超模君就來(lái)講講這個(gè)建立了哥本哈根學(xué)派，拿過(guò)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，跟愛(ài)因斯坦相愛(ài)相殺的物理界男神玻爾！
尼爾斯·玻爾
1
足球？物理？
1885年，玻爾出生在丹麥的哥本哈根，父親是哥本哈根大學(xué)的生理學(xué)教授，母親出身于一個(gè)富有的猶太人家庭，弟弟后來(lái)成為了劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)教授。
玻爾一家
從小，天賦異稟的玻爾不僅是當(dāng)?shù)赜忻膶W(xué)霸，還特別擅長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)，俗稱“別人家的小孩”。
1903年，18歲的玻爾，以優(yōu)異的成績(jī)考入了丹麥排名第一的哥本哈根大學(xué)，專攻物理，業(yè)余時(shí)間還玩得一手好球！
本以為玻爾會(huì)一直專心致志地研究物理，沒(méi)想到被球探發(fā)掘，和弟弟哈那德·玻爾一起成為了著名足球運(yùn)動(dòng)員，兩兄弟（一個(gè)主力門(mén)將，一個(gè)主力前鋒）稱霸丹麥足壇。
哈那德·玻爾和尼爾斯·玻爾
1908年倫敦奧運(yùn)會(huì)，弟弟代表丹麥奪得了足球銀牌；而哥哥只能候補(bǔ)，作壁上觀。
至于玻爾為什么被列為后補(bǔ)，那就有點(diǎn)意思了！
聽(tīng)說(shuō)別家隊(duì)伍正在外圍努力遠(yuǎn)射時(shí)，作為主力門(mén)將的玻爾卻在比賽途中，倚在門(mén)柱邊思考數(shù)學(xué)題。
賽后還被別人發(fā)現(xiàn)，那個(gè)門(mén)柱被寫(xiě)滿了各種公式，以至于教練一氣之下，把玻爾列到后補(bǔ)去了！
后來(lái)，兩兄弟不再玩足球了，弟弟哈那德·玻爾搖身一變，成為了劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)教授，還建立起周期函數(shù)研究的主要基礎(chǔ)。
而哥哥尼爾斯·玻爾則開(kāi)創(chuàng)了哥本哈根學(xué)派，后來(lái)還成為科學(xué)史上，與愛(ài)因斯坦一時(shí)瑜亮的超級(jí)巨星。
2
哥本哈根學(xué)派創(chuàng)始人1913年，玻爾開(kāi)始研究原子輻射問(wèn)題，寫(xiě)出了具有劃時(shí)代意義的長(zhǎng)篇論文——《論原子和分子的結(jié)構(gòu)》，提出了量子不連續(xù)性，成功地解釋了氫原子和類氫原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，構(gòu)建了原子結(jié)構(gòu)的玻爾模型。
這也是首次將量子概念應(yīng)用于原子、分子結(jié)構(gòu)中得到的成果，玻爾不僅因此獲得了1922年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，還從普朗克手里接了棒，正式成為了新一代量子力學(xué)的掌門(mén)人。
普朗克雖說(shuō)玻爾一戰(zhàn)成名，但在自己國(guó)家，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及“著名足球運(yùn)動(dòng)員”這個(gè)頭銜出名，畢竟當(dāng)時(shí)丹麥報(bào)紙普遍采用的標(biāo)題是：《著名足球運(yùn)動(dòng)員尼爾斯·玻爾被授予諾貝爾獎(jiǎng)》。1920年9月，玻爾一心籌建的哥本哈根理論物理研究所（即玻爾研究所）終于建成。
哥本哈根理論物理研究所
令人意想不到的是，這個(gè)研究所剛建成不久，便吸引了無(wú)數(shù)熱愛(ài)物理的年輕人以及世界知名物理學(xué)家。海森堡、克拉邁爾斯、狄拉克、泡利、赫韋希、哈爾特列、朗道、派耶爾斯、周培源等無(wú)數(shù)位杰出物理學(xué)家都曾來(lái)到這里進(jìn)行學(xué)術(shù)研究。
朗道、泡利和周培源所以，常常會(huì)有人問(wèn)玻爾，為什么能夠聚集那么多有才能的年輕人？
