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从爱因斯坦和玻尔的体态看心态

(2019-10-03 09:02:10) 下一个

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爱因斯坦 生命时空初值70204.02183(理性C)
玻尔     生命时空初值62844.33638 (感性C)
心心相印指数=99.4042287% 经典
心心相印指数=98.1020833% 量子

以上照片可以看出,爱因斯坦的心态更放松,而玻尔的心态有些循规蹈矩的拘谨。

其实,爱因斯坦属于理性,是理性C,属于偏理性但是不是最理性的,就是含有一些感性,因为理性还有理性B和理性A在上面。而玻尔属于感性,是感性C,是偏感性但是不是最感性的,因为感性还有感性B和感性A在上面。

爱因斯坦的辩论是想让玻尔给出一个一清二楚的理性答案,而玻尔总是依靠事实,说出一些类似哲理的话爱因斯坦批判玻尔「作为一个德高望重物理学家,居然提出这样小孩子似的言论」。

其实,最后的结论是玻尔的模糊回答,没有犯错,算是对的一方,因为玻尔是以事实为基础的模糊解释,当然含有正确答案。但是,爱因斯坦不喜欢这种似是而非的解答。

爱因斯坦虽然被证明是错的,就是量子纠缠有超光速存在,但是,玻尔的回答也不能说当时玻尔的理解是正确的,只是模糊回答含有正确答案,但绝不是科学要求的唯一的正确答案。

从某种意义上讲,爱因斯坦是真正的科学家,而玻尔还有古代哲学家的影子。虽然玻尔胜了,其实,从某种意义上讲,还是败了,就是科学态度上败给了爱因斯坦。

其实,爱因斯坦要的答案只有一个:量子纠缠有超光速,但是,需要你的翻天地覆的理论解释。但是,玻尔也不敢贸然回答,只能哲学地迂回回答。

所以,爱因斯坦内心坦荡荡,而玻尔内心有些踌躇,从照片上能看出来。

但是,玻尔比爱因斯坦小六岁,而且成就也没有爱因斯坦大,当然有些拘谨。

 

爱因斯坦,犹太裔理论物理学家,他创立了现代物理学的两大支柱之一的相对论,也是质能等价公式(E = mc2)的发现者。因为“对理论物理的贡献,特别是发现了光电效应的原理”,他荣获1921年度的诺贝尔物理学奖。研究统计力学与量子理论,这让他给出了粒子论与对于分子运动的解释。应用广义相对论来建立大尺度结构宇宙的模型。

玻尔,丹麦物理学家,1922年因“他对原子结构以及从原子发射出的辐射的研究”而荣获诺贝尔物理学奖。原子的玻尔模型:这一模型利用量子化的概念来合理地解释了氢原子的光谱。他还提出量子力学中的互补原理。

「玻尔,上帝不掷骰子!」1927 年第五届索尔维国际研究会上,爱因斯坦始终无法被尼尔斯·玻尔的量子论说服,哪怕后者已经抵挡住了爱因斯坦几轮的提问攻势。这是一场阵容豪华的科学研讨会,参会的 29 人中有 17 人获得了诺贝尔物理学奖,而玻尔和他的哥本哈根帮带来的自洽的量子理论,无疑是其中最新颖且深奥迷人的 —— 除了不被爱因斯坦、薛定諤和德布罗意接受。

事实上,爱因斯坦曾为早期量子理论建立做出过关键性的贡献。他 26 岁的「奇迹年」中关于光电效应的那篇论文中,就提出了光量子假说:光是由离散的能量粒子(光量子)所组成。这假说关键性地促成了量子力学的早期发展,首先揭示了微观世界的基本特征:波粒二象性。

在我看来,如果我们假设光的能量在空间中的分布是不连续性的,我们就能更好地理解有关黑体辐射、荧光、紫外线产生的阴极射线,以及其他有关光的发射和转化的现象。
依据这个假设,点光源发射出的一束光线的能量,并不会在越来越广的空间中连续分布,而是由有限数目的「能量量子」组成,它们在空间中点状分布,作为能量发射和吸收的最小单元,能量量子不可再分。

爱因斯坦写下的这段话,既简单又清晰,打开了量子理论的世界 —— 在当时(甚至现在),人们认为能量当然是连续流动的。年轻的爱因斯坦骇人听闻的光量子假说在当时马上遭到物理学者强烈质疑,其中就包括马克斯·普朗克(量子力学创始人)以及尼尔斯·玻尔。后来光的粒子性在阿瑟·康普顿的实验下被验证,大约 14 年后光量子假说终于被广为接受。

