 如果說泡利是最能懟人的科學(xué)家，那么玻爾則是最能辯論的一把手。 不過，與泡利的毒舌不同，玻爾每一次辯論都有理有據(jù)，讓人難以反駁。  上帝之鞭泡利，圖片來源：《決戰(zhàn)量子之巔》 平時(shí)的玻爾總把自己收拾得一絲不茍，給人一副溫文爾雅的形象，說起話來語速也很慢，甚至還帶點(diǎn)口吃。 但在科學(xué)問題上，他一旦較真起來卻毫不含糊，說話反倒流利起來，所向披靡。  尼爾斯·玻爾 從小他就愛給人“糾錯(cuò)”，年輕時(shí)就因“不知天高地厚”地指出導(dǎo)師錯(cuò)誤，被老師冷落。 構(gòu)建了新的“原子結(jié)構(gòu)模型”獲諾獎(jiǎng)后，他便一手創(chuàng)立了”哥本哈根學(xué)派“。 在歷史上，他也與普朗克、愛因斯坦齊名比肩，人稱量子物理三巨頭。  量子物理三巨頭 而因他成立的“哥本哈根學(xué)派”，也以自由開放、在辯論中將科學(xué)思想發(fā)揚(yáng)光大而著名。 此外，他與愛因斯坦的世紀(jì)論戰(zhàn)，更是為后人津津樂道，嘆為觀止。  小玻爾（最右）與家人 1885年，尼爾斯·玻爾出生于丹麥?zhǔn)锥几绫竟囊粋€(gè)知識(shí)分子家庭。 小時(shí)候的他雖態(tài)度平和友善，還有點(diǎn)靦腆，但卻極其反差地追求完美，從小就將“大膽而嚴(yán)謹(jǐn)”（愛因斯坦原話）進(jìn)行到底。 在一堂圖畫課上，老師要求大家畫出自己家的房子。 但畫著畫著玻爾便向老師打報(bào)告說要回家，原因竟是“我實(shí)在不記得家里圍墻有多少根柱子了?！?/strong>  玻爾（右）與弟弟 隨著年齡漸長(zhǎng)，玻爾這種接近“死心眼”的耿直，也開始讓他成為一個(gè)酷愛挑錯(cuò)的學(xué)生。 才剛上小學(xué)不久，玻爾就敢公開叫板，指出教材中的錯(cuò)誤，經(jīng)常弄得場(chǎng)面十分尷尬。  哥本哈根大學(xué)教授霍夫?。℉arald Hoffding），與老玻爾是好友，經(jīng)常到玻爾家做客 大一時(shí)，玻爾就在與哲學(xué)家霍夫丁教授的談笑風(fēng)生中，多次指出他邏輯學(xué)教材中不合邏輯之處。 不過，霍夫丁教授倒是非常樂意接受批評(píng)，甚至還對(duì)玻爾嚴(yán)密的邏輯推理大為贊賞。 但批評(píng)的意見，也不是每個(gè)人都能這樣欣然接受。 畢竟玻爾在“電子之父”J.J.湯姆森面前的莽撞，就曾差點(diǎn)斷送了自己的前程。 “電子之父”——J.J.湯姆森 在碩士與博士期間，他研究的課題都是當(dāng)時(shí)剛剛興起的金屬電子理論。 1911年，玻爾取得哥本哈根大學(xué)博士學(xué)位時(shí)，論文題目便是《金屬電子論》。 那時(shí)，正是經(jīng)典物理大廈最搖搖欲墜的年代，普朗克和愛因斯坦等科學(xué)家已邁入量子物理的大門。 玻爾當(dāng)時(shí)也明顯感受到經(jīng)典力學(xué)在描述原子現(xiàn)象時(shí)的困難。 帶著各種疑問的玻爾毅然選擇了前往英國(guó)劍橋，想要與自己的偶像J.J.湯姆森進(jìn)行更深入的研究。 那時(shí)電子雖然已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但是人們對(duì)原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還一概不知。 所以J.J湯姆森提出了一種“葡萄干蛋糕式”的原子模型，還在歷史上得到較長(zhǎng)時(shí)間的認(rèn)可。 他認(rèn)為原子可分為帶正電的蛋糕，和帶負(fù)電的電子。 這些帶負(fù)點(diǎn)的電子，就像葡萄干一樣鑲嵌在帶正電荷的實(shí)心蛋糕上。 我們現(xiàn)在知道，原子是由中子和質(zhì)子組成的原子核和外面圍繞的電子組成。 而當(dāng)時(shí)的玻爾，也發(fā)現(xiàn)了湯姆森的模型中有著諸多不合理的地方。 所以第一次見面，玻爾就拿出J.J湯姆森所著的論文，用生澀的英文指出了里面的幾處錯(cuò)誤。 湯姆森四年前才剛獲得諾獎(jiǎng)，德高望重，完全看不懂玻爾這是什么操作，場(chǎng)面幾度陷入尷尬。 不過耿直的玻爾哪知尷尬為何物，臨走時(shí)還請(qǐng)湯姆森看自己的論文，希望湯姆森能幫自己發(fā)表在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的刊物上。 