爱因斯坦发现,玻色的统计可用于原子气体,他自己于1924年发表了《单原子理想气体的量子理论》一文[6], 并有了玻色-爱因斯坦凝聚——即所有玻色子占据最低能级的状态——的概念。玻色-爱因斯坦凝聚需要极低的温度,故迟至1995年才在实验室实现。注意,是激光让玻色-爱因斯坦凝聚的实现成为可能。此外,当年爱因斯坦向薛定谔提议,可以考虑盒子里的粒子,每个粒子联系上一个独立的谐振子,将这些谐振子量子化,每个能级上的占据数是那个盒子里的粒子数(许多量子力学或者量子统计的书里也没说是谁提议这么干的,为啥这么干,让笔者误以为真有这么个谐振子,疑惑了好多年!),如此可再现玻色-爱因斯坦统计。薛定谔依法炮制,果然。此即所谓二次量子化之滥觞。
可以说,爱因斯坦对热力学、统计物理非常娴熟,他在量子论方面的工作多是和热力学、统计物理有关的。其实,一点也不奇怪。热力学是量子理论的来源之一,那个量子力学的奠基人之一,量子力学始终顶着他的标签那个人,普朗克, 就是最优秀的热力学老师。在普朗克把热力学主方程 写成 的那一刻,量子力学的胎动开始了。爱因斯坦和普朗克,某种意义上是互为 dual(对偶)的科学家,爱因斯坦的量子力学方面的工作成就了贴上普朗克标签的量子力学,而普朗克的系列工作又成就了贴上爱因斯坦标签的狭义相对论。
爱因斯坦与普朗克
顺便说一句,相对论的精神楷模就是热力学。那是从基本原理出发建立理论体系的勾当,是理论物理的最高境界。
爱因斯坦年谱
1879年
爱因斯坦于该年3月14日出生于德国南部小镇乌尔姆;
1880年
爱因斯坦举家迁往慕尼黑;
1885-1894年
慕尼黑,小学和中学;
1894年
爱因斯坦父母迁往意大利米兰,半年后爱因斯坦中学肄业也去到意大利帕维亚和父母相聚;
1895-1896年
瑞士阿劳中学;
1896-1900年
瑞士联邦工学院上大学;
1901-1902年
在瑞士一家中学代课,后在伯尔尼专利局找到一份专利审查的工作;
1903年
和朋友Conrad Habicht,Maurice Solovine组建小团体奥利匹亚学院;
1904年,25岁的爱因斯坦
1905年
该年为爱因斯坦奇迹年。一年中爱因斯坦发表了关于布朗运动、光电效应实验的解释、运动物体的电动力学等论文,获苏黎世大学博士学位;
1906年
固体比热量子模型;
1907年
表述等价原理;
1908年
获聘伯尔尼大学讲师;
1909年
获聘苏黎世大学理论物理助理教授;
1911年
计算光的引力弯曲;
1911-1912年
捷克布拉格日耳曼大学物理教授;
1912-1914年
瑞士联邦工学院物理教授;
1914年
德国柏林大学物理教授,选为普鲁士科学院院士;
1915年
完成广义相对论架构;
1916年
广义相对论正式发表;
1917年
任柏林威廉皇帝研究所主任,为引力场方程引入宇宙常数项;
1919年
英国人宣称爱因斯坦基于广义相对论的引力弯曲计算正确;
1921年
访美并在普林斯顿大学讲授相对论;
1921年的爱因斯坦
1922年
发表第一篇统一场论论文,获补选的1921年度诺贝尔物理奖;访日途中在中国短暂停留;
1924年
拓展玻色的研究,建立玻色-爱因斯坦统计和玻色-爱因斯坦凝聚;
1927年
在这一段时间研究量子力学;
1933年
移民美国;
1935年
发表论量子力学不完备性的EPR悖论;
1936年
提出引力透镜概念;
1952年
以色列邀其任总统,拒绝;
1955年4月18日凌晨1时15分
这颗伟大的心脏停止跳动。爱因斯坦一生享年76岁。
参考文献
1.Albert Einstein, über die von der molekularkinetischen Theorie der W?rme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen (论热之分子理论所要求的平静液面上悬浮颗粒的运动),Annalen der Physik 322 (8), 549–560 (1905).
2.Albert Einstein, über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt (论一种同光之产生和转换有关的启发性观点) ,Annalen der Physik 322 (6): 132–148(1905).
3.Albert Einstein, Theorie der Strahlung und die Theorie der Spezifischen W?rme, Annalen der Physik 327, 180–190 (1907).
4.Albert Einstein, Zur Quantentheorie der Strahlung (关于辐射的量子理论), Physikalische Zeitschrift 18,121–128(1917).
5. S. N. Bose, Plancks Gesetz und Lichtquantenhypothese (普朗克定律与光量子假说),Z. Phys. 26, 178–181 (1924).
6.Albert Einstein, Quantentheorie des einatomigen idealen Gases, Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften, Physikalisch-Mathematische Klasse,261–267(1924).
本文为严肃科普媒体《返朴》(微信号:fanpu2019)首发,《返朴》由国际一流科学家和科普专家担任总编及编委。任何媒体转载时须保留《返朴》名称及微信号和作者信息。未经许可,严禁对包括标题在内的任何改动。转载、授权、合作请联系fanpu2019@outlook.com。