但即便如此,爱因斯坦仍然拒绝接受基于自己的理论发展而来的量子理论,因为那个世界太随机了:没有一样东西拥有确定的位置,除非它撞上了别的东西,电子的飞跃路径也是不可预测的,我们只能算出它出现在某个位置的概率 —— 「概率」这个问题直捣物理学的核心,世界再也不被普遍且坚固的定律所控制。

爱因斯坦认为这简直是荒谬至极,因为他深信上帝不会靠掷骰子来管理这个世界。「爱因斯坦,别去指挥上帝应该怎么做!」1927 年的那场大会上,尼尔斯·玻尔毫不客气地回击。

(这里有个有趣的地方,爱因斯坦是泛神论者,而玻尔是坚定的无神论者,这或许也影响了他们各自的科学观点)

要懂得玻尔在坚持什么,首要要了解什么是量子,这不是简单几句话能说明白的概念。

 

「有人说过世界上只有 3 个人懂得相对论,我不知道他们是谁。但是我想我可以有把握地说,沒有人懂量子论!」提出了量子力学的第三种表述的费曼这样说过。我们研究量子已经超过一个世纪了,但它依然神秘莫测:我们知道它如何计算,却不知道它为何要这样去计算,但只有这样去计算才能得出既有趣又有意义的结果。

开始研究量子,你会确信你对这个世界一无所知。

或许我们能从玻尔的科研生涯中慢慢去理解那个奇异巨怪。相比起爱因斯坦,出生在丹麦的玻尔的上半生庸碌而平凡,虽然成绩优异,但并不出众,甚至比弟弟哈拉尔德(后来成为一位数学家)还晚 9 个月获得数学硕士学位。31 岁时虽然已经是一名小有名气的科学家和物理学教授,被当时的丹麦国王克里斯蒂安十世公开会见时仍被误认为是其胞弟,十分尴尬,但玻尔当场直言不讳地进行了澄清。同年的爱因斯坦已经获选为德国物理学会的会长,发表了广义相对论,并预测引力波的存在。

 

32 岁开始,玻尔积极筹备组建了自己的理论物理研究所,这个哥本哈根研究所后来汇聚了许多年轻且才华横溢的科学家,或许也是这样智慧团体的力量使玻尔开始闪闪发光,也让他交到了一生的挚友与伙伴。可谓独自抗敌不如组团打怪。

整个 20 世纪 10-20 年代,玻尔和他的哥本哈根伙伴引领了量子理论的发展,并提出了著名的「量子跃迁」:原子核内电子的能量跟光能一样,只能是特定值,而更重要的是,电子只有在特定的能量之下才能从一个原子轨道「跳跃」到另一个,并同时释放或吸收一个光子。

这个理论有多么重要的作用呢?霎时间,一切现象都找到了归宿,比如那个我们都背过的门捷列夫的元素周期表,你有没有想过这些宇宙中共有的元素为什么会有这样的周期和特征?答案是,每一种元素都是基于量子跃迁诞生的量子力学最主要方程的一个解。这个方程由德国科学家海森堡列出,他依据的理念非常抽象难懂:

电子并非一直存在,只在有人看到它们时,或者更确切地说,只有在它和其它东西相互作用时才会存在。当它们和其它东西相撞时,就会以一个可计算的概率在某个地方出现。

从一个轨道到另一个轨道的「量子跃迁」是它们现身的唯一方式:一个电子就是相互作用下的一连串跳跃。如果没有受到打扰,电子就没有固定的栖身之所,它甚至不会存在于一个所谓的「地方」。

这简直太玄妙了,可这就是量子。为了描述电子从一种相互作用到另一种相互作用的飞跃,就要借助一个抽象的、只存在于抽象的数学空间、但可以被实验检验的公式,1925 年诞生的量子力学方程可以取代整个牛顿力学。

然后历史就来到了文章开头的那一幕,偏偏是最伟大的科学家爱因斯坦反对这一切。玻尔耐心地阐述了「互补原理」,这个原理是说,微观物质会表现出像波粒二象性这样明显对立的多重性质,我们不能用单独一种概念来完备地描述整体量子现象,必须将分别描述波动性、粒子性的概念都囊括在内。而所谓波粒二象性,仅仅取决于观测方式而已。这一种近乎哲学的说法,始终无法说服爱因斯坦。他批判玻尔「作为一个德高望重物理学家,居然提出这样小孩子似的言论」,玻尔却不以为然,沉着应对。

