激光是怎样产生的？1916年，爱因斯坦看到了上帝在玩骰子上个视频我们讲完了玻尔-索末

上个视频我们讲完了玻尔-索末菲的量化原子模型，按正常的情况，这个视频应该说德布罗意的物质波，不过我突然想起了一位我们很长时间没有提到的人，爱因斯坦。
为啥还要再提爱因斯坦？因为他为量子论的贡献绝对不亚于玻尔，有这样的说法，量子论草创时期有三大巨头，分别为普朗克、爱因斯坦、玻尔，这三位并驾齐驱。

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那么这节视频的主题是啥？上帝的骰子。爱因斯坦这个人很有趣，微观世界统计解释的本质，其实是他最早发现的，但他一辈子都接受不了这个事实。
1916年的玻尔，原子模型大获成功，在哥本哈根终于有了一个理论物理学教授的职位，但此时的爱因斯坦已经是名誉全球的大师级人物，在1913年被普朗克、能斯托邀请到了柏林工作。
虽然爱因斯坦不怎么喜欢德国，但是这两位前辈开出来的筹码让爱因斯坦无法拒绝，只要他去柏林，就可入选普鲁士科学院院士，还可以在科研教授，以及理论物理研究所主任，这两个职位中任选一个。

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爱因斯坦确实心动了，但还有一个让他无法抗拒的诱惑，他的堂姐艾尔莎也在柏林。身为一个男人，他肯定会做出正确的选择。
1915年，爱因斯坦完成了对牛顿引力方程的改造，使它的数学形式满足洛伦兹变换下不变的性质，这一壮举让爱因斯坦成为了继牛顿之后最伟大的科学家。
这一年美国的实验物理学家罗伯特·密里根用了十年的时间，验证了爱因斯坦的光电效应方程，这让爱因斯坦更加确定了光量子的真实性。

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现在广义相对论也完成了， 1915年11月的时候，爱因斯坦还把广义相对论应用在了解释水星近日点进动存在误差的问题，理论预测结果和观察结果，在允许的误差范围内。
爱因斯坦觉得自己的理论没有问题，就等着让其他人去验证吧，闲下来的爱因斯坦没事可做，又把注意力转向了量子理论。
1916年的夏天，爱因斯坦通过玻尔的原子模型又一次推导出了普朗克公式，这已经是他第二次采用不同的方式推导出这个公式了，第一次是在研究光电效应的时候，而且他还发现了电子新的跃迁形式，叫受激发射。

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前面讲原子模型的时候，玻尔提到了两种跃迁形式，第一种是电子吸收能量跃迁到更高的轨道，第二种是电子从高轨道自发的跃迁到更底轨道，并释放相应的能量，叫自发辐射。
爱因斯坦说还有第三种，叫受激发射，当电子已经处在激发态的时候，我们再次向电子释放一个光量子，这时的电子并不会吸收这个光量子，而是会受到冲撞，立刻向更低的能级跃迁，并且电子在跃迁的时候会释放出一个和冲撞它的光子一摸一样的光子，什么频率、偏振完全一样。

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这就是现代激光的理论基础，先给物质中原子施加能量，使它的电子处在激发态，然后用一个光子撞击物质，这个光子就会诱发物质中的原子释放出一摸一样的光子，大量的原子产生大量的光子，由于光子是玻色子，不符合泡利不相容原理，所以他们可以叠加在一起，此时大量的光子就像是一个光子一样，沿着直线向前飞奔，不会扩散，在一个点上光强非常高。这就是我们看到的激光，全称叫“受激辐射式光频放大器” 。
你看，爱因斯坦牛吧，一出手就有新发现，如果不是把主要的精力放在了相对论上，在量子论中肯定会做出更大的贡献。
这还不算啥，接下来的发现才让爱因斯坦大吃一惊，他好像隐隐约约看到了上帝，在黑暗的角落里在玩骰子，并向他露出了一丝阴森的鬼笑。

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刚才我们说了，电子处在激发态的时候，受到外来光子的冲撞、诱导，他会立刻向下跃迁，但要是没有受到外来光子的干扰呢？电子何时向下跃迁？向哪个轨道跃迁？
爱因斯坦吃惊地发现，电子跃迁的时间是随机的，你不能准确地说出他具体在哪个时刻向下跃迁，只能给出一个统计学上的概率解释，而且他跃迁的轨道也是随机的，你不能准确的说出他向哪个轨道跃迁，只能说出电子向这个轨道跃迁的概率有多大。