1927年,第五届索尔维会议在比利时布鲁塞尔召开。 主题是光子和电子,讨论当时新构建的量子力学。
索尔维会议是20世纪初比利时实业家欧内斯特·索尔维( ,1838-1922)创办的物理和化学领域讨论会议。 1911年,第一届索尔维会议在布鲁塞尔召开,讨论辐射和量子。 此后每3年举办一次。
一张汇聚了物理学界聪明才智的“明星照片”成为了这次会议的见证者,涵盖多个分支的数十位物理学家纷纷离场。
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第三排
皮卡德
亨利奥特
埃伦费斯特
赫尔岑
唐德尔
薛定谔
维斯哈费尔特
泡利
海森堡
福勒
布里渊
第二排
德拜
克努森
布拉格
克莱默
康普顿
德布罗意
出生
玻尔
第一排
朗缪尔
普朗克
玛丽居里
洛伦兹
朗之万
盖尔
威尔逊
理查森
第三排 A.、E.、P.、E.、Th.、E.Schrö、JE、W.Pauli、W.、RH、L.;
第二排 P.Debye, M.、, HA、、AH、L.、M.Born、N.Bohr;
第一排 I.、M.、M.Curie、HA、A.、P.、Ch.E.Guye、CTR、OW;
量子力学自出现以来,其正确性已被大量实验所验证。 然而,量子力学还有一个尚未解决的重大问题:量子力学是否完备,波函数是否准确描述单个系统的状态。
会议分为三个小组:
哥本哈根学校:
波尔
波恩
海森堡
爱因斯坦主义者:
爱因斯坦
德布罗意
薛定谔
实验:
布拉格
康普顿
哥本哈根学派认为:
1 波函数准确地描述了单个系统的状态。
2 波函数提供统计数据,由于粒子与测量仪器之间的不可控性而存在不确定性关系。
3 空间和时间中发生的微观过程与经典因果律不相容。
爱因斯坦并不同意这一点。 没有严格因果律的物理世界是难以想象的。 他认为量子力学可能出了问题。
辩论展开
德布罗意说:粒子是波场中的奇点,波引导粒子的运动。
泡利严厉批评了这一理论,并引用了一系列实验结果来反驳德布罗意。 德布罗意被迫放弃了自己的观点。
海森堡和玻恩说:我们认为量子力学是完备的,其基本物理和数学假设不能进一步修改。 他们攻击薛定谔的电子云。
薛定谔承认他的计算不完美,但谈论电子轨道是无稽之谈。
爱因斯坦讲话
爱因斯坦最后发言并提出了一个模型:
电子穿过小孔以获得衍射图像。
爱因斯坦提出了两种观点:
1 这里没有电子物理学家狄拉克,只有电子云。
2 确实只有一个电子,波函数是一种“概率分布”。
爱因斯坦反对第 2 点,因为:
这种随机性表明相同的过程会产生不同的结果。
也就是说,传感屏幕的许多区域同时响应电子观测。
这似乎意味着远距离作用,从而违反了相对论。
海森堡的回忆
“讨论很快变成了爱因斯坦和玻尔之间的决斗。”
“我们通常在酒店吃早餐时见面,爱因斯坦勾勒出一个思想实验,他认为从中可以清楚地看到哥本哈根解释的内部矛盾。”
“一般来说,玻尔在晚上就完全了解了这些理想的实验,他会在晚餐时向爱因斯坦进行分析。爱因斯坦无法反驳这些分析,但他内心并不相信。”
辩论结果
爱因斯坦如此虔诚地相信因果律,以至于他永远无法相信哥本哈根对概率的愤世嫉俗的解释。 “上帝不玩骰子!” 但他在第一场辩论中输给了玻尔的哥本哈根学派。
第二次辩论
三年后的秋天,第六届索尔维会议在布鲁塞尔举行。 爱因斯坦瞄准了最关键的本质:测不准原理!
爱因斯坦提出灯箱实验
盒子里有几个光子。
打开时间Δt,仅发射一个光子,Δt确定
因此物理学家狄拉克,盒子轻了 Δm,这可以使用理想的秤来测量。
将Δm代入E=mc^2,也确定了ΔE
ΔE和Δt均确定,测不准原理
ΔEΔt > h/2π 不成立
这个实验的本质是:
准确测量Δt时,也能准确测量Δm
并且Δm可以从质能方程转换成精确的ΔE
ΔE和Δt都是准确的,不确定度关系无效。
玻尔对此毫无准备。 他脸色铁青,惊愕不已。
第二天,玻尔就取得了胜利。
玻尔指出:
光子逸出,盒子变轻了 Δm
使用弹簧秤称重,设定零点,设定位移Δq
根据广义相对论的红移效应,盒子在引力场中移动Δq,Δt也相应改变ΔT。
可计算:ΔT>h/Δmc^2
代入 E=mc^2 得到 ΔEΔT > h/2π
这次轮到爱因斯坦无言以对了。
爱因斯坦的广义相对论推翻了他自己的理论。
哥本哈根学派获胜。
爱因斯坦因纳粹德国的迫害而没有参加第七届索尔维会议并离开了祖国。
这次会议的主题改为原子物理学。
索尔维量子力学会议结束了。
但事情并没有就此结束。
1935年,薛定谔发表了论文《量子力学的现状》,提出了噩梦般的猫实验。
对此,哥本哈根学派只能忍气吞声,承认猫处于“生死参半”的幽灵状态。
在
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年
标题
1911年
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1913年
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1921年
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1924年
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1927年
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1948年
1951年
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1954年
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1961年
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1964年
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1970年
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1973年
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1978年
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1987年
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1991年
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1998年
和
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2001年
的
23
2005年
空间与时间
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2008年
的
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2011年
世界的
26
2014年
和
27
2017年
的:空间、时间和内在
爱因斯坦
爱因斯坦,德裔犹太裔美国人,理论物理学家,相对论创始人,现代物理学创始人。
1921年获得诺贝尔物理学奖,1999年被美国《时代》杂志评选为“世纪伟人”。
爱因斯坦曾经是量子力学的创始人之一,但他对量子力学随后的发展并不满意。 爱因斯坦始终相信“量子力学(以玻尔为首的哥本哈根解释):”基本上,量子系统的描述是概率。 事件发生的概率是波函数绝对值的平方。 “)不完整”,但由于缺乏很好的解释例子,就有了著名的“上帝不掷骰子”的消极呐喊! 爱因斯坦直到去世才接受量子力学作为一个完整的理论。 爱因斯坦还有一句名言:“月亮只有在你看着它时才存在吗?”
