文档介绍：玻尔VS爱因斯坦
量子力学建立以后,对于量子力学的物理解释和哲学意义,一直存在着严重的分歧和激烈的争论。许多著名物理学家、哲学家、实验物理学家、数学家等都卷入了这场争论。争论之深刻、广泛,在科学史上是罕见的。在这其中,以玻尔和爱因斯坦之间的争论最为引人注目。
1921年玻尔在丹麦哥本哈根创建了理论物理研究所。并很快成为当时国际上公认的物理研究中心。逐渐形成了以玻尔为核心、以哥本哈根的名字命名的学派。对量子力学的创立和发展做出了杰出贡献,代表人物有玻尔、海森堡、泡利和玻恩等。海森堡的“测不准关系”和玻尔的“互补原理”构成了哥本哈根学派诠释量子力学的两大主要支柱。
互补原理:玻尔则认为测不准原理并不表明粒子语言和波动语言的不适用性,只是表明同时应用它们既是不可能的,但又必须同等应用它们才能对物理现象提供完备的描述。也就是说,微观粒子具有波粒二相性,正是用经典语言描述微观客体的结果,但经典理论中波和粒子这两种图象却不能同时存在,它们是相互排斥的,并且,无论是那一种图象都不能向我们提供微观客体的完整描述;只有把这两种图象结合起来、相互补充,才能提供微观客体的完整描述。这就是玻尔
的互补原理。这种互补概念适用与整个物理学,甚至成为一种哲学原理。
哥本哈根学派的主要思想和观点大致可概括为四个方面:
①可观察量是建立理论的基础和依据。
②量子跃迁是量子力学的最基本概念。
③描述微观客体的波函数是一种几率波,粒子出现的几率由波幅的平方所决定。
④从实验中所观察到微观现象,满足测不准关系和互补原理。
以爱因斯坦为首的另一部分物理学家,如薛定谔、德布罗意等对哥本哈根学派的观点提出了质疑。主要表现在两方面:
①因果性还是几率波?早在1920年1月27日,爱因斯坦针对泡利反对连续区理论的观点表示了他自己对“完全的因果性”的信念。1924年4月爱因斯坦给玻恩夫妇的信中,他针对玻尔关于辐射的波动在本质上是几率波的假设而评论说:“我觉得完全不能容忍这样的想法,即认为电子受到辐射的照射,不仅它的跳跃时刻,而且它的方向都由它自己的自由意志去选择。”
②量子力学仅可建立在可观察量的基础上?爱因斯坦对这一观点也提出异议。1926年春天,他在海森堡的一次谈话中,提出了“是理论决定我们能够观察到的东西”的观点。
①序幕:1926年9月,薛定谔应玻尔的邀请,到哥本哈根介绍他的波动力学。在结束时,薛定谔提出应该放弃量子跃迁的概念,而代之以三维空间的波来描述微观客体的行为。即以传统的连续性观念,代替量子力学理论中的间断性观念。薛定谔的这一想法一提出来,立即遭到玻尔的强烈反对。这一争论可以看做是爱因斯坦和玻尔争论的序幕。
②玻尔的互补原理:1927年9月,在意大利科摩召开的一次纪念意大利科学家伏打逝世一百周年的会上,玻尔第一次提出了“互补原理”。薛定谔和老厄不赞成玻尔的观点,尤其是不同意把物理学建立在测不准关系或其他不确定的统计解释上。
③论战开始:几个星期后,1927年10月在布鲁塞尔召开了第五次索尔维会议。会议主题是“电子和光子”。在玻恩和海森堡做关于矩阵力学的报告时指出:“我们主张量子力学是一种完备的理论,它的基本物理假说和数学假说是不能进一步被修改的。”这番话无疑是向不同意见提出了挑战。