愛(ài)因斯坦和玻爾的三次爭(zhēng)論
三次爭(zhēng)論指的是阿爾伯特·愛(ài)因斯坦和尼爾斯·玻爾之間關(guān)于量子物理的一系列著名的爭(zhēng)論。他們之間的爭(zhēng)論,影響了物理學(xué)近百年的發(fā)展,盡管他們之間的較量和思想觀點(diǎn)一直沒(méi)能調(diào)和,但是他們的爭(zhēng)論也給互相提供了新的思想源泉。
愛(ài)因斯坦和玻爾的三次爭(zhēng)論
在量子力學(xué)的發(fā)展史中,愛(ài)因斯坦和玻爾曾有過(guò)三次大的辯論,這三次辯論也是代表著經(jīng)典實(shí)在論與哥本哈根學(xué)派的爭(zhēng)論,也是探索微觀世界很重要的一段發(fā)展史。
玻爾和愛(ài)因斯坦的爭(zhēng)辯可分為三次大的辯論,分別是1927年和1930年的索爾維會(huì)議上,以及1935年他們的科學(xué)論文中。
愛(ài)因斯坦是相對(duì)論最出名的天才,玻爾是量子力學(xué)最出名的天才,到底誰(shuí)更用勝一籌,至今也未見(jiàn)分曉。愛(ài)因斯坦和玻爾是1920年認(rèn)識(shí)的,自見(jiàn)面起,兩人在認(rèn)識(shí)上就從未統(tǒng)一過(guò)。
愛(ài)因斯坦認(rèn)為,物理學(xué)具有嚴(yán)格的因果性和決定論是有規(guī)律可循的,而玻爾認(rèn)為量子力學(xué)的一個(gè)根本原理就是測(cè)不準(zhǔn)原理。在微觀情況下,無(wú)法同時(shí)測(cè)準(zhǔn)粒子的位置和動(dòng)量。
在1930提第六屆索爾維會(huì)議上,愛(ài)因斯坦為了證明玻爾的理論是錯(cuò)誤的,精心策劃了一個(gè)“光子箱”,把玻爾殺了個(gè)措手不及。
愛(ài)因斯坦的光子箱結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,一個(gè)匣子掛在彈簧秤上,一個(gè)相機(jī)快門(mén)一樣的裝置控制匣子內(nèi)光子的射出。每次射出光子的時(shí)間,由快門(mén)控制。
彈簧秤上可以讀出整個(gè)箱子,因光子出射而減少的質(zhì)量。根據(jù)E=MCΛ的平方,得出光子的能量,這樣原則上,時(shí)間和能量不存在不能同時(shí)確定的問(wèn)題。
當(dāng)愛(ài)因斯坦還在洋洋自得時(shí),他沒(méi)想到波爾在第二天以彼之道,還施彼身,把他打得一敗涂地。第二天的會(huì)議上,玻爾運(yùn)用愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論,推導(dǎo)出光子箱證明了不確定性原理。
波爾指出,發(fā)射出光子后,光子箱的質(zhì)量減少的確可以精確測(cè)出來(lái),但是彈簧正收縮,引力勢(shì)能減小,根據(jù)廣義相對(duì)論,箱子中的時(shí)鐘會(huì)走慢,歸根到底,時(shí)間又是不確定啊,所以時(shí)間和能量存在不能同時(shí)確定的問(wèn)題。
愛(ài)因斯坦費(fèi)勁心思想出來(lái)的實(shí)驗(yàn),居然成了波爾量子力不不確定性原理的最佳證明。這次輪到他自已郁悶了。
此后愛(ài)因斯坦的一生都在嘗試駁倒玻爾,但他也從未贏過(guò)。波爾雖然在理論上占了上風(fēng),但他并沒(méi)有說(shuō)服愛(ài)因斯坦。直到1962年波爾去世時(shí),他工作室的黑板上仍然畫(huà)著愛(ài)因斯坦的光子箱。
愛(ài)因斯坦的個(gè)人資料
阿爾伯特·愛(ài)因斯坦(1879年3月14日~1955年4月18日),美籍猶太裔物理學(xué)家,現(xiàn)代物理學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者和奠基人,二十世紀(jì)最偉大的自然科學(xué)家之一,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。
愛(ài)因斯坦是光的量子論的創(chuàng)始人,是量子統(tǒng)計(jì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者之一,狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論的創(chuàng)建者。他在物理學(xué)領(lǐng)域的重要研究成果,不僅改變了自然科學(xué)研究的范式,而且使人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的科學(xué)方法得到充實(shí)。
波爾的個(gè)人資料
尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾(簡(jiǎn)稱(chēng):尼爾斯·玻爾,1885年10月7日—1962年11月18日),丹麥物理學(xué)家,現(xiàn)代物理學(xué)創(chuàng)始人之一,丹麥皇家科學(xué)院院士,曾獲丹麥皇家科學(xué)文學(xué)院金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)拢?guó)曼徹斯特大學(xué)和劍橋大學(xué)名譽(yù)博士學(xué)位,1922年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
1922年,玻爾以“對(duì)原子結(jié)構(gòu)以及從原子發(fā)射出的輻射的研究”獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1927年玻爾提出了“互補(bǔ)理論”,以解釋量子理論的矛盾之處,在同年進(jìn)行的國(guó)際物理學(xué)會(huì)議上,首次公開(kāi)發(fā)表了他的互補(bǔ)觀點(diǎn)。
玻爾一生致力于物理學(xué)研究,通過(guò)引入量子化條件,提出了玻爾模型來(lái)解釋氫原子光譜,提出互補(bǔ)原理和量子力學(xué)。
作為哥本哈根學(xué)派的創(chuàng)始人,玻爾被認(rèn)為是20世紀(jì)上半葉與愛(ài)因斯坦并駕齊驅(qū)的、最偉大的物理學(xué)家之一,在20世紀(jì)世紀(jì)的前30年對(duì)量子理論的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。