官术网_书友最值得收藏!

前言
量子物理自愛因斯坦相對論以來最偉大的科學發現

第一次見到量子物理中的數學公式時,約翰·貝爾(John Bell)還是貝爾法斯特女王大學(Queen's University of Belfast)的一個本科生。他不喜歡這些公式。貝爾覺得量子物理的理論模糊又混亂,“談不上錯,但肯定有問題”。

在量子物理之父尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)的論述中,世界可以被一分為二。其中,宏觀物體遵循牛頓經典力學的定律,微觀物體則遵循量子物理的原理。至于這兩者的邊界到底在哪里,玻爾始終含糊其詞。

同樣,第一個建立量子物理的完整數學方案的物理學家沃納·海森堡(Werner Heisenberg)也無法給出具體的回答。玻爾和海森堡對量子物理的解讀正是所謂的“哥本哈根詮釋”(Copenhagen Interpretation),名字源于玻爾當時工作的機構。貝爾當年在量子物理課上體會到的那種模糊感,一直籠罩著這一學說。

1949年,貝爾即將大學畢業,他讀到了另一位量子物理先驅馬克斯·玻恩(Max Born)的著作《關于因果和機遇的自然哲學》(Natural Philosophy of Cause and Chance)。書中提到了著名數學家兼物理學家約翰·馮·諾依曼(John von Neumann)的一個證明,并圍繞這個證明做出論證,這給貝爾留下了很深的印象。

玻恩稱,馮·諾依曼證明了哥本哈根詮釋是量子物理的唯一詮釋。如果哥本哈根詮釋不對,量子物理本身就錯了。而既然量子物理理論明顯成立,模糊的哥本哈根詮釋也一定沒問題。

貝爾沒能親自閱讀馮·諾依曼的證明,因為他不懂德語。讀完玻恩的討論后,貝爾便將自己對哥本哈根詮釋的困擾擱置一邊,轉向更實際的問題—加入英國政府的核能項目。可是,到了1952年,貝爾發現一件不可能的事發生了。一篇新的論文打破了他對哥本哈根詮釋勉強而短暫的信任。

盡管有馮·諾依曼的證明在前,一位叫戴維·玻姆(David Bohm)的物理學家還是發現了另一種詮釋量子物理的方法。這是怎么回事呢?偉大的馮·諾依曼是哪里算錯了嗎?為什么在玻姆之前沒有人發現這個漏洞?要弄明白這些,貝爾必須仔細閱讀馮·諾依曼證明的原文。

馮·諾依曼證明的英文版在3年后問世時,生活早已推著貝爾走得很遠了—此時的他已經結了婚,正在伯明翰大學(University of Birmingham)攻讀量子物理博士學位。不過,他說自己這么多年一直“沒有徹底忘記玻姆的文章”。

10多年后,貝爾總算重新開始探討這個問題,并依此取得了自阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)以來影響最為深遠的科學發現。

主站蜘蛛池模板: 内黄县| 宣威市| 海原县| 雅安市| 曲阜市| 日喀则市| 福清市| 疏勒县| 巩留县| 静安区| 诸城市| 浦北县| 桑植县| 资源县| 英德市| 鄯善县| 长武县| 浏阳市| 张掖市| 申扎县| 介休市| 兴安盟| 新晃| 东丽区| 墨玉县| 临湘市| 梅河口市| 封丘县| 方山县| 灵武市| 黄陵县| 怀宁县| 时尚| 资中县| 淮南市| 杂多县| 辽宁省| 巴南区| 英吉沙县| 台山市| 都昌县|