1927年10月,他参加了在布鲁塞尔举行的第五届索尔维物理研讨会,并与哥本哈根学派就量子力学的解释展开了激烈的辩论。 发表《牛顿力学及其对理论物理发展的影响》。
M·普朗克
第五届索尔维会议讨论的核心是量子力学,而要追溯量子力学,就不得不提到一个人,那就是马克斯·普朗克(Max ,Max~1947物理资源网,前排左二),德国物理学家霍姆, “量子力学之父”。
当他参加索尔维会议时,他已经69岁了,德高望重,是天生的前辈。
19世纪末,放弃经典物理学的想法被提上日程。 因此,消除牛顿力学和麦克斯韦电磁场两大理论之间的不一致,就成为二十世纪物理学发展的前提。 普朗克此时提出了一个大胆的假说,成为科学界的一鸣惊人。 该假说认为,辐射能(即光波能)不是连续流,而是由小粒子组成。 他将这些小粒子称为量子。 普朗克的假设与经典光学理论和电磁理论相对立,它彻底改变了物理学,使人们对物质性和放射性有了更深入的理解。
哈洛伦兹
荷兰物理学家亨德里克·安托万·洛伦茨( ,1853-1928 年,前排左四)在莱顿大学任教期间创立了电子理论,并与塞曼一起研究了磁场对辐射现象的影响。 ,发现了塞曼效应,并分享了1902年诺贝尔物理学奖。
1904年,他提出了著名的洛伦兹变换公式,并指出光速是物体相对于以太的速度极限。
洛伦兹不仅是物理学界的明星人物。 由于他精通人文地理,通晓多门外语,是国际物理学界各种聚会上颇受欢迎的主持人。 这次物理学家峰会是他主持的。 。
P·朗之万
在这些物理学界的明星中,有一个人还为中国物理学会的成立发挥了积极的作用,那就是保罗·朗之万(Paul ,1872-1946,前排右四)。
朗之万出生于巴黎。 1905年看到爱因斯坦的论文后,他对相对论表现出了浓厚的兴趣,并与爱因斯坦结下了深厚的友谊。 他生动地阐述了相对论,并做了大量的宣传工作,因此被誉为“朗之万炮弹”。
1931年“九十八事变”发生时,朗之万受国联委托来华视察教育,声援中国人民的抗日活动。 他甚至呼吁中国物理学界联合起来,催化了酝酿已久的中国物理学会的成立。 朗之万本人也成为中国物理学会首位荣誉会员。
埃伦费斯特
埃伦费斯特(P.,1880-1933,后排左三)是一位荷兰物理学家。 如果说玻尔对应原理是经典物理学和量子力学之间的一座桥梁,那么埃伦费斯特的浸没原理则是两者之间的另一座桥梁。
1906年,埃伦费斯特开始研究普朗克辐射定律的统计力学基础。 爱因斯坦高度评价了他的想法,并于 1914 年将埃伦费斯特原理称为“梯度假说”。 玻尔也充分肯定了埃伦菲斯特的贡献,并承认沉浸原理在他后来的工作中发挥了重要作用。
帕姆·狄拉克
保罗·阿德里安·莫里斯·狄拉克(Paul Dirac,1902-1984,中排左五)是一位英国物理学家。 长期从事科学研究,创立量子电动力学。 1928年,他建立了“狄拉克方程”,即相对论形式的薛定谔方程。 这个看似简单的方程从理论上预言了正电子的存在,具有划时代的意义; 对于原子来说也具有划时代的意义。 结构和分子结构被赋予了新的解释。
1935年来华在清华大学讲学,被选为中国物理学会名誉会员。
P·德拜
彼得·德拜(Peter Debye,1884-1966,中排左一)是出生于荷兰的美国物理化学家。 他发明了著名的德拜相机,使X射线材料分析成为一门课程。
1936年,他因偶极矩研究和X射线衍射研究对分子结构学科的贡献而获得诺贝尔化学奖。
居里夫人
物理学通常被认为是男性占据的领域。 梦之队几乎再次证明了这个常识,但恰好有一个“非凡”的人打破了这个“神话”,那就是玛丽·居里。
出生于1867年的玛丽·斯克洛多斯·居里(Marie Curie,1867-1934年,前排左三)虽然接受了较晚的教育,但这丝毫不妨碍她在物理、化学等领域的研究和发展。 做出的贡献。
居里夫人以坚忍不拔的精神在严肃的学术领域不断前进。 她选择“放射性”作为她一生要征服的领域。 她研究了许多物质,发现钍及其化合物具有与铀相同的性质。 在研究沥青铀矿时,她发现了镭和钋。
1910年她成功分离出纯镭。
由于居里夫人的杰出贡献,她两次获得诺贝尔奖,分别是1903年的物理学奖和1911年的化学奖。
-结尾-