parrot5947: CERN那位才是厲害我只是個小實習生 講實話在這種大型實驗室待一個暑假，除非是博士學生否則感覺大家對實習生的期待都超低 加上粒子物理的learning curve 非常不友善，光是搞懂自己要做什麼、學會要用的工具就花掉超過一半的時間 學習到的東西超多（每週兩三次各種講座，愛因斯坦出席率百分之百），但我覺得產出來說可能比自己在學校做研究還要少 加上粒子物理實驗的規劃都是用十年以上來計算的，連這邊的科學家都說This experiment is coming online “soon”. (in ten years if everything goes as expected)
今天終於去看了奧本海默
這噗會是有雷的討論，還有一些噗主個人心得看法
警告有部分二戰歷史討論，對於德國二戰史感到不適的人請滑到防雷線後
1. 海森堡
2. 波耳（聖誕節拜訪的那位）
3. 費米
4. Chicago Pile 1
5. 鈽與鈾
6. 量子力學相關
7. 一些零碎心得
這邊講的應該會比較多各個科學家的故事，所以不會那麼科學（應該）除了到量子力學的部分
來簡單聊聊海森堡！
電影開始沒多久看到他，看到奧本海默跟他握手我就直接在座位上扭曲。
如果1942年海森堡告訴施佩爾（看下面補充）原子彈是可行的，後面的歷史都會完全不一樣了吧。
海森堡最著名的理論是測不準原理，也是量子力學的基礎之一。最簡單的解釋是當我們測量一個量子的所在位置，如果他的誤差越小，測量速度的誤差就會越大（物理學上通常是動量，但講這個有怕太複雜用速度就好，拜託其他物理系的不要噴我。）也就是說我們無法同時縮小測量量子所在的位置跟他速度的誤差，而速度又直接與能量相關，所以也可以說我們無法同時準確量測量子的位置與能量。
對這個人寫出測不準原理的時候大概才25歲上下，完成使用線性代數中會學到的矩陣（其實我們高中數學就有了）來表示量子力學的矩陣力學時，他才24歲。
在1933 年一月希特勒被任命為總理後，許多的物理學家紛紛離開德國（很多是猶太人），海森堡曾經到訪美國卻不打算移民。二戰開始+核分裂被發現後，海森堡加入了納粹德國研發核能相關武器工程的計畫，但在1942年他曾向施佩爾報告說，根據他的計算，不太可能在三年內製造出任何高濃縮、可以製為核武的原料。因此納粹德國的核工程相關開發轉向核能為主（因為不需要這麼高度精煉的鈾235/鈽239）。
我個人其實真的很好奇他當下的感受是什麼。
雖然說在後來的審判中他稱自己是為了避免納粹得到有毀滅性力量的武器才這樣做，但連當時的物理學家都並沒有全部買單這個說法。
但必須要警告，心理狀態不穩定的朋友真的不要去看，我當時每看十五分鐘大概就要停下來休息十分鐘否則會吐出來。
心理衝擊超大
二戰歷史補充：
施佩爾Albert Speer 是納粹的算內政部長？本人反對希特勒的焦土政策，在希特勒自殺前，其他納粹高層曾希望他能夠勸說希特勒不要死守柏林，是希特勒曾經非常信任的手下，也是有才華的建築師（我沒有說他是好人，這兩件事情不一樣）。二戰後紐倫堡審判中的主要戰犯，因為其他納粹高層大概都自殺了。
戰後GHQ命令日本銷毀所有核子研究相關的任何紀錄，京都大學的加速器設備被丟入琵琶湖，導致日本第一位在台灣成功核分裂反應的科學家荒勝文策，非常地失落
沒有寫錯，亞洲第一個成功重現核分裂實驗，世界第二次核分裂反應，就是在今天台灣大學的實驗室完成的，曼哈頓計畫也曾參考荒勝的研究計算
像愛德華•泰勒，除了超想做氫彈之外，現在在計算觸媒比表面積的BET理論，也和他有關，BET是三位固體表面氣體吸附理論發明者的名字，T就是泰勒
他主要研究的多腔磁控管，也變成微波爐重要結構之一
測不準原理是個不太好的翻譯，翻成不確定性原理比較合適。這個翻譯使得「量測造成不準確」變成常見的誤區，實際上用波函數的形式表示粒子的時候，就必然因為波函數本身的數學特性（共軛變量），使得位置與動量無法同時被精準得到。
