节。
