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不過此時的兩人尚且只能算初級交鋒,大爭論要等到明年的索爾維會議爆發。
愛因斯坦放下煙斗,替己方隊友薛定諤說了一句:“微觀組成宏觀,如果微觀沒有決定論,真是太可怕了。”
海森堡雖然沒有泡利的急脾氣,但對自己的理論自信心非常高,于是說:“我認為非決定論,也就是嚴格因果性的消失是必要的!否則根本沒有辦法解釋量子躍遷為何不連續!”
薛定諤反對道:“如果沒有定律來描述量子躍遷中電子的運動,那么整個量子躍遷的概念就完全是一種幻想。”
又提到量子躍遷,玻爾不能再沉默:“這不能證明沒有量子躍遷,只是證明我們不能想象出它們。對于量子躍遷,經典物理學中的實驗和描述方式是不夠的。”
薛定諤說:“要是該死的量子躍遷真的存在,我會很遺憾我曾經參與到量子理論之中。”
這是薛大神一句著名的論斷,表明他在這時候已經堅定站到愛因斯坦的一邊。
——貌似愛因斯坦、泡利都說過類似的話。
海森堡說:“我們確實無法觀測到原子內部的電子軌道,所以一個好的理論必須基于直接可觀測的量。”
這是海森堡的信條。他堅信量子理論,并選擇了一條經典物理學家挑不出毛病的路:全部基于實驗的理論,再推導出的新成果肯定就是真的,于是驗證了量子理論的正確性。
愛因斯坦再次開口:“但你并不會真正相信只有可觀測量才能進入一個物理理論。”
海森堡聽了有些驚訝:“那不就是您的相對論所做的事情嗎?”
“也許我的確用過這種推理,”愛因斯坦承認,“但它仍然是胡說。”
海森堡說:“不管相對論還是量子力學,都不是胡說。”
“好吧,”愛因斯坦無奈地抱怨道,“但現在的物理學似乎有一種新時尚,總是宣稱某些事物無法觀測到,因此就不是實在的。”
李諭笑道:“你所說的這種時尚恰恰是你1905年所做的。”
愛因斯坦一愣,不知道怎么反駁,只能幽上一默:“好的笑話不能老是重復!”
第六百九十七章 概率解釋
對于20年代的物理學家來說,尤其是研究量子的,不能解釋的事情還太多。
李諭隨口說:“我剛從英國過來,知道諸位應當看不上英國人在理論物理方面的水平。但卡文迪許實驗室已經用云室拍了幾十萬張照片,其他的實驗室加起來恐怕有幾百萬張,這是我們唯一能夠觀察電子的方式,它所產生的軌跡,的確像是快速運動的粒子的效果。”
玻爾和海森堡早就在苦惱這個問題,因為“軌跡”這個概念與矩陣力學的思想是不相容的。
目前版本的波動力學對此也不太好解釋。雖然在波動理論中可以有定域化的一束波作為一個所謂的波包而一同運動,但這會要求一束物質在比一個電子的直徑大得多的寬度上散布開來,在云室里顯然沒有看到這種情形。
李諭提到這個問題,就是想給兩邊都澆澆水,消消火。
玻爾略顯無奈地說:“認為物理學的任務就是發現自然如何存在,這是錯誤的,物理學關注的是我們能夠對自然說些什么。”
愛因斯坦終于和玻爾達成一定的共識:“而且試圖去找到一個僅僅關于宏觀尺度的理論是相當錯誤的,如今反而是理論決定了我們能觀察到什么。”
海森堡卻還是那句話:“理論必須基于現有的實驗結果,才能繼續推導新的量子力學。而實驗已經證明,微觀世界是不連續的,是量子化的。薛定諤教授說粒子是波,但波卻是連續的!”
薛定諤隨即說:“我的波函數確實是連續的,但當波的振動模式發生改變的時候,就是量子化,因此也能解釋量子化。”
“就是說,教授您是想用連續化思想來處理量子的不連續現象?”海森堡肯定不認可,“可這又怎么解釋我的理論完全基于量子現象,也能處理量子問題?畢竟您證明了二者等價。”
他這個問題真不太好回答。
愛因斯坦加了一句:“可惜我尚且沒有盡全力去研究海森堡博士的論文,因為用簡單的數字代表量子行為,對我來說難以置信,它們像一個個施了巫術的乘法表。當然了,原諒我拙劣的數學水平,我還沒有看懂矩陣。”
在這幫神級大佬里,愛因斯坦的數學肯定不是多好的一個。
薛定諤數學不錯,悠悠道:“我也看不懂矩陣。”
眼看海森堡又要不滿,李諭連忙說:“其實波動方程還有很多需要改進的地方。”
“那是自然!”海森堡說,“他無法很好地處理自旋,而自旋已經在泡利的論文下站穩了腳跟。”
海森堡再次直插薛定諤的軟肋,薛大神看著也不是很高興,李諭立刻又說:“但我突然想到了一種解釋波動方程物理含義的方法。”
所有人都很驚訝:“怎么解釋?”
此刻波動力學和矩陣力學最大的分歧就在對待量子的態度上嘛。
李諭在黑板上邊寫邊說:“薛定諤教授的論文寫到,波動方程與流體力學中一個密度函數很相近,所以他猜測波動方程應該也是代表某種密度。”
“而波函數又有其特殊性,是一個關于時間的函數。”
“所以我認為,波函數的模平方,也就是大小的平方,是幾率密度。表示的是某個時刻的球形空間內,能夠找到粒子的概率。”
這就是所謂的概率解釋了。
對于大部分人來說,這個說法非常震撼三觀。
愛因斯坦立馬不吸煙斗了,說道:“你的意思是,波動方程雖然闡述了物質波,但就算費盡辛苦求出一個波函數,能夠描述電子這種實體粒子時,你能夠找到它還是要依賴一個幽靈般的概率幅?”
李諭點頭道:“是這樣的。”
“難以置信!”玻爾說,他心中其實有些暗喜,概率是哥本哈根最喜歡的東西,“泡利回來后,我會叫上他好好討論討論。”
海森堡大體也認可概率,但如果是對的,波動力學不就領先自己的矩陣力學了?于是說:“我要先對波動方程進行深入的研究,再對概率解釋表達看法。”
至于薛定諤本人,表情非常復雜,他創造波函數,就是為了證明連續性,結果自己的方程在物理上反而表示的還是概率?
“如果是概率,不就意味著一個電子這樣的實體在通過空間時,沒有確定的路徑或者軌跡,而是可以由概率確定在某個空間區域中的任意地方找到?”薛定諤說,“我寧愿相信粒子是以某種方式被一種場控制的,而這種場遵循波動方程,因此粒子就像波一樣運動,就像沖浪者。”
李諭說:“這依賴于觀測者的角度,他希望哪個被看成真實的,是粒子還是場。”