文档介绍：科学论战的启示
宋明辉宁波市李惠利中学 315040
摘要上世纪爱因斯坦和玻尔在量子力学理论问题上发生了一场世人所瞩目的论战。两位伟人互相尊重,个人之间有着深厚的友谊,但对于科学问题却针锋相对,各不相让。量子力学理论在论战中发展。这对我们有很大的启示。我们提倡在物理教学中相互探讨、争论。在讨论中使物理教学不断发展,教学质量不断提高。
关键词量子力学理论论战物理教学试题
爱因斯坦(,1879—1955)和尼尔斯•玻尔(N•Bohr,1885—1962)是二十世纪伟大的科学家,他们对物理学的发展作出了杰出的贡献。以玻尔为核心的哥本哈根学派创立和发展了量子力学。海森伯的“测不准关系”和玻尔的“互补原理”是量子力学理论的两根主要支柱。爱因斯坦也是对量子理论作出贡献的科学家,但是他对哥本哈根学派的观点始终存有异议。由此围绕着对量子力学理论的理解和解释,发生了一场世人所瞩目的论战。
1927年9月在意大利科摩召开了纪念意大利科学家伏打逝世一百周年的会议。在会上玻尔作了题为《量子假定及量子理论的最近发展》的讲座,第一次公开了他提出的“互补原理”,使到会的科学家们大为震惊。当年10月在比利时的布鲁塞尔召开了第五次索尔维会议,爱因斯坦、玻尔、薛定谔、玻恩、德布罗意、海森伯、洛伦兹、康普顿都出席了这次会议。会上玻尔发言重复了他在科摩会议上的观点。爱因斯坦没有出席科摩会议,在这次会上第一次听到玻尔阐述的“互补原理”。他的反应是不赞同玻尔的观点,对“测不准关系”和量子力学的几率解释极为不满。爱因斯坦坚信“有一个离开知觉主体而独立的外部世界,是一切自然科学的基础。”认为由于量子力学的描述方式不完备限制了对客观世界的完备认识,所以只能得出不确定的结果。爱因斯坦提出了一个“单缝衍射”的理想实验来说明自己的观点。玻尔十分尊重爱因斯坦的“发难”,他认为爱因
斯坦的关怀和批评,很有价值地激励着我们所有的人来再度检验和原子现象的描述有关的形式的各个方面。对于他来说是很受欢迎的刺激,迫使他进一步去解决问题。玻尔经过仔细思考,反驳了爱因斯坦。
在1930年10月第六届索尔维会议上,爱因斯坦与玻尔等人就量子力学问题的争论达到了高潮。爱因斯坦提出了新的理想实验,称之为“光子箱”,用以说明能量和时间可以同时测准,得出的结论是“测不准关系”不成立。据说玻尔听了爱因斯坦关于“光子箱”的发言后,大吃一惊,呆若木鸡。面对挑战,玻尔经过一夜思索,找出了爱因斯坦发难的疏漏之处。他在会议上用爱因斯坦的相对论说明在“光子箱”的能量能测准时,时间测量产生一个不准确量。爱因斯坦承认玻尔的回答无可指责,“光子箱”实验反而成了“测不准关系”的例证。
第六届索尔维会议之后,爱因斯坦承认了“测不准关系”和量子力学理论在逻辑上的自洽性,但认为量子力学是不完备的。他和其他科学家通过论文表述自己的观点。玻尔等科学家也立即发表论文回答。科学论战继续进行。由于第二次世界大战,论战平息了一段时间。到20世纪40年代,他们再次重申自己的观点,论战又重新展开。
回顾两位科学巨人的科学论战,我们可以得到许多宝贵的教益。这是一场真正的科学论战,双方都非常认真,充分准备自己的论据,又认真思考对方的观点。多年的论战使得量子力学的意义不断地清晰,量子力学的理论在不断地发展。论战是量子