三次争论指的是阿尔伯特·爱因斯坦和尼尔斯·玻尔之间关于量子物理的一系列著名的争论。他们之间的争论,影响了物理学近百年的发展,尽管他们之间的较量和思想观点一直没能调和,但是他们的争论也给互相提供了新的思想源泉。
爱因斯坦和玻尔的三次争论
在量子力学的发展史中,爱因斯坦和玻尔曾有过三次大的辩论,这三次辩论也是代表着经典实在论与哥本哈根学派的争论,也是探索微观世界很重要的一段发展史。
玻尔和爱因斯坦的争辩可分为三次大的辩论,分别是1927年和1930年的索尔维会议上,以及1935年他们的科学论文中。
爱因斯坦是相对论最出名的天才,玻尔是量子力学最出名的天才,到底谁更用胜一筹,至今也未见分晓。爱因斯坦和玻尔是1920年认识的,自见面起,两人在认识上就从未统一过。
爱因斯坦认为,物理学具有严格的因果性和决定论是有规律可循的,而玻尔认为量子力学的一个根本原理就是测不准原理。在微观情况下,无法同时测准粒子的位置和动量。
在1930提第六届索尔维会议上,爱因斯坦为了证明玻尔的理论是错误的,精心策划了一个“光子箱”,把玻尔杀了个措手不及。
爱因斯坦的光子箱结构很简单,一个匣子挂在弹簧秤上,一个相机快门一样的装置控制匣子内光子的射出。每次射出光子的时间,由快门控制。
弹簧秤上可以读出整个箱子,因光子出射而减少的质量。根据E=MCΛ的平方,得出光子的能量,这样原则上,时间和能量不存在不能同时确定的问题。
当爱因斯坦还在洋洋自得时,他没想到波尔在第二天以彼之道,还施彼身,把他打得一败涂地。第二天的会议上,玻尔运用爱因斯坦的广义相对论,推导出光子箱证明了不确定性原理。
波尔指出,发射出光子后,光子箱的质量减少的确可以精确测出来,但是弹簧正收缩,引力势能减小,根据广义相对论,箱子中的时钟会走慢,归根到底,时间又是不确定啊,所以时间和能量存在不能同时确定的问题。
爱因斯坦费劲心思想出来的实验,居然成了波尔量子力不不确定性原理的最佳证明。这次轮到他自已郁闷了。
此后爱因斯坦的一生都在尝试驳倒玻尔,但他也从未赢过。波尔虽然在理论上占了上风,但他并没有说服爱因斯坦。直到1962年波尔去世时,他工作室的黑板上仍然画着爱因斯坦的光子箱。
爱因斯坦的个人资料
阿尔伯特·爱因斯坦(1879年3月14日~1955年4月18日),美籍犹太裔物理学家,现代物理学的开创者和奠基人,二十世纪最伟大的自然科学家之一,诺贝尔物理学奖获得者。
爱因斯坦是光的量子论的创始人,是量子统计学的开创者之一,狭义相对论和广义相对论的创建者。他在物理学领域的重要研究成果,不仅改变了自然科学研究的范式,而且使人类认识自然的科学方法得到充实。
波尔的个人资料
尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(简称:尼尔斯·玻尔,1885年10月7日—1962年11月18日),丹麦物理学家,现代物理学创始人之一,丹麦皇家科学院院士,曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章,英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位,1922年获得诺贝尔物理学奖。
1922年,玻尔以“对原子结构以及从原子发射出的辐射的研究”获诺贝尔物理学奖。1927年玻尔提出了“互补理论”,以解释量子理论的矛盾之处,在同年进行的国际物理学会议上,首次公开发表了他的互补观点。
玻尔一生致力于物理学研究,通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱,提出互补原理和量子力学。
作为哥本哈根学派的创始人,玻尔被认为是20世纪上半叶与爱因斯坦并驾齐驱的、最伟大的物理学家之一,在20世纪世纪的前30年对量子理论的发展做出了重大贡献。