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哥本哈根学派名言

时间:2017-12-12 17:19

爱因斯坦说的“上帝不会掷骰子”。

这句话的本意是什么意思

转的^ ^1回合 爱因斯坦发动攻势  爱因斯坦与玻尔这场论战的源头要从牛顿说起。

  在20世纪之前,整个物理学尽在牛顿经典物理学的掌控之下,在牛顿的宇宙里,世界就是一个精密的钟表,上帝造好表,上好发条,以后的一切就是确定无疑的。

然而进入了20世纪后,牛顿的这座巍峨神殿在新发现的撞击下轰然倒塌了。

  在倒塌的废墟下两个新的门派站了起来,这两个门派,一个是爱因斯坦以一人之力独撑起来的相对论,另一个则是多位大师合力塑成的量子力学。

  不过,这两个门派却无法和谐相处,相对论虽然推翻了牛顿的绝对时空观,却仍保留了严格的因果性和决定论,而量子力学却更激进,抛弃了经典的因果关系,宣称人类并不能获得实在世界的确定的结果,它称自己只有由这次测量推测下一次测量的各种结果的分布几率,而拒绝对事物在两次测量之间的行为做出具体描述。

  正是这一点成了论战的主战场,爱因斯坦深信,物理学规律是关于存在的规律,而不是一些可能性。

  在一些记述中,这场论战往往被过分简化或者美化,说成是正确的某一方击败了另一方,而事实要复杂曲折得多。

两人的第一次交锋是1927年的第五届索尔维会议,尽管没有详细的会议记录,但一些回忆录提供了粗略的记述。

这次会议可说群贤毕至,对支持量子力学的学者来说更是一次成功的大会,在闭幕式之前的讨论中,量子力学派取得了压倒性的胜利,爱因斯坦一直在旁静坐,没有发言。

但是在闭幕式玻尔结束关于“互补原理”的演讲后,提出相对论的天才突然开口了:“很抱歉,我没有深入研究过量子力学,不过我还是愿意谈一些一般性的看法。

”  然后,爱因斯坦用自己研究过的一个关于α射线粒子的例子表示了对之前玻尔等学者发言的质疑,不过他的发言相当温和,甚至没有提及后来双方论战的重点———海森堡的测不准关系和玻尔的互补原理。

在爱因斯坦的发言之后,正式会议结束。

但在之后几天的时间里,讨论在继续。

根据与会人海森堡的回忆,常常是在早餐的时候,爱因斯坦设想出一个巧妙的思想实验,以为可以难倒玻尔,但到了晚餐桌上,玻尔就想出了招数,一次次化解爱因斯坦的攻势。

到最后,谁也没有说服谁。

  第一回合,爱因斯坦受到了挫败,但从双方的逻辑立场看,他相信自己占着有利的位置。

因为他只要找到一个能够成立的反例,就可以推翻或者至少动摇玻尔的不确定观点,而玻尔无论举出多少证明他的观点成立的例子也无济于事。

  第2回合 “光子盒”无功而返  之后发生的一件事显然进一步“激怒”了爱因斯坦。

  1929年,玻尔发表了一篇剑走偏锋的论文,用相对论的基本原理同他的量子力学理论相比较,其中说“通过对于观察问题的深入分析,相对论注定要揭露一切经典物理学概念的主观性质”,为他关于“在主体和客体之间不可能保持任何明确分界线”的主张提供佐证。

  早已名满天下的爱因斯坦当然不会容忍这样的“挑衅”。

1930年秋,第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开,早有准备的爱因斯坦在会上向玻尔提出了一个著名的思想实验———“光子盒”。

