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主题:【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

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家园 【原创】《量子》---第五章·当爱因斯坦遇见了玻尔(6)

为了能让不同阵营的科学家在战后能够尽可能快地恢复相互间的联系,尼尔斯·玻尔费尽心机。作为一名中立国家的公民,玻尔对他的德国同行没有任何憎恶之感。他属于第一批向德国科学家发出邀请的人士之一,当时,他请阿诺德·索末菲来哥本哈根讲学。在索末菲结束访问之后,玻尔说:“我们就量子理论的基本原理和各种具体的原子问题所带来的结果展开了长时间的讨论”。尽管在短期内,德国科学家依旧被排斥在国际会议之外,但他们以及邀请方都知道这类私人访问的意义所在。因此,当马克斯·普朗克邀请玻尔来柏林做一个关于量子原子及原子频谱理论的报告时,他很愉快地答应了。这一天被定为是星期二,1920年4月27日,这次与普朗克和爱因斯坦的首次会面让他非常激动。

“他拥有一流的智慧,富有批判精神,而且目光深远,因此判断力超乎寻常”,这是爱因斯坦对这位比他小六岁的丹麦人的评价。1919年10月,正是这一赞誉触动了普朗克,促使他邀请玻尔来柏林访问。爱因斯坦对玻尔的赞赏由来已久。1905年夏天,当爱因斯坦的创造力狂飙在其心头逐渐平静下来之际,他发现没有什么事情能“真的激起他的心思”去进一步探寻了。“当然,谱线问题要算一个,”他对老朋友康纳德·哈比西特说,“但我觉得这些现象与已有的调查结果之间,根本不存在什么简单的联系,因此在那一刻,我觉得这个问题并不是那么重要。”

爱因斯坦对物理问题的嗅觉是无与伦比的。尽管忽略了谱线的秘密,但爱因斯坦提出了E=mc^2,该公式反映出质量和能量之间是可以相互转化的。但是,他心里明白,万能的上帝对他的这一成果放声嘲笑,而且会“牵着我的鼻子”游街示众。因此,在1913年,玻尔公布了他如何利用其量子原子理论揭示原子谱线的奥秘,这一消息对爱因斯坦而言“就像是真神显灵”。

玻尔下了火车,前往柏林大学,这时他的心中既激动万分又忧心忡忡,但当他与普朗克和爱因斯坦会面时,这种五味杂陈的不安情绪很快就消失了。他们很快就把话题从相互寒暄转换到对物理问题的讨论,这让玻尔感到很亲切。这两个人看上一点也不像。普朗克带有典型的普鲁士式的古板和严整,而大眼睛的爱因斯坦则顶着一头乱蓬蓬的头发,穿的裤子稍微有点短,这让人感到如果不是他的日常生活一团糟,那就是他是一位很好相处的人。玻尔接受了普朗克的邀请,在访问期间留宿在他的家中。

玻尔后来说,在柏林访问期间,他的时间都用在“夜以继日地探讨理论物理问题”。对这位喜欢谈论物理的人而言,这不啻于是最好的休息。大学里的青年物理学家们邀请玻尔共进午餐,而那些“大师们”都不在受邀之列,这让玻尔感到特别荣幸。因为在讲座结束后,年青人们发现“因为我们感到自己没听懂多少,这让我们有些泄气”,而这时是向玻尔提问的好机会。但是,爱因斯坦却对玻尔所讲的东西理解透彻,而且他并持有异议。

就像几乎所有人那样,玻尔并不相信爱因斯坦的光量子真的存在。和普朗克一样,他接受辐射是以量子形式释放和吸收的观点,但并不认同辐射本身也是量子化的。在他看来,有大量的证据支持光波理论,但是,他对包括爱因斯坦在内的在座的物理学家们说:“我不会对辐射的本质问题产生疑问。”然而,爱因斯坦在1916所做的工作,即自发辐射和受激辐射,以及电子在不同能级间的跃迁,给他留下了深刻的印象。在他失败的地方,爱因斯坦利用几率和概率做了诠释,取得了成功。

依据爱因斯坦的理论,当电子从一个能级跃迁到能量较低的能级时,其所释放的光量子的时间和方向无法得到预测,这让爱因斯坦一直很头痛。“无论如何,”他在1916年写道,“我完全相信自己所选择的道路是可靠的。”他坚信这条道路会逐渐通向一个完整的因果关系。但在玻尔所做的讲座中,玻尔认为根本不可能精确判定这一时间和方向。这两个人发现他们站在了彼此的对立面。在接下来的日子里,当他们在柏林的大街上散步的时候,或者在爱因斯坦家共进晚餐的时候,他们都试图说服对方接受自己的观点。

第五章·当爱因斯坦遇见了玻尔(7)


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