物理界的全明星陣容——第五屆索爾維會議

20世紀初,比利時化學家、業餘學者、企業家、政治家和慈善家歐內斯特·索爾維創立了索爾維會議。

1927年,第五屆索爾維會議在比利時布魯塞爾召開。因為發軔於這次會議的阿爾伯特·愛因斯坦與尼爾斯·玻爾兩人關於量子辯論,這次索爾維峰會被冠以“最著名”的稱號。同時,量子物理的發展史,無論如何也無法避開這次精彩的,開創性的一次會議。

一張匯聚了物理學界智慧之腦的“明星照”則成了這次會議的見證,數十個涵蓋了眾多分支的物理學家都留下了他們的身影,愛因斯坦、玻爾更是照片的靈魂人物。這張照片被稱為是物理學的“全明星”合影。

物理界的全明星陣容——第五屆索爾維會議

第一排:歐文·朗繆爾、馬克斯·普朗克、瑪麗·居里、亨德里克·洛倫茲、阿爾伯特·愛因斯坦、保羅·朗之萬、Ch. E. Guye、C.T.R.威爾遜、O.W.裡查森

第二排:彼得·德拜、馬丁·努森、威廉·勞倫斯·布拉格、Hendrik Anthony Kramers、保羅·狄拉克、亞瑟·康普頓、路易·德布羅意、馬克斯·波恩、尼爾斯·玻爾

第三排:奧古斯特·皮卡爾德、E. Henriot、保羅·埃倫費斯特、Ed. Herzen、Théophile de Donder、埃爾溫·薛定諤、E. Verschaffelt、沃爾夫岡·泡利、沃納·海森堡、R.H.福勒、里昂·布里淵

會議議程可以明顯將參會的科學家分成三派:只關心實驗結果的實驗派:布拉格和康普頓;哥本哈根派:玻爾、波恩和海森堡;還有哥本哈根派的死敵:德布羅意、薛定諤,以及愛因斯坦。


1、哥本哈根派的死敵:阿爾伯特·愛因斯坦

愛因斯坦,美籍德國猶太裔,理論物理學家,相對論的創立者,現代物理學奠基人。 

1921年獲諾貝爾物理學獎,1999年被美國《時代週刊》評選為“世紀偉人”。

愛因斯坦曾經是量子力學的催生者之一,但是他不滿意量子力學的後續發展,愛因斯坦始終認為“量子力學不完備”,但苦於沒有好的解說樣板,也就有了著名的“上帝不擲骰子”的否定式吶喊!愛因斯坦到過世前都沒有接受量子力學是一個完備的理論。愛因斯坦還有另一個名言:“月亮是否只在你看著他的時候才存在?”

面對浩浩蕩蕩的歷史潮流,他頑強的逆流而上,苦苦支撐。當年策馬揚帆,成為量子物理界的領袖,卻在二十年後站在自己一手創立的理論的對立面,引得無數人為此扼腕嘆息。

2、哥本哈根派掌門人:尼爾斯·玻爾

尼爾斯·玻爾(NielsBohr,1885-1962,中排右一),玻爾通過引入量子化條件,提出了玻爾模型來解釋氫原子光譜;提出互補原理和哥本哈根詮釋來解釋量子力學,成為量子力學的奠基人之一,哥本哈根學派的掌門人。 

在對於量子力學的解釋上,玻爾等人提出了哥本哈根詮釋,但遭到了堅持決定論的愛因斯坦及薛定諤等人的反對。從此玻爾與愛因斯坦開始了玻爾-愛因斯坦論戰,最有名的一次爭論其實發生在第六次索爾維會議上,愛因斯坦提出了後來知名為愛因斯坦盒子的問題,以求駁倒不確定性原理。玻爾當時無言以對,但冥思一晚之後發現巧妙的進行了反駁,使得愛因斯坦只得承認不確定性原理是自洽的。

3、實驗派:康普頓和布拉格

康普頓(A.H.Compton,1892—1962,中排右四),他於1922—1923年間研究了X射線經金屬或石墨等物質散射後的光譜。在索爾維的峰會上,他傾心於他的實驗成果,報告了康普頓實驗以及其和經典電磁理論的不一致,而勞倫斯·布拉格則做了關於X射線的實驗報告。出現在照片中的威廉·亨利·布拉格(W.H.Bragg,1862-1942,中排左三)便是其父親,現代固體物理學的奠基人之一。由於在使用X射線衍射研究晶體原子和分子結構方面所作出的開創性貢獻,他與兒子分享了1915年諾貝爾物理學獎。

4、路易·德布羅意

路易·維克多·德布羅意(Louis Victor,Duc de Broglie,1892.08.15—1987.03.19)出生於迪耶普,法國理論物理學家,波動力學的創始人,物質波理論的創立者,量子力學的奠基人之一。

1929年獲諾貝爾物理學獎。1932年任巴黎大學理論物理學教授,1933年被選為法國科學院院士。

5、埃爾溫·薛定諤

埃爾溫·薛定諤(Erwin Schrödinger,1887年8月12日-1961年1月4日),奧地利物理學家,量子力學奠基人之一,發展了分子生物學。維也納大學哲學博士。蘇黎世大學、柏林大學和格拉茨大學教授。在都柏林高級研究所理論物理學研究組中工作17年。因發展了原子理論,和狄拉克(Paul Dirac)共獲1933年諾貝爾物理學獎。

“薛定諤的貓”則被愛因斯坦認為是最好地揭示了量子力學的通用解釋的悖謬性。其大意是:在一個封閉的盒子裡裝有一隻貓和一個與放射性物質相連的釋放裝置。在一段時間之後,放射性物質有可能發生原子衰變,通過繼電器觸發釋放裝置,放出毒氣,也有可能不發生衰變,因此依據常識,這隻貓或是死的,或是活的。而依據量子力學中通用的解釋,波包塌縮依賴於觀察,在觀察之前,這隻貓應處於不死不活的迭加態。

6、沃納·海森堡

沃納·卡爾·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歲),德國著名物理學家,量子力學的主要創始人,哥本哈根學派的代表人物,1932年諾貝爾物理學獎獲得者

海森堡學說所得出的成果之一是著名的“不確定性原理”。這條原理由他在1927親自提出,被一般認為是科學中所有道理最深奧、意義最深遠的原理之一。測不準原理所起的作用就在於它說明了我們的科學度量的能力在理論上存在的某些侷限性,具有巨大的意義。

7、馬克斯·玻恩

馬克斯·玻恩(Max Born,1882年12月11日-1970年1月5日),德國猶太裔理論物理學家,量子力學奠基人之一。因對量子力學的基礎性研究尤其是對波函數的統計學詮釋,獲得1954年的諾貝爾物理學獎。玻恩在物理學中的主要成就是創立矩陣力學和對薛定諤的波函數作出統計解釋。因量子力學方面的基本研究,特別是因波函數的統計解釋,和Bothe分享了1954年度的諾貝爾物理學獎金。


1927年的第五屆索爾維會議雲集了那個時代最聰明的數十個頭腦,每一位科學家的故事都足夠寫上一本傳記。但是依舊沒能爭論出量子理論究竟是什麼,直到現在,量子理論依舊富有神秘的色彩。我們永遠都不會知道,也許那一天,又有幾個天才般的人物橫空出世,重新改寫量子物理的世界。



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