1900:游走在欧洲的物理学霸 第963节
此外,薛定谔的失败并不影响波动力学依然是大家最喜欢的版本。
甚至概率解释让波动力学更为成熟完善。
因此,海森堡很难受。
明明打败了薛定谔,但是反而让对方的波动力学比矩阵力学更受欢迎了。
在这种极度情绪下,海森堡灵感爆发,逆天而起。
他在矩阵力学的基础上,提出了一个更为惊人的理论。
那就是著名的【不确定性原理】!
即:不可能同时确定微观粒子的位置和动量。
这个理论让海森堡的矩阵力学大放异彩。
于此同时,薛定谔自己又从数学上证明了,波动力学和矩阵力学其实是等价的。
这意味着两种理论都没有错。
但是两者的物理基础又完全不同。
电子到底什么时候是波,什么时候是粒子呢?
怎么确定呢?
这说明一定还有更深层次的道理,导致出现了这种匪夷所思的情况。
量子力学急需创造一个新理论来调和粒子和波的矛盾性。
在这种情况下,玻尔出手了!
量子力学进入第三个时期。
这时候的玻尔,是量子力学领域当之无愧的扛把子。
所以,虽然海森堡算是他的半个弟子,但是他并没有偏袒对方。
玻尔认为波动力学的波动性和矩阵力学的粒子性,都是正确的,应该同时考虑。
换言之,他认为海森堡和薛定谔两人的观点都错了。
但是,如何把两个矛盾的性质统一起来呢?
玻尔在挪威滑雪散心的时候,一朝顿悟,终于想出了完美的解决方案。
那就是著名的【互补原理】!
他认为对单个量子客体进行描述的时候,任何单方面的描述都是不完整的。
只有同时从粒子性和波动性两个角度考虑,才能形成对单个量子客体的完整描述。
这个观点听起来有点像废话,但是却包含了量子力学最深刻的内涵。
当用数学形式阐述互补原理时,又引申出两个重要的概念。
【态叠加原理】和【波函数坍缩】。
这两个概念和后来的单电子双缝干涉实验息息相关。
在普通人眼里神秘莫测,震碎三观的双缝实验,被互补原理完美解释。
一点也不神秘!
至于在双缝干涉实验基础上,更进一步的延迟选择实验、量子擦除实验,同样一点也不神秘。
它们都可以被互补原理轻松地解释。
至此,量子力学的框架算是全部完成了。
但是,还遗留一个小问题。
那就是波动力学无法解释电子自旋的问题。
于是,狄拉克横空出世,他把狭义相对论和量子力学结合,提出了狄拉克方程。
这个方程可以完美解释电子自旋,彻底补足量子力学的最后短板。
接着,狄拉克在此基础上,开辟了【量子场论】的框架,为后来的粒子物理提供了最强大的理论工具。
不过,那就是另外一条线了,此处不再细谈。
这时,有人可能会问:
咦?不对不对。
“上帝不掷骰子!”;
“我不看月亮,难道月亮就不存在了吗?”;
“薛定谔的猫”;
“量子纠缠”。
这些经典内容怎么还没有出现?
别急。
第三时期结束后,以玻尔为首,海森堡、泡利、玻恩等人,形成了量子力学领域著名的哥本哈根学派。
哥本哈根学派的核心理念就是大名鼎鼎的【哥本哈根诠释】。
它包含了三个内容:玻恩的概率解释、海森堡的不确定性原理、玻尔的互补原理。
凭借哥本哈根诠释,玻尔等人挑战天下英豪!
而这些英豪,就是以爱因斯坦为首的。
在玻恩提出概率解释后,爱因斯坦曾私下写信给玻尔。
他认为世界的本质不可能是随即概率的。
从而提出了那句著名的“上帝不掷骰子”。
而当玻尔提出互补原理、态叠加原理、波函数坍缩后,爱因斯坦又跳出来反对。
反驳的话就是:“我不看月亮,难道月亮就不存在了吗?”
终于,这些矛盾在1927年的第五届索尔维会议上集中爆发了!
于是,就诞生了人类有史以来最知名的会议。
在这届索尔维会议上,玻尔神威浩荡,战力滔天,把爱因斯坦等人反驳的哑口无言。
不管是掷骰子还是看月亮,在哥本哈根诠释下,全都迎刃而解。
以爱因斯坦为首,薛定谔、德布罗意为小弟组成的保守派,遭遇惨败!
但是,爱因斯坦没有被玻尔说服,他没有放弃。
接着,在1930年的第六届索尔维会议上,双方又爆发一次大战。
这一次,爱因斯坦剑指不确定性原理。
他提出了著名的“爱因斯坦光盒”。
这个思想实验一出,瞬间就让海森堡等人慌神了。
眼看爱因斯坦就要赢了,但是最后关头,玻尔再次出手。
哥本哈根诠释第二次完胜!
爱因斯坦接连遭遇两败,但依然越战越勇。
终于,他在1935年,向量子力学发起了最后一次攻击!
他和他的助手,发表了一篇只有几页纸的论文,被称为“EPR论文”。
这篇论文是针对量子力学的完备性发出质疑的。
文章一出,学界轰动!
所有人都觉得,这一次爱因斯坦要赢了。
但是乐极生悲,玻尔第三次出手了!
这一次,他提出了大名鼎鼎的【量子纠缠】概念。
一举粉碎了EPR论文的质疑。
爱因斯坦从此心灰意冷。
至此,哥本哈根学派成为量子力学领域的绝对权威。
三败爱因斯坦,这是何等可怕和傲人的战绩!
玻尔之名,恐怖如斯!
然而,就在哥本哈根学派欢欣鼓舞之时。
事情再度反转!
仅仅两年半之后。
爱因斯坦的头号大将兼忠心小弟,薛定谔突然爆种。
他发起了保守派的最后一击。
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