1930 年的第六届索尔维会议上,爱因斯坦有备而来,带着他著名的思想实验「光子盒」:「想象一个充满光的盒子,我们允许一个光子瞬间逃逸……」这个实验中逃逸光子的时间和能量都能同时测准,由此可以说明测不准关系是不成立的,玻尔一派的观点是不对的。

一时间玻尔被问住了,爱因斯坦认为稳操胜算。但只经过一夜的思考,玻尔就找到了光盒出口,并用爱因斯坦自己的广义相对论理论,戏剧性地指出了这一思想实验的缺陷:

光子跑出后,挂在弹簧秤上的小盒质量变轻即会上移,根据广义相对论,如果时钟沿重力方向发生位移,它的快慢会发生变化,这样的话,那个小盒上机械钟读出的时间就会因为这个光子的跑出而有所改变。换言之,用这种装置,如果要测定光子的能量,就不能够精确控制光子逸出的时刻。

因此,波尔居然用广义相对论理论中的红移公式,推出了能量和时间遵循的测不准关系,这一仗爱因斯坦输得哑口无言,但他还是无法信服。

这样你来我往的对战通过演讲、信件和论文,持续了很多很多年,玻尔每一次都驳斥了爱因斯坦的观点,遗憾的是,两人没有在有生之年达成共识。

直到 1955 年爱因斯坦去世时他仍然坚信「虽然量子理论是人类认识世界进程中的一个巨大进步,但是,事情不可能如此荒诞离奇,在这一切的背后一定存在着一个更为合理的解释」。他的葬礼上,玻尔对他此生最强劲的对手表达了敬仰之情 —— 毕竟这个最不欣赏自己的人,同时也是自己最欣赏的偶像。

几年后玻尔也离世了,有人拍下他书房黑板的照片,黑板上画着一幅画,正是爱因斯坦的「光子盒」。直到生命的最后一刻,他仍然在不断鞭策、挑战和质疑自己,想要知道更多。玻尔的隐忍和韧性,他从未停止怀疑地看待自己理论的眼光,都是难得可贵的科学之光。

这场旷日持久的科学辩论意义非凡,整个 20 世纪在爱因斯坦的影响下,越来越多的物理学家提出自己的观点来挑战玻尔的理论,量子力学也不断得到完善。科学的发展证明玻尔是正确的 —— 现代社会已经离不开量子力学,小到电子元件,大到航天飞机,都阐述着量子的在现代社会成功。

人类社会可能百亿人之中才会出现一个诸如爱因斯坦的天才,人世间数百万个闲暇的小时流逝过去,方始出现一个真正的历史性时刻,有人勇敢地为真理而战,付出勤奋辛劳的一生,而留给后世宝贵的财富。

人类世界需要爱因斯坦,也需要玻尔这样从未放弃信仰的人。

爱因斯坦 生命时空初值70204.02183(理性C)
玻尔     生命时空初值62844.33638 (感性C)
心心相印指数=99.4042287% 经典
心心相印指数=98.1020833% 量子

(两人其实是神仙朋友关系,看似争论,其实最基本的基础是相互欣赏。)

温莎公爵   生命时空初值=68676.32349(中B偏理)
辛普森夫人 生命时空初值=63046.88866(感性C)
心心相印指数=97.50098%经典
心心相印指数=99.826368%量子

     

克林顿    生命时空初值=62437.75868(感性B)
莱温斯基  生命时空初值=69521.50551(理性D)
心心相印指数=98.647257%经典
心心相印指数=98.995722%量子

       

李清照  生命时空初值=69789.08212(理性C)
赵明诚  生命时空初值=62039.13298(感性B)
心心相印指数=98.053558%经典
心心相印指数=95.442584%量子


蔡锷    生命时空初值=68969.13091(理性D)
小凤仙  生命时空初值=62949.61052(感性C)
心心相印指数=98.963195 %经典
心心相印指数=99.999185 %量子

张爱玲  生命时空初值=62855.61548(感性C)
胡兰成  生命时空初值=69086.83434(理性D)
心心相印指数=98.577061% 经典
心心相印指数=99.806014% 量子

 

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评论
taiwenhe 回复 悄悄话 回复 'Dalidali' 的评论 :
谢谢,
Dalidali 回复 悄悄话 谢谢! 学习了!
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