这个实验的装置是一个一侧有一个小洞的盒子,洞口有一块挡板,里面放了一只能控制挡板开关的机械钟。

  小盒里装有一定数量的辐射物质。

这只钟能在某一时刻将小洞打开,放出一个光子来。

这样,它跑出的时间就可精确地测量出来了。

同时,小盒悬挂在弹簧秤上,小盒所减少的质量,也即光子的质量便可测得,然后利用质能关系E=mc2便可得到能量的损失。

这样,时间和能量都同时测准了,由此可以说明测不准关系是不成立的,玻尔一派的观点是不对的。

  没有记载显示玻尔第一时间的反应,也许是震愕当场,哑口无言。

但是这个同样天才的大脑一样不肯轻易认输,经过了一个夜晚,很可能是一个不眠之夜,玻尔找到了一条路来指点这一似乎天衣无缝的实验的缺陷,而这条路竟然真的是爱因斯坦的相对论

  光子跑出,挂在弹簧秤上的小盒质量变轻即会上移,而“以彼之道还施彼身”,根据广义相对论,如果时钟沿重力方向发生位移,它的快慢会发生变化,这样的话,那个小盒上机械钟读出的时间就会因为这个光子的跑出而有所改变。

换言之,用这种装置来测定光子能量,就不能够控制光子逸出的时刻———回到了测不准关系

  玻尔就这样戏剧性地回答了爱因斯坦。

在一些野史上,这个回合的交锋以下面的对话结束。

爱因斯坦对玻尔说:“难道你们真的相信上帝也靠掷骰子办事吗

”玻尔回敬道:“我们不能教导上帝该怎么做

”  无论如何,爱因斯坦没有被说服,因为玻尔的反驳只是取巧,理论上存在值得商榷之处,因为量子力学的假设不依赖测量过程的性质。

不过这次会议多少是个转折点,爱因斯坦终于承认了玻尔对量子力学的解释不存在逻辑上的缺陷,他的主攻方向从找出量子力学的不自洽性,转到证明量子力学的不完备性上了。

  第3回合 EPR佯谬影响深远  1935年,这场论战达到了它的顶峰,一篇题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗

》的论文让论战的交战者远远超出了爱因斯坦和玻尔这两人。

这篇论文由爱因斯坦、波道尔斯基、罗森三人联名发表,因此其提出的问题日后就被称为EPR佯谬,EPR即三人姓氏的首字母。

  用最简单的话来说,EPR佯谬的关键内容就是,假设一个二体系统,由A和B两部分组成,他们证明,此二体的“动量之和”与“位置之差”是可以同时测准的。

然而,量子力学却不能提供同时测准它们的方法。

据此,爱因斯坦认为量子力学是不完备的。

这篇论文一发表就引起了轰动,爱因斯坦自己曾回忆,他很快收到了许多物理学家的信件,争先恐后地向他指出论证错在哪里,但让爱因斯坦感到有趣的是,他们的理由都各不相同。

  爱因斯坦最关心的回应当然来自于玻尔。

在EPR论文发表的第二个月月底,玻尔即在《自然》杂志上发表了一封短信,对EPR表示异议,不久后又发表了一篇与EPR论文同题的正式文章,用微观系统的“整体性”或者“不可分离性”否定EPR的论证,他的这个思路可以借用黑格尔的一段名言阐释,即“全体的概念必定包含部分,但如果按照全体的概念所包含的部分来理解全体,将全体分裂为许多部分,则全体就会停止其为全体”。

