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欢迎收听科学视频话
一九二七年
物理学家们在布鲁塞尔就召开了第五届索尔维会议啊
波尔和爱因斯坦有场大辩论
啊不过辩论到最后爱因斯坦就盯不住了啊显然大家都赞成波尔的观点啊哥本哈根学派的思想呢
也就被世界上
多数的物理学家
接受了
但是以爱因斯坦
选
薛莉谔啊德布罗伊
为首这这几个人就是
就是一晃脑袋不承认呐这个
啊还有同样深为量子力艺学创始人的迪拉克呢
也在犹豫他始终没说话
对吧
心里呢是倾向于爱因斯坦因为从最终哲学上有个认定就是说这个世界一定是
靠谱的对吧是可以测量呢是测得准的
但是那个测不准原理它就放在这儿你又不能否认它这玩意该怎么办
迪拉克心里也没谱所以
它不表态
这事显然还没完
在一九二七年到一九三零年之间这段时间里面呢
迪拉克就开始整合量子力学与下一相对论
就开创了一门新的学问叫量
子场论
他就推导出了它的那个著名的迪拉克方程
伊拉克就预言
存在
反利子
说白了就是存在
那种质量跟电子差不多但是电荷跟电子完全相反的那么一种东西
叫做
正
电子
它带正殿
当然了这个预言
是提前做出来了吗当时还没有办法就观测和证实
等到观测和证实那是后话了
大致
就在这段时间内可以看得出来一个脉络
最开始
是海森堡冒出来了
一九二五年提出巨阵力学
到二五年年底过圣诞了嘛
这薛定谔冒出来的
基本上二十六年就属于血定谔了
他搞出波动方程
这个影响很大
那接下来呢
二十七年咱们就开索尔维会议大家这个讨论这个测不准原理这个波尔根
爱因斯坦就开始
辩论呢
就二七年
到后边
二八年
显然就属于迪拉克他搞出了迪拉克方程
在
两
次索尔维会议之间
大概就是这个状态
这个一九二八年
还有一件事
在当时是
布希尔
一个小男孩
就出生了在了北爱尔兰的首辅叫贝尔法斯特
这个男孩
会在日后
向哥本哈根学派的这个不确定性园里发起挑战
而且他的不等事也成为了检验爱因斯坦和波尔
谁对谁错最好的一个猜判员
而这是后话了
这放下不表啊因为
一九二八年这会儿啊
这小男孩最重要的事情就是好好吃奶好好长大啊这个他还早上呢
一九三零年呢
有新的一次索尔维会议又要开拉上次是第五届这次就是第六届了
一大帮子物理企学家又在深秋啊聚到了波鲁塞尔好吃好喝好招待啊对吧
大家热烈讨论物理学问题
啊这
次大会主席是郎之万啊
罗伦兹老爷子去世了马这么多年都是他当主席的
以前一经是他
这回呢
那不得不换人呐
上次
爱因斯坦比较矜
持
啊
大家发言他不说话
一知道最后他才发言
但这回啊
他不太一样
这爱因斯坦憋了三年了你知道吧他就在等着一天
等着这个
索尔维会议咱们来找波尔麻烦
果然
开会时间不长
这爱因斯坦蹦起来了
他就走到黑板前面
他画了一个实验装置的图
他就跟大家说诸位请上演瞧一敲开一看了
这个试验装置将证明测不准原理是不靠谱的
为什么呢
我们完全可以测得准
这个爱因斯坦画的是啥呢
画了一个方盒子
一边有个小闸门
有个机械中控制
只要设定好时间就能自动打开闸门
这个盒子里有辐射物质它会放出光子
这爱因斯坦
就向大家
解释这个思想试验的这个原理这个这个
这个思想试验
这个
海森堡啊波尔
他们提出这个不确定性原理
这个讲
时间等它T和能量等它翼是不能同时测量准确的
你测准了能量就测不准时间你测准了时间就测不准能量
他们想同时测这两个值
的确挺麻烦的确不方便那好吧
我就替他们想个办法
我就分开
测
怎么测怎么叫分开测呢
比如说
现在这个闸门
是个很精确的机械中在控制
它是个理想了中要多精确有多精确
到时间就开它就放出一个光子
那么
等它替我们肯定就知道了对吧
这个啥时候开闸门那不是提前设定好的吗
光子飞出来一个
它飞出去了
那箱子里的那个质量
就变轻了吗可不是吗
光子也有动质量