那個原理的部分這邊是直接取一般臺灣教科書的翻譯，其實大部分的物理用詞用英文或德文都會更直觀，不確定性原理確實是比較貼近英文的翻譯。
然後這噗主要的目的是科普，我個人覺得在科學溝通上「讓大眾可以理解」與「精確描述」確實是常常需要取捨的部分，我自己也還在學習中。加上我很久沒有用中文講物理了文句上也需要加強，還請大家多多指教。
可以好奇問一下旅人的主要研究方向嗎？
啊啊是大前輩！好想問是在CMS 還是在ATLAS做的
這邊目前在Fermilab intern所以聽了各種方向的粒子物理研究，第一次在噗浪遇到也是唸粒子物理的好開心
但我現在在考慮往QIS走就是歪個樓，CP破壞聽起來好像拆CP還是那個是哥德爾（？
哥德爾有出現過
但是他太高了這個中文翻譯也蠻有趣的？因為英文是CP violation
我覺得susy 聽起來也很好笑（supersymmetry)
物理學家對於取簡稱這件事情真的超不擅長
馮諾曼跟奧本海默在原子能委員會的時間是不是剛好錯開？還是有其他時間點他有出現？
啊啊原來，然後我看到英文名字終於想起他是誰
我對他的理解比較偏向電腦資訊那方面的，沒想到他在裡面也有參與
20世紀初真的是科學界上的黃金年代
上世紀是新紀元爆發啊他太晚出生不然能發明微積分任何一位數學家有他的其中兩三個就夠名留青史了吧
這時候就覺得他名字短一點該有多好這樣理論的名字也可以短一點真的有時候會讓人懷疑這種人是不是來自未來還是怎樣
尤拉棒多了，名字那麼短這噗居然還有待過CERN的大前輩整個神
感謝旅人推薦！剛剛在亞馬遜找了一下竟然沒有電子書版本，但學校圖書館有！等我回學校借來看看
公式也很短超好記CERN那位才是厲害我只是個小實習生
講實話在這種大型實驗室待一個暑假，除非是博士學生否則感覺大家對實習生的期待都超低
加上粒子物理的learning curve 非常不友善，光是搞懂自己要做什麼、學會要用的工具就花掉超過一半的時間
學習到的東西超多（每週兩三次各種講座，
愛因斯坦出席率百分之百），但我覺得產出來說可能比自己在學校做研究還要少加上粒子物理實驗的規劃都是用十年以上來計算的，連這邊的科學家都說This experiment is coming online “soon”. (in ten years if everything goes as expected)
沒錯，公式看起來超神超棒的，然後一用就爆炸了。不知道有沒有人跟我一樣是屬於睡過頭就會廢掉一天的人
來聊聊波耳這位量子力學發展史上非常重要的人物（其實我覺得每個科學家都不可或缺，包含那些提出錯誤理論的人，我覺得如果要成為科學家，就必須明白自己可能只是前往所謂「真相」的墊腳石）
波耳出身哥本哈根，在拉塞福提出行星模型以及普朗克提出能量量子化的理論後，他將兩者結合提出了波耳模型，解釋了原子的結構（仍然不太正確）。
中間插播一段關於氫原子結構的歷史，因為電子在原子中所在的能階不同，電子會在吸收能量後躍遷到不一樣的能階，而不同能階之間的能量差別會是固定的，如果是電子吸收能量的話我們可以得到吸收譜線，如果電子從高能階回到低能階（穩定態）的話則可以看到發射光譜。
在1885年某位瑞士的數學老師巴耳末發現了氫原子譜線之間的關聯性，公式請見圖片
但這是一個經驗公式，所以大家並不知道背後的物理意義。而能被這公式解釋的氫原子光譜線被稱為巴耳末系列，至於為什麼這個先被發現⋯⋯因為這部分在可見光波長。
噗主碎念：我自己是很討厭數學家用這種經驗公式去「猜」到的情況拉，我覺得他們不過就是在玩數字而已，然後我至今已經跟無數個數學系學生吵過架（包含我男友）説數學才不是宇宙真理只不過是人類用來解釋自然的語言。這大概也是某種程度上我很不喜歡馬克士威的原因（但我很愛古典電磁學，太美了）
波耳模型有以下假設 （取自科學人，因為我很怕我講錯）