后來，玻爾的論文當(dāng)然被不置可否地束之高閣。 那段時(shí)間的他也備受冷落，度過了陰郁的半年。 盧瑟福 不過這種狀態(tài)沒有持續(xù)很久，因?yàn)椴柡芸炀陀錾狭巳松牟畼?strong>盧瑟福。 盧瑟福也曾是湯姆森的學(xué)生，在一次回劍橋做報(bào)告時(shí)就為玻爾轉(zhuǎn)身。 1911年11月，玻爾便前往曼徹斯特，加入了盧瑟福的團(tuán)隊(duì)。 當(dāng)時(shí)的盧瑟福也剛根據(jù)自己之前完成的α粒子散射實(shí)驗(yàn)*，提出了電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的“行星式”模型。 *注：實(shí)驗(yàn)用準(zhǔn)直的α射線轟擊厚度為微米的金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的α粒子都照直穿過薄金箔，但有的α粒子卻發(fā)生了不同程度的偏轉(zhuǎn)，有的甚至直接反射回來。 雖然我們現(xiàn)在知道這個(gè)模型已接近正確，但那時(shí)的盧瑟福就是想破腦袋，都無法回答關(guān)于原子的力學(xué)穩(wěn)定問題。 因?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)典物理，負(fù)電子在繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng)不斷輻射出能量。 隨著能量的耗盡電子將沿螺旋式地墜落在核上，原子將發(fā)生坍縮。 如果這個(gè)模型是對(duì)的，那么我們的整個(gè)宇宙早就應(yīng)該坍縮消失才對(duì)。 但是事實(shí)上，宇宙卻一如既往地穩(wěn)定。 盧瑟福的原子模型示意圖 對(duì)于盧瑟福的這個(gè)原子模型上，玻爾也再一次發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)的蒼白。 于是玻爾得出結(jié)論：這里需要拋棄的不是盧瑟福模型，而是經(jīng)典物理對(duì)它的解析。 很明顯“只有量子假說才是逃脫困境的唯一出路”。 所以在1913年，玻爾也提出了自己的新模型，引入了電子在核外的量子化軌道，解決了原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題。 玻爾原子模型的簡(jiǎn)單示意圖 雖然那時(shí)的量子論已誕生十幾年，但玻爾模型還是因不符常規(guī)思維，遭到眾多保守物理學(xué)家的激烈反對(duì)。 這其中J.J湯姆森就是最大的反對(duì)者之一，甚至還說“這根本就不是物理，只為掩蓋無知罷了”。 但是無論再多的反對(duì)也無法阻礙科學(xué)的發(fā)展。 從玻爾的新模型一出，也越來越多的物理新秀加入原子物理學(xué)領(lǐng)域。 那時(shí)玻爾的原子理論才剛起了個(gè)頭，量子世界還有著許多亟待解決的難題。 1921年，拒絕了恩師盧瑟福的工作邀請(qǐng)，玻爾決定創(chuàng)建哥本哈根大學(xué)理論物理研究所，繼續(xù)深入研究量子力學(xué)。 而研究所一成立，玻爾的人格魅力很快就像磁場(chǎng)一樣，吸引了一大批杰出的青年物理學(xué)家。 哥本哈根學(xué)派的量子力學(xué)大咖們 海森堡、泡利、玻恩、狄拉克等量子力學(xué)大咖都出自這個(gè)研究所，這也就是舉世聞名的“哥本哈根學(xué)派”。 除了波爾外這個(gè)研究所更是出了9位諾貝爾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者，盛況空前。 到現(xiàn)在，哥本哈根仍是物理學(xué)家的“朝拜圣地”。 玻爾、海森堡、泡利 如果說，在科學(xué)上一個(gè)人沒取得的成就，在未來肯定也會(huì)有另一個(gè)人代替他成功。 但是玻爾創(chuàng)造的“根本哈根精神”，卻是無法復(fù)制的存在。 這是一種在切磋中提高，在爭(zhēng)論中完善，平等無拘束地討論和緊密合作的學(xué)術(shù)氣氛。 通俗點(diǎn)表達(dá)，就是要在辯論中，推動(dòng)量子力學(xué)的發(fā)展，非常符合玻爾的個(gè)性與主張。 玻爾參加的辯論無數(shù)，一個(gè)理論就能跟別人辯上個(gè)好幾年，甚至是一生。 就是與自己的徒弟海森堡在“互補(bǔ)原理”上就爭(zhēng)論了兩年，即使到最后答案都無法完全統(tǒng)一。 