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第五屆索維爾會議

索爾維會議

——關於量子力學的辯論

材料物理的iola 0310270

*

*自量子力學出現以來,其正確性已被大量實驗所驗證。

但是量子力學中有壹個重要的問題:量子力學是否完備,波函數是否精確描述了單個系統的狀態。

1.序幕

*

*哥本哈根學派認為:

1.波函數精確地描述了單個系統的狀態。

2.波函數提供統計數據,不確定關系的存在是由於粒子和測量儀器之間的形狀不可控。

3.時空中的微觀過程與經典因果律不相容。

1.序幕

*

*愛因斯坦同意,沒有嚴格因果關系的物理世界是不可想象的。

他認為量子力學可能有問題。

壹場世紀大辯論即將開始。

1.序幕

2.首先,這場辯論

*第五屆蘇威會議召開,主題是光子與電子。

團體或派別

*會議分為三組:

*實驗學校:布拉格康普頓

* Gerben Hagen學校:波爾本·海森堡

*愛因斯坦學派:愛因斯坦·德布羅意·薛定諤

辯論蔓延

羅伊·德布羅意說:粒子是波場中的奇點,波引導粒子的運動。

泡利對這壹理論進行了嚴厲的批判,並引用了壹系列實驗結果來反駁德布羅意,德布羅意被迫放棄了自己的觀點。

海森堡和波恩說:我們認為量子力學是完整的,它的基本物理假設和數學假設不能進壹步修改。他們攻擊了薛定諤的電子雲。

薛定諤承認他的計算並不完美,但談論電子軌道是無稽之談。

愛因斯坦講話

愛因斯坦終於開口了,他提出了壹個模型:

壹個電子穿過壹個小孔得到衍射圖像。

愛因斯坦指出了兩種觀點:

1.這裏沒有電子,只有電子雲。

2.真的只有壹個電子,波函數是“概率分布”

愛因斯坦反對觀點2,因為:

這種隨機性說明同樣的過程產生不同的結果。

也就是說,傳感屏幕的許多區域同時對電子觀察做出反應。

這似乎暗示了壹種超距作用,違背了相對論。

海森堡的記憶

"這場討論很快變成了愛因斯坦和玻爾之間的決鬥."

“我們通常在早餐後在酒店見面,因此愛因斯坦描述了壹個思維實驗,他認為從中我們可以清楚地看到格本哈根解釋的內在矛盾。”

“壹般來說,玻爾在晚上是完全清楚這些理想實驗的,他會在吃飯的時候分析給愛因斯坦聽。愛因斯坦無法反駁這些分析,但在他心裏他是不服氣的。”

愛因斯坦的失敗

*愛因斯坦如此虔誠地相信因果關系,以至於他永遠無法相信哥本哈根憤世嫉俗的概率解釋。

*“上帝不擲骰子!”

但是他輸掉了第壹場辯論。輸給了玻爾的哥本哈根學派。

第二場辯論

*三年後的秋天,第六屆蘇威會議在布魯塞爾召開。

愛因斯坦的算盤

*愛因斯坦從他和玻爾的經歷中知道:

*關於細節沒有爭議。

*他必須瞄準最關鍵的本質:不確定性原理!

愛因斯坦提出了光盒實驗

*盒子裏有壹些光子。

*開啟時間δt,只釋放壹個光子,δt確定。

*所以盒子輕了δm,可以用理想的標尺測量。

*把δm代入e = MC ^ 2,δe也就確定了。

*δE和δt都是確定的,還有測不準原理。

δeδt & gt;H/2π不成立。

*

*這個實驗的本質是:

當精確測量δ t時,δ m也能精確測量。

δ m可以從質能方程轉換成精確的δ e。

δE和δt都是精確的,測不準關系無效。

*波爾對此毫無準備,臉色蒼白如灰,呆若木雞。

第二天,玻爾的勝利來了。

δq

*玻爾指出:

*壹個光子跑了,盒子輕了δm。

*使用彈簧秤設置零點,並設置位移δq。

*根據廣義相對論的紅移效應,盒子在引力場中移動δq,δT相應地改變δT。

*妳可以計算:δt > h/δmc^2

*代入e = MC 2得到δeδT > h/2π

這次輪到愛因斯坦無語了。

*愛因斯坦的廣義相對論推翻了自己。

*哥本哈根學派大獲全勝。

*玻爾又贏了。

愛因斯坦不甘心。

*愛因斯坦不得不承認哥本哈根的解釋並不矛盾,量子力學依賴於概率論。但他認為這個統計描述並不是壹個完整的“圖像”。

*用愛因斯坦自己的話來說,量子力學的理論是不完整的,波函數無法準確描述單個系統的狀態。它涉及到很多系統,只是壹個“血統”。

*哥本哈根學派的統計描述只是壹個中間階段,應該尋求更完整的理論。

同樣,玻姆的理論認為:

*目前量子力學是壹種統計理論(哥本哈根學派解釋),因為有尚未被發現的隱變量。個別系統的規律是由它們決定的。

*如果能找到隱藏變量,就能準確確定微觀現象的每次測量結果,而不僅僅是各種可能結果的概率。

*也就是說,如果發現了隱藏變量,那麽因果律依然存在,“上帝不擲骰子”。

樂章結尾部

*愛因斯坦因為納粹德國的迫害,沒有參加第七屆蘇威會議,離開了家鄉。

*而這次會議的主題已經改成了原子物理學。

Solvi量子力學會議已經結束。

樂章結尾部

*但是,壹次都沒有結束。

* 1935,薛定諤發表論文《量子力學的現狀》,提出了噩夢貓實驗。

*第二次,哥本哈根學派只能咽下苦水,承認貓處於“生死混”的鬼狀態。

*他們的解釋甚至涉及“意識”。

樂章結尾部

蘇威會議就像壹個歷史舞臺,見證了量子力學的發展和存在。

*愛因斯坦似乎是壹個“反派”,扮演著類似那些試圖推翻相對論的人的角色。

*玻爾經受住了這些考驗,哥本哈根學派的思想廣為流傳。