读《上帝掷骰子》(六)
五曙光。
波尔还在为他的原子模型绞尽脑汁,给它的漏洞打补丁。再一次对外的演讲中,他结识了两个天才少年:海森堡和泡利。
海森堡的出现,站在波尔的理论基础上,他把电子能级之差作为确定的事物,进而进行数学计算,整出了一个表格一样的算法,后来,才晓得这是矩阵。
矩阵的使用,一系列方框在运算,让物理学家很难接受,后来约尔当和波恩,海森堡将“矩阵”变形,变成了常见的乘法公式。
再后来,天才的狄克拉认识到了海森堡等人乘法公示的意义。
六殊途同归
薛定谔在本章节中独树一帜,又一个物理学大佬登场了。
在海森堡的矩阵理论成型时,薛定谔通过自己的努力,也证明了一个名著20世纪物理史的方程——薛定谔波动方程。
它与海森堡的粒子矩阵理论展开激辩,直到海森堡的老师波恩,看了薛定谔波动方程后,对其中的一个参数引入了“骰子”的话题,也就是概率论的情况。
物理学原子也好,自然世界也好,都在这个概率里面,一切都是不确定的。
七不确定性
在薛定谔波动方程大放光彩时,海森堡愁容满面,他沉思研究后,将“测量”这一概念搬上台前——“测不准原理”,准确叫做“不确定性原理”。
海森堡将理论告知波尔后,波尔也在动摇中:电子既是粒子,同时又是波。
他认为你的观察方式不一样,比如:在康普顿效应的观察方式,电子就是粒子,但用双缝来观察,电子就是波。这就是波尔的“互补原理”。它同波恩的概率解释,海森堡的不确定性原理,三者构建成了量子论“哥本哈根解释”的核心。
八决战
波尔,海森堡,波恩的哥本哈根解释与反对派爱因斯坦的大战一触即发。
1927年索尔维会议,爱因斯坦、洛伦兹、朗之万、居里夫人、普朗克、威尔逊、波恩、波尔、德布罗意、康普顿、狄拉克、薛定谔、泡利、海森堡、布里渊、德拜、布拉格等著名物理学家齐聚。
大会对微粒与波动进行了激烈讨论,爱因斯坦此次会议落败。波尔哥本哈根解释胜出。
很快,第六届索尔维会议召开,爱因斯坦发言:提出了很多假设性问题。波尔一一反击,并取得胜利。
后来爱因斯坦屡战屡败,在与波尔等人的争论中,终究是错败了。
直到一个令哥本哈根解释不害而栗的实验被薛定谔提出,那便是著名的“薛定谔的猫”实验。你无法想象一个猫在盒子里处于死与活的混合态。
由薛定谔的猫实验,物理学又引用了一个新的名词“意识”。
是“意识”在指引着整个物理学界。难以想象。物理学似乎发展到了一个歧途。
写到这里,量子物理的概念很大了,虽然作者讲解很通俗,但很多东西也没法用三言两语来解释,只能粗略描述。20世纪的量子物理发展离不开物理学大佬们的存在,和量子物理有关的大佬们,都在后续获得了诺贝尔奖。