为什么海森堡、玻尔和薛定谔这些物理学家的名气比爱因斯坦小得多?

2020-10-29 社会 96阅读

在20世纪初,随着三大发现拉开了现代物理研究的序幕,现代物理的两大支柱就是相对论和量子力学,其中爱因斯坦就是横跨这两大支柱的杰出代表。

爱因斯坦在1905年,也被成为物理奇迹年内,几篇诺奖级别的论文,一举奠定了他在物理学中的地位,其中包括狭义相对论,光量子,布朗运动解释,质能方程这些大家熟悉的内容。其中最重要的文章就是狭义相对论,爱因斯坦是以一己之力在发展相对论,从狭义相对论到广义相对论。爱因斯坦谈到狭义相对论即使没有他的提出,也会很快出现,但广义相对论要推迟几十年了。

我们在看量子力学的发展,爱因斯坦作为奠基人一直在里面起着重要的作用。量子力学的发展从普朗克提出量子的概念,但保守的普朗克只是谨慎的应用。而爱因斯坦明确提出了光量子的理论,解释了光电效应,结束了几百年人们对光的本质的纷争。随后玻尔受到普朗克和爱因斯坦的理论启发,结合氢原子光谱的实验数据和巴尔末公式,才提出了氢原子的玻尔模型,建立了原子的量子态。以上都属于旧量子时期。

随后,德布罗意在爱因斯坦光的波粒二象性的启发下,提出了物质波,在使得量子力学得以发展,有了物质波,就要得到波函数的运动方程,在此基础上产生了海森堡,玻恩和约尔当合作的矩阵力学,随后薛定谔在与情人度假的时期,情欲智力大爆发,一举拿下物质波的波动方程,也就是著名薛定谔方程了。至此,矩阵力学和波动力学形成了量子力学的基本形式。海森堡在波粒二象性的基础上,在与爱因斯坦的关于测量的谈话中得到启示,建立了不确定关系。随之玻恩受到爱因斯坦光子密度概率解释的启发,提出了波函数的统计解释,至此,量子力学的统计规律建立,形成了以玻尔为教皇的哥本哈根学派。

爱因斯坦作为长者,他更信奉局决定论和因果论,而玻尔等认为自然界的一切都是统计性的。这样爆发了量子力学完备性的大论战,爱因斯坦对于他一手奠基的量子理论,对哥本哈根学派提出了关于玻恩统计解释,海森堡不确定关系和玻尔互补原理的质疑。随着爱因斯坦光箱实验被玻尔化解后,爱因斯坦承认了统计理论,对量子力学的完备性进行质疑。正是爱因斯坦不断的质疑,使得哥本哈根学派不断修正其数学和物理基础,使得量子力学更加完备。

爱因斯坦作为现代物理两大支柱的奠基者,成就远远超越其上提及的各位著名的物理学家,一代宗师的地位从合影中就能看出。

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