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电子自旋的发现

首先想到同一轨道上的两个状态对应电子自旋的是泡利自己,但他很快又放弃了。他认为“自旋”这种概念来自经典物理,在量子理论中应该彻底放弃经典概念。所以放弃了电子有自旋的想法。

不久之后,美国青年物理学家克罗尼格产生了同样的想法,他跑去告诉泡利。泡利回答说:“你的想法很聪明,可惜大自然不喜欢它。”于是克罗尼格也放弃了自己的想法。

又过了一段时间,著名物理学家艾伦菲斯特的两个学生乌伦贝克和高斯密特也产生了类似的想法。艾伦菲斯特支持他们的想法,建议他们把稿子投给《自然》杂志,然后又建议他们去请教一下洛伦兹。

洛伦兹与他们都生活在荷兰。他们去后,洛伦兹说,我实在太忙,这样吧,你们把论文先放在我这里,我抽空看一下,你们过些日子再来。几天后,他们又去见洛伦兹,洛伦兹拿出一沓写满计算式的纸张交给他们,说:“恐怕有问题,如果电子有自旋,电子边沿的速度将超过光速,这违背相对论。”洛伦兹原先反对过爱因斯坦的相对论,现在态度转了180°,又赞同相对论了。

听了洛伦兹这番话,这两位觉得糟糕了!赶紧找老师艾伦菲斯特商量补救办法。老师建议他们赶快要求杂志社退稿,杂志社却答复:“十分抱歉,你们的稿子已经付印了,以后你们一定要注意,确定论文没有问题后再投稿。”为此,他们二人十分沮丧,老师安慰说,你们还年轻,发点错误文章没有关系,来日方长。

此后不久,玻尔到荷兰访问,艾伦菲斯特带着这两个学生到轮船码头接玻尔。两位先生在前面走,他们二人帮玻尔提着皮箱,闷闷地在后面跟着。玻尔问艾伦菲斯特,你这两个学生好像有什么心事,不大高兴啊?艾伦菲斯特把他们投稿的事告诉了玻尔。

玻尔一听,说:“电子有自旋?这个想法很好啊!至于超光速的问题可以暂时先不管。”玻尔的称赞顿使乌伦贝克和高斯密特欣喜若狂。

这篇文章登出后,海森堡立刻写信给他们表示赞同,爱因斯坦也对他们的工作大加赞赏。

实际上,乌伦贝克和高斯密特的文章基本是正确的,当时出现超光速的问题是因为把电子的半径估计得太大了。事实上,电子非常小,至今还没有测出电子的半径。当然“自旋”这个概念,恐怕也确实不能像经典物理那样去理解。

文章发表前后,乌伦贝克和高斯密特的情绪经历了坐过山车一样的起伏,但他们终于没有错过“电子自旋”这一杰出的发现。 hedgVEMb+rhhpOPkq+m5PB+Wnze3vkF/1L01FJTVb6BC3xeCvTIewKOvLyujZfQg

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