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物理界的全明星阵容——第五届索尔维会议

20世纪初,比利时化学家、业余学者、企业家、政治家和慈善家欧内斯特·索尔维创立了索尔维会议。

1927年,第五届索尔维会议在比利时布鲁塞尔召开。因为发轫于这次会议的阿尔伯特·爱因斯坦与尼尔斯·玻尔两人关于量子辩论,这次索尔维峰会被冠以“最著名”的称号。同时,量子物理的发展史,无论如何也无法避开这次精彩的,开创性的一次会议。

一张汇聚了物理学界智慧之脑的“明星照”则成了这次会议的见证,数十个涵盖了众多分支的物理学家都留下了他们的身影,爱因斯坦、玻尔更是照片的灵魂人物。这张照片被称为是物理学的“全明星”合影。

第一排:欧文·朗缪尔、马克斯·普朗克、玛丽·居里、亨德里克·洛伦兹、阿尔伯特·爱因斯坦、保罗·朗之万、Ch. E. Guye、C.T.R.威尔逊、O.W.里查森

第二排:彼得·德拜、马丁·努森、威廉·劳伦斯·布拉格、Hendrik Anthony Kramers、保罗·狄拉克、亚瑟·康普顿、路易·德布罗意、马克斯·波恩、尼尔斯·玻尔

第三排:奥古斯特·皮卡尔德、E. Henriot、保罗·埃伦费斯特、Ed. Herzen、Théophile de Donder、埃尔温·薛定谔、E. Verschaffelt、沃尔夫冈·泡利、沃纳·海森堡、R.H.福勒、里昂·布里渊

会议议程可以明显将参会的科学家分成三派:只关心实验结果的实验派:布拉格和康普顿;哥本哈根派:玻尔、波恩和海森堡;还有哥本哈根派的死敌:德布罗意、薛定谔,以及爱因斯坦。


1、哥本哈根派的死敌:阿尔伯特·爱因斯坦

爱因斯坦,美籍德国犹太裔,理论物理学家,相对论的创立者,现代物理学奠基人。 

1921年获诺贝尔物理学奖,1999年被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

爱因斯坦曾经是量子力学的催生者之一,但是他不满意量子力学的后续发展,爱因斯坦始终认为“量子力学不完备”,但苦于没有好的解说样板,也就有了著名的“上帝不掷骰子”的否定式呐喊!爱因斯坦到过世前都没有接受量子力学是一个完备的理论。爱因斯坦还有另一个名言:“月亮是否只在你看着他的时候才存在?”

面对浩浩荡荡的历史潮流,他顽强的逆流而上,苦苦支撑。当年策马扬帆,成为量子物理界的领袖,却在二十年后站在自己一手创立的理论的对立面,引得无数人为此扼腕叹息。

2、哥本哈根派掌门人:尼尔斯·玻尔

尼尔斯·玻尔(NielsBohr,1885-1962,中排右一),玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,成为量子力学的奠基人之一,哥本哈根学派的掌门人。 

在对于量子力学的解释上,玻尔等人提出了哥本哈根诠释,但遭到了坚持决定论的爱因斯坦及薛定谔等人的反对。从此玻尔与爱因斯坦开始了玻尔-爱因斯坦论战,最有名的一次争论其实发生在第六次索尔维会议上,爱因斯坦提出了后来知名为爱因斯坦盒子的问题,以求驳倒不确定性原理。玻尔当时无言以对,但冥思一晚之后发现巧妙的进行了反驳,使得爱因斯坦只得承认不确定性原理是自洽的。

3、实验派:康普顿和布拉格

康普顿(A.H.Compton,1892—1962,中排右四),他于1922—1923年间研究了X射线经金属或石墨等物质散射后的光谱。在索尔维的峰会上,他倾心于他的实验成果,报告了康普顿实验以及其和经典电磁理论的不一致,而劳伦斯·布拉格则做了关于X射线的实验报告。出现在照片中的威廉·亨利·布拉格(W.H.Bragg,1862-1942,中排左三)便是其父亲,现代固体物理学的奠基人之一。由于在使用X射线衍射研究晶体原子和分子结构方面所作出的开创性贡献,他与儿子分享了1915年诺贝尔物理学奖。

4、路易·德布罗意

路易·维克多·德布罗意(Louis Victor,Duc de Broglie,1892.08.15—1987.03.19)出生于迪耶普,法国理论物理学家,波动力学的创始人,物质波理论的创立者,量子力学的奠基人之一。

1929年获诺贝尔物理学奖。1932年任巴黎大学理论物理学教授,1933年被选为法国科学院院士。

5、埃尔温·薛定谔

埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger,1887年8月12日-1961年1月4日),奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学。维也纳大学哲学博士。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论,和狄拉克(Paul Dirac)共获1933年诺贝尔物理学奖。

“薛定谔的猫”则被爱因斯坦认为是最好地揭示了量子力学的通用解释的悖谬性。其大意是:在一个封闭的盒子里装有一只猫和一个与放射性物质相连的释放装置。在一段时间之后,放射性物质有可能发生原子衰变,通过继电器触发释放装置,放出毒气,也有可能不发生衰变,因此依据常识,这只猫或是死的,或是活的。而依据量子力学中通用的解释,波包塌缩依赖于观察,在观察之前,这只猫应处于不死不活的迭加态。

6、沃纳·海森堡

沃纳·卡尔·海森堡(德文原名:Werner Karl Heisenberg,1901年12月5日—1976年2月1日,享年74岁),德国著名物理学家,量子力学的主要创始人,哥本哈根学派的代表人物,1932年诺贝尔物理学奖获得者

海森堡学说所得出的成果之一是著名的“不确定性原理”。这条原理由他在1927亲自提出,被一般认为是科学中所有道理最深奥、意义最深远的原理之一。测不准原理所起的作用就在于它说明了我们的科学度量的能力在理论上存在的某些局限性,具有巨大的意义。

7、马克斯·玻恩

马克斯·玻恩(Max Born,1882年12月11日-1970年1月5日),德国犹太裔理论物理学家,量子力学奠基人之一。因对量子力学的基础性研究尤其是对波函数的统计学诠释,获得1954年的诺贝尔物理学奖。玻恩在物理学中的主要成就是创立矩阵力学和对薛定谔的波函数作出统计解释。因量子力学方面的基本研究,特别是因波函数的统计解释,和Bothe分享了1954年度的诺贝尔物理学奖金。


1927年的第五届索尔维会议云集了那个时代最聪明的数十个头脑,每一位科学家的故事都足够写上一本传记。但是依旧没能争论出量子理论究竟是什么,直到现在,量子理论依旧富有神秘的色彩。我们永远都不会知道,也许那一天,又有几个天才般的人物横空出世,重新改写量子物理的世界。

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