01.25 玻爾舌戰薛定諤 “疲勞戰術”有效果

一旦原子物理的大門打開,各路英雄你追我趕地闖進了神秘的原子法則王國。德國的波恩,瑞士的薛定諤,英國的狄拉克,都相繼發表了許多重要論文。哥本哈根的師兄弟們也快速反應地行動起來,泡利經過艱苦不懈的努力,一舉從海森堡的方程推導出了巴耳末公式。這就證明了海森堡矩陣方程的正確性。

正當哥本哈根為海森堡的量子力學歡欣鼓舞的時候,從瑞士傳來一個驚人的消息:蘇黎世大學的薛定諤教授提出了量子力學的波動方程。


玻爾舌戰薛定諤 “疲勞戰術”有效果


薛定諤(網絡圖)

薛定諤是奧地利人,比尼爾斯·玻爾小兩歲,物理學界有名的風流才子。此君精通數學,喜歡文藝和談情說愛,豔詩寫得比物理學論文還好。據說1925年聖誕節,薛定諤到阿爾卑斯山度假時,邂逅了一位神秘女郎,兩人墜入愛河,薛定諤潛藏的靈感在這次羅曼蒂克中受到極大的激發。回蘇黎世後他一直處於創造力的顛鋒狀態,潛心計算,一發而不可收,先後完成了六篇有關量子力學的論文。在論文中,薛定諤提出了一個微分方程式,成功地描述了電子繞原子核的運動是一種波。

薛定諤的波動方程簡明、形象,似乎更容易理解。它不像矩陣那樣稀奇古怪,尤其是與經典理論的面貌頗掛相,因此一出臺就得到了學術界的認可。普朗克稱讚薛定諤的波動方程是“劃時代的工作”。

海森堡寫信給泡利說:“我越是思考薛定諤理論的物理意義,就越感到厭惡&……我覺得它是廢物……請原諒我的這種放肆的說法。”

薛定諤也不示弱,他在論文中宣稱:“我的理論是從德布羅意和愛因斯坦那裡獲得靈感的。我不知道它和海森堡有任何血緣關係……;我當然知道海森堡的理論,但卻被它那種艱深難懂的超級代數法嚇住了。我即使不完全排斥這種理論,至少也對此感到沮喪。”

顯然,海森堡的矩陣力學是玻爾理論和學派的後繼和發展,薛定諤的波動力學卻是從德布羅意和愛因斯坦獲得啟發的。兩者血緣不同,涇渭分明,因此勢不兩立。


玻爾舌戰薛定諤 “疲勞戰術”有效果


玻爾(網絡圖)

為了弄清薛定諤的觀點,玻爾於1926年9月特地邀請薛定諤來哥本哈根訪問。薛定諤的此次哥本哈根之行,成了量子力學史上有名的論戰之旅。

薛定諤到的那天,玻爾特地到哥本哈根火車站接他。從在月臺上握手那一刻起,兩人就開始了爭論。爭論的焦點集中在:玻爾不同意薛定諤用經典物理概念來詮釋量子力學的任何企圖;而薛定諤既不承認量子躍遷,也不承認海森堡的矩陣力學。

玻爾待人一向是親切體貼的,但這一次因為涉及到重大的量子理論原則,他卻一反常態,表現出一種不達目的絕不罷休的犟勁,在討論中他毫不讓步,非要與薛定諤辯個水落石出不可。

辯論雙方,一客一主。薛定諤面孔清瘦,戴圓框眼鏡,一副書生模樣;玻爾則是一張輪廓分明的長臉,咄咄逼人的大鼻頭。玻爾安排薛定諤住在家裡,當然是為了更好地款待客人。兩人的爭論因此從早到晚不間斷地進行著,但是兩位物理學家誰也說服不了誰。面對玻爾排山倒海的攻勢,到後來,薛定諤漸漸只有招架之功了。


玻爾舌戰薛定諤 “疲勞戰術”有效果


玻爾舌戰薛定諤(網絡圖)

鏖戰兩天之後,薛定諤病倒了。過度的緊張疲勞,再加上水土不服,使這位物理學怪才渾身發熱,只能躺在床上靜養。由玻爾夫人瑪格麗特照料他,給他端茶送飯。而玻爾則坐在床邊,繼續輕言細語地對他說:

“你得承認,你的物理解釋是不充分的……”

“你必須領會,量子力學應該是……”

玻爾的“疲勞戰術”終於逼得薛定諤就範,薛定諤的觀點發生了一定的變化,他開始批判性的接受哥本哈根學派的觀點。

薛定諤最後無奈地說:“如果這個該死的量子躍遷必須保留的話,我真後悔竟然和量子理論攪在了一起。”

玻爾笑眯眯地答覆他:“但是,我們都很感謝你和它攪在了一起,你的波動力學把量子理論推進了關鍵性的一步。”

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簡介:尼 爾斯·玻爾(Niels Henrik David Bohr,1885年10月7日~1962年11月18日) ),丹麥物理學家,哥本哈根學派的創始人。哥本哈根大學科學碩士和哲學博士(PhD),丹麥皇家科學院院士,曾獲丹麥皇家科學文學院金質獎章,英國曼徹斯 特大學和劍橋大學名譽博士學位,諾貝爾物理學獎。

名言:我不怕在年青人面前承認自己的愚蠢和無知。


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