一向不拘小節(jié)的玻爾如此回答：“沒(méi)有什么秘訣，只有一點(diǎn)是清楚的，我不怕在年輕人面前承認(rèn)自己的無(wú)知?！睙o(wú)論是評(píng)論一篇最近發(fā)表的文章，還是向大家介紹個(gè)人所做的工作，研究人員都可以隨心所欲地發(fā)表個(gè)人見(jiàn)解。
正如玻爾所說(shuō)：“不僅要依靠少數(shù)科學(xué)家的能力與才華，而且要不斷吸收相當(dāng)數(shù)量的年青人，讓他們熟悉科學(xué)研究的結(jié)果與方法。只有這樣，才能在最大程度上不斷地提出新問(wèn)題。通過(guò)青年人他們自己的貢獻(xiàn)，新的血液和新的思想就不斷地涌入科研工作。”
在這樣平等、自由、團(tuán)結(jié)的學(xué)術(shù)研究氛圍下，很多物理學(xué)最深?yuàn)W的問(wèn)題都得以解決，就這樣慢慢形成了“哥本哈根學(xué)派”。
3
“玻愛(ài)”之爭(zhēng)
說(shuō)到這，就不得不提到物理界的另一位男神——愛(ài)因斯坦，兩人相愛(ài)相殺，在物理界“撕了大半輩子的逼”。
1920年，玻爾與愛(ài)因斯坦相識(shí)于德國(guó)柏林，初次見(jiàn)面，其樂(lè)融融。
不過(guò)，至此之后，他們兩個(gè)便圍繞關(guān)于量子力學(xué)理論基礎(chǔ)的解釋問(wèn)題開(kāi)始了終身論戰(zhàn)，只要一見(jiàn)面，就會(huì)唇槍舌劍，辯論不已。
而“玻愛(ài)之爭(zhēng)”最負(fù)盛名的三個(gè)回合，分別是在1927 年、1930 年以及1935年的索爾維會(huì)議上。
第一回合
我們先來(lái)看看1927年的第五屆索爾維會(huì)議合影，可謂是前無(wú)古人后無(wú)來(lái)者的物理盛會(huì)。愛(ài)因斯坦舉著相對(duì)論大旗，頭頂光電效應(yīng)的光環(huán)，玻爾高舉著他的“氫原子模型”，玻恩口口聲聲念叨著“概率”，德布羅意騎著他的“波”，康普頓西裝上印著“效應(yīng)”二字，狄拉克夾著一個(gè)“算符”，薛定諤挎著他的“方程”，身后還藏了一只不死不活的“貓”，布拉格手提“晶體結(jié)構(gòu)”模型，海森堡和他的同窗好友泡利形影不離，兩人分別握著“不確定原理”和“不相容原理”，埃倫費(fèi)斯特也緊握他的“浸漸原理”大招牌，還有居里夫人“鐳和釙”、洛倫茲的“變換”、普朗克的“常數(shù)”、朗之萬(wàn)的“原子論”、威耳遜的“云霧室”等等。
迄今為止物理界最豪華陣容
這次會(huì)議分成兩派，一派是以愛(ài)因斯坦為首的理論物理學(xué)家（薛定諤、德布羅意等），一派是玻爾掌門(mén)的哥本哈根學(xué)派（海森堡、泡利等），兩邊人數(shù)、實(shí)力旗鼓相當(dāng)。
在本次的索爾維會(huì)議上，玻爾首先進(jìn)攻，基于海森堡提出的不確定原理作出了大膽的推論：粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡是不確定的。
海森堡的不確定原理
愛(ài)因斯坦卻完全否定海森堡的不確定原理，認(rèn)為一個(gè)完備的物理理論應(yīng)該具有確定性、實(shí)在性和局域性。
但玻爾也不含糊，立馬反駁，“關(guān)鍵一點(diǎn)在于我們無(wú)法分清所看到的到底是原子本身的行為，還是原子與測(cè)量?jī)x器之間的作用，在觀察存在的偉大舞臺(tái)上，我們既是觀眾，又是演員”。
波爾此番推論就像一個(gè)重磅炸彈，完全顛覆了傳統(tǒng)物理關(guān)于“實(shí)在”的認(rèn)識(shí)，立即在物理界引起了軒然大波。
對(duì)此，愛(ài)因斯坦舉了個(gè)一針見(jiàn)血的例子（一個(gè)α 射線粒子的例子)：“很抱歉，我沒(méi)有深入研究過(guò)量子力學(xué)，不過(guò)，我還是愿意談?wù)勔话阈缘目捶ā！?/p>
不過(guò)，波爾很快就證明了愛(ài)因斯坦所舉的例子與他的推論并不矛盾。
最終，在1927年的索爾維會(huì)議上，以玻爾為首的哥本哈根派大獲全勝。但是，在正式會(huì)議結(jié)束之后幾天的討論中，火藥味就濃多了。根據(jù)海森堡的回憶，那段時(shí)間，愛(ài)因斯坦總會(huì)在早餐桌上，向玻爾拋出一個(gè)又一個(gè)的思想實(shí)驗(yàn)，但玻爾每次都能夠輕松化解！
第二回合