海森堡就曾這樣形容玻爾：“他在爭(zhēng)論的對(duì)手面前不肯退后一步，而且有絲毫的含糊不清，他都不能容忍。” 不過說起辯論，玻爾的一生之?dāng)撤菒垡蛩固鼓獙佟?/strong> 愛因斯坦與玻爾分別是相對(duì)論和量子力學(xué)最出名的一對(duì)天（C）才（P）。 從他們1920年第一次見面起，兩人在認(rèn)識(shí)上就發(fā)生了分歧。 之后兩人便開始了終身論戰(zhàn)，只要一見面必有掐架要發(fā)生。 “玻爾，上帝不擲骰子！” “愛因斯坦，別去指揮上帝應(yīng)該怎么做！” 這句經(jīng)典的對(duì)話，便是這場(chǎng)論戰(zhàn)的開端與往后爭(zhēng)論的核心。 ____________ 愛因斯坦的相對(duì)論雖推翻了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，但是卻仍保留著嚴(yán)格的因果性和決定論。 他認(rèn)為物理學(xué)是有規(guī)律可循的，這也就是“上帝不會(huì)擲骰子”。 但是玻爾派的量子力學(xué)卻更為激進(jìn)，推倒經(jīng)典物理的同時(shí)，還宣稱人類并不能獲得確定的結(jié)果，認(rèn)為世界都是概率存在的。 所以才會(huì)有那句，“愛因斯坦，別去指揮上帝該做什么?！?/p> 1927在第五屆索爾維會(huì)議上，兩人的火藥味就濃得要嗆到當(dāng)場(chǎng)的幾十位世紀(jì)最強(qiáng)大腦。 那段時(shí)間的每天清早，愛因斯坦都會(huì)向玻爾拋出一個(gè)昨天晚上冥思苦想出來的思想實(shí)驗(yàn)，想要揭露量子力學(xué)的內(nèi)部矛盾。 第五屆索爾維會(huì)議，20世紀(jì)智商最高的合照 而玻爾幾乎每次晚飯前后，都能把自己的解釋拋回給愛因斯坦，讓他無法反駁。 如此反復(fù)多次，直到索爾維會(huì)議結(jié)束，愛因斯坦都沒能駁倒玻爾。 就算越來越多人開始投向玻爾派的量子論，但這個(gè)“頑固的老頭子”（愛因斯坦語）卻“決不放棄連續(xù)性和因果性”。 愛因斯坦也不是省油的燈，沉淀了3年，第六屆索爾維會(huì)議上，愛因斯坦就帶著他策劃已久的“光子箱”思想實(shí)驗(yàn)上陣了。 他從自己的質(zhì)能方程（E=mc）出發(fā)，企圖駁倒能量-事件不確定性原理（△E△t≥/2）。 光子箱構(gòu)思圖 愛因斯坦精心策劃的“光子箱”一出，馬上殺了玻爾個(gè)措手不及。 當(dāng)時(shí)玻爾的反應(yīng)雖沒有歷史記錄記載，但走出會(huì)場(chǎng)后的玻爾卻一直在喃喃自語:“如果愛因斯坦是對(duì)的，那么物理學(xué)就完了！” 然而玻爾回去抓了一晚上頭皮，第二天就給出了愛因斯坦有力的一擊。 他運(yùn)用愛因斯言相對(duì)論的紅移效應(yīng)，反過來用光子箱推出了不確定性原理。 這招“以彼之道還施彼身”的巧妙做法，讓愛因斯坦當(dāng)時(shí)也不得不口頭承認(rèn)量子力學(xué)的正確性。 在這之后，愛因斯坦的一生都在嘗試駁倒玻爾，但他也從未得逞過。 而玻爾的理論雖然一直占上風(fēng)，但他卻無論如何都無法說服愛因斯坦。 這兩位20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，就這樣一生都未曾停止過相愛相殺。 就算愛因斯坦逝世后，已少有人能與玻爾爭(zhēng)論，但在玻爾心中他與愛因斯坦的爭(zhēng)論仍在繼續(xù)。 1962年，玻爾去世時(shí)，他工作室的黑板上，仍然畫著當(dāng)年愛因斯塔光子箱的草圖。 不過就算他們終生都在爭(zhēng)辯，但卻絲毫不影響兩人的友誼。 玻爾曾這樣評(píng)價(jià)與愛因斯坦的爭(zhēng)論，認(rèn)為這是自己“新思想產(chǎn)生的源泉”。 而愛因斯坦則也這樣評(píng)價(jià)玻爾：“他將大膽和謹(jǐn)慎兩種品種難得地融合，無疑是我們科學(xué)領(lǐng)域最偉大的發(fā)現(xiàn)者之一” 愛因斯坦與玻爾 人類社會(huì)中，可能幾百年才能出一個(gè)像愛因斯坦的天才。 但是，如玻爾這般敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，又不斷在鞭策中前進(jìn)的人物，亦必不可少。 無論誰離開了誰，這條量子銀河都會(huì)變得黯淡無光。 |
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