它也有分量头
它停下来是净质量是灵但是它永远不会停吗它永远在动嘛
这个光子一飞出来那箱子里边就少了一个光子它重量当然轻了
这箱子轻了多少
我们当然有办法把它测量出来
那么也就是说
等儿它一就可以通过一等于M斯方这个公式啊
咱们就给它算出来
那么
但是他一和胆儿它替
咱们就都测准了
那么也就是说
测不准原理是错的
我明明有办法把它测准了对不对
大家一听
有道理哦
是吧这个好像理论上是说得通头
然后大家都回过头去看波尔啊心说啊
爱因斯坦出出牌了该你了该你了啊
大家一看这个波尔脸斯很难看
坐在那里是你也逮一得法楞啊
波尔傻
了
他万没想到爱人斯坦憋三年
给他来了这么一手
这是他完全没想到的
大伙儿一看
呀这事儿要麻烦这个爱因斯坦不愧是物理学的泰山北斗一般一出手就是个大难题
当然这次大会主题是磁场
大家都谈这个磁场
这
但是波尔这一天呢
都没精神
就弄得跟掉了魂似的
爱因斯坦一天都挺开心呢
反正这难题出给博尔呢球在他那边的是吧
就看他怎么对付了
自己也没啥担心的
这三年
就琢磨着怎么霍解这个册不准原理来着是吧
他现在
球踢给波尔他
自己很开心呢
他在自己
房间里还拉开小提琴了你说
要说科学家会玩乐器的呢实在不在少数
比如说
这个普朗克
刚琴大提琴管风琴那不在话下唱歌还唱得不错
人家年轻的时候还给青歌剧
作曲啊
是吧
人家上大学还在犹豫
是学音乐当音乐家呢还是学物理当物理学家你看最后还是学物理了
这普朗克这是老一辈的
再往年轻一辈的讲
在年轻一辈的
海森堡钢琴弹得特别棒
他
我们钱文书讲过他一九二九年不是和
迪拉克一起去东方嘛去说日本嘛
在船上
在太平洋那船上
他就给迪拉克弹钢琴
还问他你迪拉克你喜欢听哪首
结果迪拉克回答
就喜欢听他双手交叉弹的那一首
就说白了这个迪拉克对
海森堡弹沙曲子根本就没劲耳的人家
注意力一直在海森堡的手上人家就盯着海斯森堡的手看
不过这个迪拉克呢说话说回来
平时就是个木腿人他倒也没啥
兴趣爱好
不过呢后来有人考证出来好像他也有点兴趣爱好
他比较喜欢看电影
影也不是看一般的这种故事片儿那时候好莱坞正正流行啊
奥二九年第一次发奥斯卡讲啊是不是
但是
这个迪拉克喜欢看米老鼠
啊就看动画片儿啊
这是
迪拉克他们年轻一辈儿的
中间一辈儿就是爱因斯坦啊他特喜欢拉小提琴
当然有人
传说他拉琴像剧木头特难听
那没那么夸张
啊水平比较业余倒是真的
唉
但是
拉出来也还也爱凑合也还凑能听吧反正这天他高兴啊这个就在旅馆里就开始拉
不管他拉得好拉得坏着
波尔肯定能听见而且听见肯定能烦死
他俩
旅馆就住楼上楼下那脚步声都能听见
爱因斯坦心说
你肯定睡不着了吧
诶
为什么呢他能听着
波尔的脚步声啊
在屋子里来回的
踱步啊就这一晚上他就没歇着
唉哪第二天
爱因斯坦一看波尔
完全出乎意料
一看波尔精神抖擞
心说不好
完了这家伙是不是想出啥主意来了
果然
今天就轮到波尔的
波尔也在台上画了一个图
跟昨天爱因斯坦画那图差不多
也是一方盒子边儿上开一闸门儿有一个机械中控制
但是跟爱因斯坦的图片不一样的是
这盒子是摆在一个弹簧秤上门儿
爱因斯坦你不是说
可以测量盒子质量变化
进下来计算那个飞出去光子的质量吗
但是你不能空口白话呀你总要有测量工具吧
你说测量重量的变化
好
我给你画个弹簧秤这总是很合理的吧对不对
这其实也蛮符和波尔的思路
测量方式你不能不考虑测量这个行为
它会干扰这最后的结果呀
你一定要把你呢测量书行为具体下来我们才能讨论这个问题
在微观世界里测量方式呢是至关重要
好了我们来看
中控制闸门的开河
这个闸门一开这光子就飞出来了
然后箱子瞬间就变轻了
但是你别忘了
这盒子是挂在弹簧秤上的
这钟也是挂在盒子上的
大家都是一个整体
整个盒子带着钟的重量
少了一个光子变轻了
那么弹簧称的弹簧就叫收缩了嘛对吧拉着盒子往上一飘