3年后，即在1930年的第六屆索爾維會(huì)議上，早有準(zhǔn)備的愛(ài)因斯坦在會(huì)上提出了著名的思想實(shí)驗(yàn)——光子盒。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里，時(shí)間和能量可以做到同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量，因此，不確定原理是不成立的。
愛(ài)因斯坦的光子盒
走出會(huì)場(chǎng)后的玻爾一直在喃喃自語(yǔ)：“如果愛(ài)因斯坦是對(duì)的，那么物理學(xué)就完了！”，第二天就基于愛(ài)因斯坦自己的相對(duì)論，證明了這一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)是有缺陷的。
廣義相對(duì)論
盡管愛(ài)因斯坦有被玻爾震驚到，但還是“嘴硬”地說(shuō)了句：“量子論也許是自洽的，但卻至少是不完備的！”。雖然玻爾用愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論回?fù)袅斯庾雍袑?shí)驗(yàn)，但心里也是不踏實(shí)的，因?yàn)樗灾@是自己投機(jī)取巧所得到的推論，其中還有很多嚴(yán)格的概念需要澄清。因此玻爾一直耿耿于懷，直到1962年去世，人們發(fā)現(xiàn)玻爾實(shí)驗(yàn)室的黑板上還留著愛(ài)因斯坦光子盒的圖。
最終，第二回合的論戰(zhàn)，他們兩個(gè)誰(shuí)都沒(méi)有說(shuō)服對(duì)方，這局就算平局了！
第三回合
“玻愛(ài)之爭(zhēng)”的第三個(gè)回合，就到了1935年，這場(chǎng)論戰(zhàn)達(dá)到了它的頂峰。
這次，愛(ài)因斯坦不再單打獨(dú)斗，聯(lián)手波多爾斯基、羅森，拋出了一份題為《量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是完備的嗎？》的論文，其中設(shè)計(jì)了一個(gè)粒子衰變?yōu)閮蓚€(gè)粒子的判決實(shí)驗(yàn)，對(duì)玻爾為首的哥本哈根派進(jìn)行反擊。這一反擊就是物理學(xué)史上著名的“Einstein－Podolsky－Rosen疑難”，這個(gè)悖論涉及到微觀世界的物理實(shí)在問(wèn)題。
玻爾也不是吃素的，面對(duì)愛(ài)因斯坦等人的反擊，以測(cè)量?jī)x器與客體實(shí)在的不可分性為理由，否定了EPR論證的前提———物理實(shí)在的認(rèn)識(shí)論判據(jù)，從而否定了EPR實(shí)驗(yàn)的悖論性質(zhì)。
可惜的是，玻爾的異議及其論證有點(diǎn)模糊，所以愛(ài)因斯坦等人并不承認(rèn)玻爾的理論。愛(ài)因斯坦認(rèn)為，盡管哥本哈根學(xué)派的解釋與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)一致，但作為一種完備的理論，應(yīng)該是決定論的，而不應(yīng)該是或然的、用概率語(yǔ)言表達(dá)的理論。
最終，第三回合的論戰(zhàn)，也以平局告終！而對(duì)于這場(chǎng)發(fā)生在20世紀(jì)最偉大的兩位物理學(xué)家身上的爭(zhēng)論，眾多物理學(xué)家都給予了高度的評(píng)價(jià)。
美國(guó)物理學(xué)家約翰·惠勒（John Archibald Wheeler）就曾這樣說(shuō)過(guò)：“沒(méi)有矛盾和佯謬，就不可能有科學(xué)的進(jìn)步。約麗斑駁的思想火花往往閃現(xiàn)在兩個(gè)同時(shí)并存的矛盾的碰撞切磋之中?！?/p>
約翰·惠勒
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(guò)相愛(ài)相殺，而當(dāng)事人玻爾認(rèn)為這場(chǎng)爭(zhēng)論是自己“許多新思想產(chǎn)生的源泉”，愛(ài)因斯坦也對(duì)玻爾給予了極高的評(píng)價(jià)：“他將大膽和謹(jǐn)慎兩種品種難得地融合，無(wú)疑是我們科學(xué)領(lǐng)域最偉大的發(fā)現(xiàn)者之一”。
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