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日期: 2017-04-12 | 來源: 劉全慧博客 | 有0人參與評論 | 專欄: 楊振寧 | 字體: 小 中 大
4月7-8日，揚州大學辦了壹個物理學教學方面的會議，會上有人談到國內壹位名家的文章。不愧名家手筆，文章確有真知。但是，瑕不掩瑜。瑕疵之壹，是在文章的最後壹段，批評了楊振寧先生關於自旋的理解。立即找來相關原文對照，發現對楊振寧的批評是錯誤的。不僅如此，對另外壹位作者的批評也有不確。
壹，電子自旋是電子的壹種內稟性質，無關相對論!
電子自旋和電子的質量、電荷壹樣，是壹種內稟屬性。也就是與生俱來，和人類的認識與否無關，也就和任何理論無關。這是物理! 數學是什麼? 不過為了定量地描敘物理的壹種手段。當然，數學是很好的手段和工具! 在這種意義上，數學是物理學的侍女!
當年，德布羅意提出了物質波的概念，資深物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者德拜覺得薛定諤手上的工作並不重要，提出"to deal properly with waves, one had to have a wave equation."也就是說，電子的波動性需要壹個恰當的數學描敘，你薛定諤應該去試試尋找這個數學。這句不經意的提醒，直接導致了薛定諤建立起薛定諤方程。薛定諤方程提供了微觀粒子量子性的恰當描述。
電子的自旋是為了解釋鹼金屬光譜線的雙線結構而提出來的。可惜，薛定諤方程並不能為電子的自旋提供恰當描述。這個時候，狄拉克自問道，to deal properly with spins, one had to have another wave equation. 這個恰當描述，基本正確的說法是，就是狄拉克的電子理論，也就是電子的相對論性的量子力學；而更為徹底的說法是，需要量子電動力學(QED)。
狄拉克跨出了關鍵壹步，所以常常說，處理電子自旋，需要用到相對論性量子力學。但是，在任何意義上，電子自旋都不是相對論性的效應! 那麼，電子自旋有沒有相對論性效應? 有! 例如說，電子的反常磁矩。
贰，楊振寧認為電子自旋是壹種相對論性效應? NO!
文章對楊振寧的批評，在文章中的最後有壹句話：
首先，我們看參考文獻[11]相應部分的完整的壹句話。“實驗發現，電子有壹種內稟的角動量，稱為自旋角動量，它源於電子的內稟性質，壹種非定域的性質，壹種量級為相對論性的效應.”這裡對電子自旋的性質做了非常詳細的說明，也就是“電子的內稟性質”。既然如此，自旋就不是“壹種量級為相對論性的效應”。這裡的“壹種量級為相對論性的效應”，很可能是壹處印刷錯誤。
第贰，楊振寧對自旋的理解，專門有《自旋》壹文，其中有如下關鍵的壹句：“但是狄拉克不是這樣，他把注意力集中在相對論性的電子理論上，而且寫下了漂亮的狄拉克方程。這個方程顯示了自旋是荷電粒子相對論性理論的固有特征，…。”也就是，離開了相對論性理論，無法恰當描述電子自旋。所以，對自旋的理解，楊振寧無可挑剔。
壹點福利：薛定諤壹開始並沒有立即領會到薛定諤方程方程的重要性
對此，低溫物理學家，諾貝爾物理學獎獲得者P.L. Kapitza在《Experiment,Theory, Practice: Articles and Addresses》p.318中提到，薛定諤在導出薛定諤方程之後，對方程的重要性評價很低，是德拜立即看出來薛定諤方程的重要性。
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