你别看这小小的移动
在这个过程中
根据爱因斯坦的广
义相对论
箱子在地球引力场里面移动会产生红
移
那你看箱子上那个表的毒数
这个大家可能不太理解
不过我们现在
有非常非常精确的原子中
完全可以观测的这个现象
在地上放两个原子中
都是高精度极其精准
彼此
都是互相较准的这两个走
中走得完全一样
然后把一个钟搬到一百米的高塔上
一个钟放地下大家就很精奇的发现
怎
怎么这俩高度不一样这这俩钟走得就不一样一个快了一个慢了
根据爱因斯坦的广义相对论呢
引力场会对时间造成影响啊
这高塔上离地心远呢
引力长比地面稍微
弱了那么一丁点
其实我们站在地面上
头顶受到这个引力就比脚底下
受到引力要小一点
这个差有多大呢大概是三低水的重量非常非常小
但是这点微小的差异
对钟表
其实都是有影响的
特别是对那种超级精密的原子中
反正
按照波尔说
因为你这个
稍微一挪动
它产生了红疑
所以你这个时间就变了
时间一变我
急着咔嚓把它带进去一算
刚好
发现符合测不准原理
一个光子飞出箱子的一瞬间箱子一轻然被弹簧秤的弹簧网上一拽一拽的过程中这时间变了
把这么个变化考了进去
那你就是测不准原理就是对的
那
就是测不准
这回呢
就轮到爱因斯坦魂不守舍了
因为这实在太出乎意料了
爱因斯坦憋
三年憋出来一大招
让你波尔一个晚上就给破了
而且还漂亮的玩了一招叫一亿其人之道还治其人之身
那相对论
什么引力鸿遗
那是爱因斯坦最得意的理论那广义相对论就是爱因斯坦提出来的
但是爱因斯坦自己万万没想到
就在这方面出了
他不得不承认
波尔说的逻辑唱完全是自洽的
他完全说得通啊
其实波尔心里他也打鼓
他可不保证这个说法一定不存在漏洞
他只憋了一个晚上
那反正呢
爱因斯坦没办法
认输这次打嘴仗又没能打败波尔而自己还吃了个闷亏
爱因斯坦一直觉得就目前看来测不准这个事
说有他是有的
但是
这只是表
象
背后一定
有个啥东西我们还不知道
是这个东西的操纵着这一切稀奇无外的事
这个东西到底是啥呢怎么才能证明他存在呢
他一时半会儿他想不出来
他
拍屁股走人一边
憋大招去了
他打算再憋个大招
一九三零年的索尔维会议呢
波尔又胜
而且
这回波尔胜得比较精心因为爱因斯坦憋大招憋了三年
这波尔就凭着自己的物理
举学的那种直觉
短时间就给他化解掉
爱因斯坦憋三年他一个晚上给搞定了
这就好比足球场上点球大战
你爱因斯坦是罚球的
他有时间慢慢去选
我往哪儿踢
我什么时候起脚
沃斯哪个角度
但是作为守门员的波尔他没时间
他只能等着爱因斯坦那一脚球踢出来
他才一瞬间他在有个反应
但是波尔在这次表现得非常出色他完成了
他成功地就像铺点球一样把这个问题给解决了
你别看
波尔平时反应有点迟钝
没有那帮子物理学男孩
反应快
但是他一生辩论他都没有输过
爱因斯坦
年底
这一年
年底就去美国讲学了
还接受了纽约市长的金钥匙啊他已经是世界名人了到处受欢迎
而且呢
他也是年过半百的人了
因为
这一年
他已经五十一岁了
岁月不饶人呐
他也就过了学术的巅峰期了
有人说啊
假如一九二五年之后爱因斯坦去钓鱼
啊咱物理学界也没啥损失
其实
这么说呢是对事物理解得不够透彻
啊
这个人随着年龄啊社会第一位个人选择的变化呢
在历史进程中
每个人扮演的角色是不一样的
那
爱因斯坦早年那是个锐意进取的物理学创新开拓者呀
是吧那时候他
还是矛头小伙子
但是岁数大了
他显然就不能够胜任这样的角色这种事儿他再干不了了
上个世纪初啊那普遍年轻人在打天下
你比如说爱因斯坦提出相对论的时候他二十五岁他是个毛头小伙子
那炮利海森堡蒂拉克这帮子
包括后来呢像费米狼道这些人
都是年轻人
长江后浪推前浪前浪死在沙滩上是吧
人到中年了你就不得不开始转换你的角色
波尔
他的角色转换他是一个好老师好研究所所长
波尔那研究所前后培养了六百多人
