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熵增是最绝望的定律 泡利不相容

泡利不相容(熵增是最绝望的定律)
上次我们讲了德布罗意的物质波 。这一发现解释了玻尔原子模型中一些不自然的假设，例如，电子具有离散的轨道，电子在这些轨道上不辐射能量 。
但玻尔的原子模型始终是经典物理和量子论产生的怪胎，它还有很多疑难杂症，比如电子在原子核外的排列？以及我们之前提到的反常塞曼效应 。
这两个问题就是我们今天的主角，泡利的战场 。

沃尔夫冈·泡利于1900年4月25日出生在维也纳 。对于老一代物理学家来说，00后这一代人将是未来的希望 。
他们的成长过程已经沐浴在相对论和量子论的洗礼中，他们的思想不会被经典物理学的条条框框所束缚 。所以未来的量子力学会以年轻人为主，老一辈后劲不足，只能给这些年轻人打气 。
我们来谈谈保利 。

1918年9月，他选择了慕尼黑大学，跟随索末菲攻读博士学位 。然而这个时候，泡利已经写了一篇关于广义相对论的论文 。在大家眼里，他19岁之前就已经是相对论专家了 。
泡利最有价值的要说就是他的人品 。当他还是学生的时候，人们说他嘴苦，当他残忍的时候，他毫不留情，直接在任何人面前指出他的错误，就连爱因斯坦也不例外 。你跟保利说了，很可能下一句话他就骂你一顿 。于是人们给他起了个外号:神鞭 。
泡利批评别人的时候，习惯这样说:你的想法连错都没有 。这句话真的很强硬 。当玻尔不同意别人的观点时，他比较矜持 。他会说，你的想法挺有意思的 。
后来，海森堡也学了玻尔的说法 。他还喜欢说，你的文章挺有意思的 。

虽然泡利的嘴不饶人，但有一个例外，那就是他的老师索末菲 。泡利在索末菲面前总是毕恭毕敬，索末菲也很看重他的学生 。
从一件事可以看出，索末菲在写德国大百科全书第五卷物理部分的时候，曾经邀请泡利写相对论的部分 。泡利没有辜负老师的期望，一下子写了几百页 。爱因斯坦看了之后觉得泡利对相对论的解释非常深刻，没有什么需要修改的地方 。
泡利于1921年获得博士学位 。他在博士论文中发现，玻尔-索末菲的原子模型甚至不能准确描述电离的氢分子，更不用说更复杂的原子和分子了 。

同年，泡利离开慕尼黑，应波恩之邀，来到哥廷根大学为波恩做了一段时间的助手 。但泡利如此豪放，波恩根本管不了，不得不安排女仆每天叫醒泡利给学生上课 。
最重要的是保利不喜欢波恩 。在研究中，泡利更看重物理直觉，而波恩却总喜欢摆弄那些长长的数学公式 。他认为波恩没有物理直觉，所以不同的方式没有共同的原因 。
【熵增是最绝望的定律 泡利不相容】不久，1922年4月，泡利去汉堡大学当助教 。6月，他回到哥廷根大学，因为有一个人要在这个地方做演讲 。他是玻尔 。
演讲当天，索末菲还带了自己的学生来学习，包括海森堡 。玻尔在演讲中主要提到了一件事，就是他的核外电子组态的想法，解释了为什么元素周期表中的元素有不同的化学性质，为什么元素周期表中的元素的化学性质呈现周期律 。

玻尔说，目前的原子模型有三个量子数，主量子数N、角量子数L和磁量子数ml，分别决定了电子轨道的大小、形状和方向 。原子模型变成了三维的壳结构 。
电子在原子核外的壳层中围绕原子核运动，每个壳层中的电子数为2、8、18、32，依此类推 。
而且这些数组成的电子层都是封闭的电子层，只有封闭壳层之外的电子才会参与化学反应，这就是所谓的价电子 。
(当然，在每个壳层中，电子的轨道分为S亚轨道、P亚轨道和D亚轨道 。上图给出了每个壳层中电子的填充顺序，但这里我们不需要了解太多 。毕竟这不是教科书 。)

我们举个例子，看看玻尔是什么意思 。例如，惰性气体如氦、氖、氩、氪、氙和氡的原子序数分别为2、10、18、36、54和86 。它们之所以是惰性气体，具有相似的化学性质，是因为最外层的电子数形成了一个封闭的壳层，使原子不愿失去，也
比如氦的电子构型是2，氖是2，8，氩是2，8，8，氪是2，8，18，8，氙是2，8，18，18，8 。除了氦，它们最外层的电子都是8，不愿意失去或获得电子 。
而惰性气体前面的元素列表正好缺了一个电子，最外层可以形成封闭的壳层 。它们是氢和卤族元素:氟、氯、溴、碘和砹，原子序数分别为1、9、17、35、53和87 。可以看出，惰性气体正好少了一个电子，所以他们渴望得到一个 。


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