1. 電子以圓形軌道繞著原子核跑，電子與原子核之間以庫侖靜電力相吸
2. 電子的角動量乘上2π必須是普朗克常數h的整數倍，所以電子只能在某些有特定半徑的軌道上運行；
3. 電子在這些軌道上運行時不會放出電磁輻射，所以其能量E（動能加位能）是固定的，但是電子卻可以跳到另一個能量較低的軌道，而放出電磁輻射。
但我們現在知道電子並非在「軌道」上而是「軌域」裡，也沒有加速度的問題，但這是後話。
波耳的另外一大貢獻是量子力學的哥本哈根解釋（詮釋？兩個翻譯都有人用）至今也是最多人接受的量子力學解釋，理論物理學家還投票過大家到底支持哪個（我在某個會議中聽到的，主持人還笑說如果科學可以用民主來決定那我們到底在幹嘛。）
我不是很想細節的講因為真的包含太多東西，然後量子力學的用詞都要分別解釋又很違反直覺，所以我決定來講其他事。
愛因斯坦很不喜歡哥本哈根解釋，電影中奧本海默提到的「上帝不擲骰子」就是引用愛因斯坦的話，不過他話中的上帝是指自然規律。
波耳在二戰期間逃到了瑞典（他媽媽是猶太人），被接到英國，後來又來到了美國（所以才會在電影中出現），在那個時候他已經是量子力學界中最重要的人物。
電影一開始差點吃掉毒蘋果的那位其實應該要是奧本海默的導師，跟波耳沒什麼關係，
但毒蘋果是真的更正：不確定毒蘋果是不是真的，但這件事情都跟波耳沒關係
我突然想到我沒有多方查證這部分，我先修改喔！
不好意思剛剛看到覺得很有趣就直接寫上去了，這是我的疏忽
剛剛看了一下其他資料顯示說應該是有被誇大後的故事
謝謝旅人指正！！下次我會記得要中英資料都要看清楚（汗
我真的很怕講錯嗚嗚，所以我寧願各路大神都來糾正我
在工作場合被大一新生的不懂裝懂搞出一堆爛事後，就知道不懂的時候說不懂就好
他們差點把快兩千美的儀器弄壞我同事快被氣死可以求償嗎？差點而已，我同事把它救回來了
但我們真的有遇過國中生來參觀弄壞東西過，雖然那個東西大概三十歲左右了啦但原本也是很貴的
這種奇葩事情感覺可以再開一個噗說
預告一下應該會很長，畢竟我在Fermilab實習哈哈哈
Enrico Fermi 1938年諾貝爾獎得主，在理論跟實驗上都有極大貢獻的物理學家，建造出了第一個可控制反應速率的核反應堆chicago pile 1 （對那時候真的只是一個「堆」）
費米也是天才一枚（到底為什麼那個時代出了一堆天才），21歲拿到物理博士學位，24歲時根據包立不相容原理提出費米-狄拉克統計（狄拉克晚他幾個月的樣子），而其對應的粒子被稱為費米子。
我真的不知道要怎麼解釋費米-狄拉克統計
費米子是符合上述的統計力學原理並擁有自旋為n/2（n為奇數）的粒子，基本粒子（最小單位的粒子）中，夸克（quark）跟輕子（lepton）都屬於費米子
（維基百科的圖）我不知道為什麼網路上有人把希格斯粒子歸在費米子，它都叫Higgs Boson當然是玻色子啊？（也有可能我一直以來都理解錯誤麻煩大家告訴我）
這也是一個因當時無法證實（微中子太難偵測）而拿不到諾貝爾獎的理論。
而他在領獎後，就跑到美國去了。
原來有人把希格斯玻色子誤當成費米子嗎？
題外話，因為電影中歐本海默暱稱歐比，所以我一直以為費米是費曼的暱稱，直到費曼本人出現。
想請問噗主為什麼原子彈爆炸時會有蕈狀雲呢？
費米的故事真的是有點長
重點是他其實死的挺早，可能是輻射的後遺症，胃癌那個真的太難了
我也不知道為什麼網路上會有那張奇怪的圖片！！旅人可以用fermion definition 這個關鍵詞去谷歌就可以看到了，我在找資料的時候超困惑還自我懷疑了一下
我突然想到我以前以為波恩跟波耳是同一個人只是翻譯不一樣
原子彈（其實只要能量夠大就有可能形成）爆炸的時候產生高溫，導致中心的空氣急速上升形成超低氣壓（就像真空一樣的狀態），旁邊的冷空氣會流進中心。熱空氣在上升時會逐漸冷卻最終與周遭大氣層達成平衡狀態（散開）形成頂。