  在之后的二三十年中,玻尔的理论占了上风,但是他还是没能说服爱因斯坦。

  EPR的三位作者一直不承认他们的观点有错误,爱因斯坦到了晚年仍然在写文章为自己的观点辩护,批驳玻尔。

  后来,有人想将EPR佯谬的思想实验推进到真实实验,以此来证明孰是孰非。

上世纪60年代,英国物理学家约翰·贝尔从数学上推导出了一个贝尔不等式,由此,人们才有可能设计实际的实验来检验量子力学关于远隔粒子量子关联的预言是否正确。

70年代末80年代初,物理学家共完成了十几个实验,其中大多数的结果与量子力学的预言一致。

但是,如果引入非决定论的随机性,那么上述实验其实只是说明了量子理论是超距关联、非定域的,而没有确定量子理论是决定论的还是非决定论的,上帝是否在掷骰子并无定论。

  1955年,论战的一方爱因斯坦去世,此时,玻尔领导的哥本哈根学派在物理学界的地位正如日中天。

但不能说爱因斯坦是这场论战的失败者,在EPR佯谬的启发下,越来越多的物理学家提出观点挑战玻尔的理论,或完善量子力学。

到了上世纪七八十年代之后,哥本哈根学派终于丧失了它的正统地位。

事实上,EPR佯谬,这柄爱因斯坦70年前铸下的剑,直到今天还在展露锋芒,近年,物理学家开始利用EPR关联进行信息传递和“量子计算”等等可能的实际用途。

物理学能统一吗

您对下面的话有什么看法

这是爱因斯坦否定量子力学的一句名言,就量子力学而言,都是建立在随机事件的基础上,爱因斯坦是犹太人,所以耶和华在他的心中占据了很大的位置,他觉得这些科学的规律与耶和华有关,所以应该是有一定的准确性,而不是由概率决定的,他用这句话反驳量子力学的理论,并由此引发了波尔和哥本哈根学派的百年争论,到目前量子力学已经深入人心,但对爱因斯坦的理论还有很多人赞同,毕竟爱因斯坦有他的相对论,实际上相对论也是错的,只要找到超光速的物质,就可以否定相对论。

普朗克和爱因斯坦奠定了现物理学的什么的发展吗

普朗克将人们引入到一个新的领域-量子化的世界。

1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出普朗克公式,正确地给出了黑体辐射能量分布。

普朗克假说与当时流行的物理概念完全对立,但是他却利用这一假说在理论上准确地推导了正确的黑体辐射公式。

普朗克假说具有彻底的革命性。

因此若不是他以顽固保守的物理学家而著称,他的假说无疑会被当作一种荒诞的思想而弃之一边。

虽然这一假说听起来很离奇,但是在这种特殊情况下却推导出了正确的公式。

当初大多数物理学家(包括普朗克本人在内)都认为这一假说不过是适应面很窄的一个数学假设。

但是几年以后表明普朗克的概念还能应用于除黑体辐射以外的许多各种不同的物理现象。

1905年爱因斯坦用这一概念解释光电效应,1913年尼尔斯·玻尔在他的原子结构学说中也使用了这一概念。

1918年普朗克获得诺贝尔奖。

他的学说基本正确而且在物理学理论方面具有根本重要的意义。

量子力学的发展可能是二十世纪中最重要的科学发展,甚至比爱因斯坦的相对论还要重要。

普朗克常数h在物理理论中有着重要的作用,现在被认为是两三个最基本的物理常数之一。

它出现在原子结构学说、海森堡测不准原理、辐射学说和许多科学公式中。

普朗克最初计算出来的常数数值比今天使用的相差百分之二。

一般认为普朗克是量子力学之父。

虽然他对此理论后来的发展没有起什么作用,但是若把他的名次排得太后是不公正的。

他所做的起始突破非常重要,使人们在思想上摆脱了先前的错误概念。

因此他的继承人才能创立出今天这样完美的学说。

1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。

可以说爱因斯坦也为量子力学的最初发展奠定了一定的理论基础。

不过爱因斯坦也质疑量子力学的正确性。

他提出过“上帝永远不会掷筛子”这一名言,不满意量子力学的后续发展的结果。

于是后来就有爱因斯坦与波尔为代表的哥本哈根学派针对量子力学中光是概率波还是粒子展开旷日持久的论战,直至爱因斯坦逝世。

爱因斯坦提出过很多著名的实验比如“光箱子”实验试图推翻量子力学,但一次次被波尔等人用量子力学理论乃至爱因斯坦本人的相对论证明错误,量子力学该为有这样一个伟大的反对者而兴奋与骄傲,正是爱因斯坦的一次次挑战不断促使波尔等人不断对量子力学进行完善,从而形成了今天的量子力学理论。

所以普朗克和爱因斯坦两位20世纪最伟大的科学家共同奠定了量子力学的发展。

谢谢

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