这爱因斯坦没这个本事带一半一帮子学生啊
但是他也有过转型
这个转型是他自己
自己没注意到的就是不知不觉的他就转型了
他就从一个开拓者就转变成了一个磨刀石
好你波尔的理论要是快郝钢
你当然跟磨刀石他不是敌对关系是吧
磨刀石并不是刀的敌人
但是他会帮你变得更加锋利
爱因斯坦最后承担的就是这个这个角色
我就是会磨刀时
你是侩好钢你就到我这儿来磨一磨
我会使你变得更加锋利的
到了一九三五年
他跟波多尔斯基亚和罗斯
一起提出了一批二扬妞
算是反僵了波尔一军
这薛定谔当时见到这篇论文发表出来一
以后一看
一个词儿就脱口而出
这叫量
子纠缠
这个词儿到现在都是热门话题
这是后话我们
攒且不表
我们讲的基本上是个编年史嘛
一九三五年的事
放到后边讲对吧现在还没到一九三五年
二十年代目到三十年代初呢
量子物理界主要就在折腾这个不确定很原理
这东西
太过离经叛道
大家对它的意义也需要慢慢的品位你才能够领悟得道这是理论物理这一边
同时那试验物理这边它也没闲着你看这索尔维会议好像一吵架他们都不是主角
是吧他们都属于大酱油的其实他们也都没闲的
他们大家对
原子核内部的结构就非常感兴趣
这个原子核内部的研究那起点差不多也是在一九三零年挺厚
说到试验方面
就
有一个家族你不能不提那就是居里家族
居里家族第一代就是
别二居里和马丽距里他们夫妇两个他们两个在放射性领域那做出了非常杰出的贡献
那居里夫人还是少有的获得了两次诺贝尔奖的这种
特殊的荣誉
但是他们家有个毛病
就是
只顾低头拉车不顾抬头看路
他们闷头做实验闷头干活
那那顿非常努力
但是经常错过了
对很多很多试验意义的思考
啊
要不他们家诺贝尔奖还不止这几个拿能抱回家裤一大捆儿啊对吧
你看老妈就拿了两次了
对吧女儿这儿还要拿
这话呢还得从
剧里夫人的女儿
伊琳这儿说起要说这个伊琳
那是深受父母熏陶啊
怎么个深受熏陶呢
人家六岁的时候就得到一个大玩具
一个
英国皇家学会的金智奖章
他老妈给他当玩具啊孩子您说
拿着玩钱
你看这个
他老妈还挺高兴你看这孩子玩这个大奖牌玩得还挺开心啊特喜欢这东西
你一想吧这孩子当时就抱这么
抱着这么一个大奖章当玩具还玩得特开心
那
能对他没影响吗
他后来长大了他也
立志像他母
亲
看齐
她也搞科学研究
就在他母亲的研究所里边
这个伊琳呢
就遇到他了她一生的伴侣也就是他自己的白马王子
他是
居里夫人放射性协会里面的
一个助手他叫约里奥
一九二六年
他们就结婚了
为了让居里这个伟大的姓氏能传递下去
他们把两个人的姓氏放到一块儿了
他们的姓氏就成为约里奥居里
老婆叫
伊林约里奥居里
老公呢叫让弗雷德里克约里奥居离
他们也都是研究放射性的
他们俩认识旧字是在居里夫人的放射性学会嘛那还用说嘛是吧
那个时候呢
德国有个试验物理学家叫波特他做了一个试验
那就是用
二尔法利子去轰击金属皮
这个皮是一种金属
就发现
有一种中性的不带电的射线
发出来了
波特认为
这东西不新鲜
大射线嘛
我们知道
原子核里面发出辐射有三种一种是带正电的阿尔法射线一种是带附电的贝塔射线一种是不带电的伽马射线
但正电的呢
是氦的原子核
对不对带负电的就是电子
不带电的
其实就是高能光子
它频率非常非常高波长非常非常短
波特就认为
这八带电的射线可不就
嘛伽马射线嘛这没啥新鲜的
约里奥夫妇呢
它也就重复了
波特的这个试验
他们也
观测到了这股中性的射线
但是他俩想进一步研究研究
他们让这股中性的射线
去照射食蜡
看看
这个射线能不能被石蜡给吸收掉
结果他们很惊奇地发现
辐射根本就没有被吸收
反而变得更强了这到底是怎么回事呢
咱们
下回再说
好
我是王婕
我是卓老板
我是吴京婷
我们是科学声音
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