我查到了一個名詞叫Rayleigh-Taylor instability 但我沒有學過所以不確定⋯⋯這邊放上我看到的資料 英文但是解釋平易近人
某篇paper講那個不穩定性
物理學史真的好有趣，讓我想到以前讀的創世第八天講分子生物學史
因為太好看所以誤入歧途不好意思我明天回！！這兩天在收行李+參觀學校不好意思消失了一陣子
附上今天去看到的
Chicago pile 1 舊址
順帶一提我的誤入歧途是《愛麗絲漫遊量子仙境》，講量子講得超可愛的書
我今天下午有看了一下資料！應該明天可以回覆
我應該有把握可以解釋一定程度但希望能夠清楚易懂
不好意思久等了
我來了！
我看了很久覺得從角動量的量子化開始講好像比較合理。
波耳在提出波耳模型的時候，其中一個很重要的概念就是角動量的量子化，但是他當時是假設電子是繞著原子核轉（所以電子相對於原子核有角動量），然後用電磁學的概念、量子力學中能量與頻率成正比的概念以及芮得柏公式（其實就是巴耳末公式的完全體，可以計算出所有譜線之間的能量差），說明在量子力學中角動量必須是量子化而不是連續的。
那跟自旋又有什麼關係呢？包立不相容理論告訴我們每個量子態（量子數）只能有一個電子，但是他們發現當時所知每個量子態中都會可能會有兩個電子存在。（*量子數下面補充）
那就代表還需要一個自由度才能夠說明這兩個電子不一樣，自旋量子數就被提出來了
雖然一開始大家都覺得很扯但不是！！
一是電子本身在理論上是沒有體積的點狀粒子，啊請問沒有體積怎麼旋轉？
二是自旋是一種粒子本身帶有的特性，每一種粒子的自旋量子數都是被固定的（大家可以想像成物質天生帶有的一種性質，像是質量一樣）
不過像是其他角動量是會根據電子離原子核的距離而有所改變的（雖然還是量子化）。
希望這樣算講的清楚？
如果還是不懂的話就
因為數學上它跟角動量的運算方式一樣（超奇怪）但卻是粒子與生俱來的性質。
記得這樣就好
主量子數n （就是化學課教過的KLMS層）
角量子數l （1s2s2p......)
跟磁量子數m_l
至於這些怎麼算出來的呢，基本上就是痛苦的解氫原子的三維薛丁格方程式，然後要翻書找出兩百年前數學家解出來的某個函數
我在上課的時候才驚覺原來這個是可以解出來的啊！我高中化學課以為他們只是
湊出來的但我真的很困惑為什麼數學家兩百年前就解出了這個東西
最後一張圖是完全體（氫原子電子的波函數）
然後前面兩張是補充完全體內神秘的東西
這個是有名字的函數喔！！數學家我記得17XX、18XX解出來的
圖片出自David Griffiths 的introduction to quantum mechanic
噗主真的講得很好
公式P3在我眼中直接變馬賽克是正常的嗎？這樣看起來數學走在超前面，有點變虛無縹緲的感覺
謝謝旅人支持！！
結果我突然發現我費米還沒講完
我有聽到一個很好笑的故事，我學校大學畢業也是有要求論文，而且其中一個口試委員要是完全不同領域的（例如科學相關就得找人文社會或文學教授），然後我室友說她的中文教授去聽了一場數學系的口試，並且很認真的想要問問題，所以她問：「請問你的研究有什麼應用範圍呢？」
數學系同學：「我也不知道！」
找到數學的應用範圍是物理系跟資訊科學的工作（在美國讀科學怎麼能不與meme為伍（大誤導看過一張圖是寫生物是應用化學 化學是應用物理 物理是應用數學 數學是應用哲學就像國中的小朋友，女生一個人一個位子，男生可以一個人一個位置也可以一坨人疊疊樂坐在一個位子一個狀態可以用四個量子數來描述（n l m s），s就是標示上面講的自旋（spin）
對費米子來說，系統中所有粒子的nlms組合都不一樣，s都是半整數（例如1/2 或-1/2）
對玻色子來說，系統中所有粒子的nlms組合可以一樣也可以不一樣，s都是整數
滿足費米子在系統中的分佈情形就叫費米-狄拉克分佈
（應該是這樣，希望沒說錯）