Category 物理學

1924年，愛因斯坦收到一封來自印度的信，信上寫著： 敬愛的大師， 我冒昧地寄上這篇論文，請您細讀並不吝指教。我很想知道您對這篇論文的看法。……我的德文能力不足以將它翻譯成德文，如果您覺得它還有價值，並能安排發表於物理學刊。……也許您還記得有個加爾各答來的人，請您允許把您的廣義相對論論文翻譯成英文，那就是在下。 您忠實的玻色 寫這封信的人是出生於1894年1月1日的玻色（Satyendra Nath Bose），30歲的他只是個遙遠東方的大學講師，在物理界仍默默無名。他冒然寫信要愛因斯坦這位大師幫忙，是因為他自認隨信附上的這篇論文是個重大發現，怎奈四處投稿卻都被拒絕，不得已才寫信求助於愛因斯坦。 說來好笑，這篇論文其實起因於他自己犯下幼稚的數學錯誤。 1921年，玻色在課堂上向學生介紹量子力學的起源，也就是黑體輻射的實驗結果始終無法用古典物理解釋，直到普朗克提出光量子的概念，才成功解決這個難題。他為學生演示古典統計力學的計算過程時，卻搞錯連國中生都知道的機率觀念。 同時擲兩枚硬幣會有四種結果：正正、正反、反正、反反，機率各是1/4，因此出現一正一反的機率是1/2，但他卻一時糊塗，誤以為機率是1/3。奇妙的是，最後竟然得出和量子力學同樣的結果！ 玻色相信這絕不是巧合，他思考後提出「全同粒子」的嶄新觀念，認為光子是無法區別的，不像硬幣是獨立的不同硬幣，因此兩個光子是「正反」或「反正」也無法區分，應視為一種情況，因此機率是1/3，而非古典統計中的1/2。 玻色寫成論文投到許多期刊，但每個編輯都認為他的機率觀念有問題，他處處碰壁後，不得已只好寫信給愛因斯坦。 愛因斯坦果然與眾不同，一眼看出玻色觀點的重要性，不但親自把論文譯成德文投到《物理學刊》，還特定附上短箋為之背書。愛因斯坦在第二年也寫了一篇論文，將玻色的理論推廣到其它粒子，並預言了「愛因斯坦-玻色凝態」的全新相態（1995年獲得證實），而這種用於量子物理的統計便稱為「玻色-愛因斯坦統計」。 幸虧有愛因斯坦這樣的伯樂，玻色的理論才終於受到各界的重視，並且獲得廣泛的應用。玻色也隨即被擢升為教授，遺憾的是，直到他80歲過世前，始終未能獲得諾貝爾獎。為了紀念他，粒子物理標準模型中符合玻色-愛因斯坦的粒子（也就是負責傳遞作用力的粒子），都被稱為「玻色子」；如此，至少讓後人都無法忽略他對量子力學所作的貢獻。 補充一個軼事： 1927年，義大利政府為紀念伏打逝世一百週年，在科莫（Como）舉辦研討會，普朗克、愛因斯坦、薛丁格、狄拉克、波耳、海森堡、……等當代最著名的物理學家都參加了，玻色原本也在受邀之列，但是他卻沒有出席。 倒不是他有什麼私人因素不克前往，而是大會以為他還在加爾各答大學任教，於是在邀請函的收件人寫「給加爾各答大學的玻色教授」。但是玻色已經去了達卡大學，而加爾各答大學還有一位也姓玻色的教授，結果這位D. M. 玻色就代替好不容易出名的S. N. 玻色，參加了這場眾星雲集的物理大會。 不過D. M. 玻色比S. N. 玻色大8歲，分別在英國皇家科學學院與德國洪堡大學取得學士與博士學位，還曾進入卡文迪許實驗室學習。因此也有人認為他當時的學術聲望應不下於S. N. 玻色，或許邀請函本來就是給他的。 參考資料：