史上最牛的物理学论战,玻尔靠什么赢了爱因斯坦3次
人类首张黑洞照片的公布,把100多年前爱因斯坦的神预言送上了热搜。在网友们纷纷送上“爱神”称号,发出“你大爷还是你大爷”的感叹时,很多人都不知道,在国内媒体只言片语的报道下,还隐藏着一个曾3次在量子力学论战中碾压爱因斯坦的奇人。他就是丹麦国宝级物理学家、1922年诺贝尔物理学奖得主、量子物理三巨头之一、名震世界的哥本哈根学派掌门人——尼尔斯·玻尔。
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外表不苟言笑,辩论起来却口才了得的尼尔斯·玻尔成绩不好赖踢球?始祖级守门员表示不服最新消息:“著名足球运动员尼尔斯·玻尔,刚刚被授予了诺贝尔物理学奖。”第一次听到这事的人肯定以为这是段子,然而,这确实是1922年发生在丹麦的真实新闻。这位守门员实在太另类了,他通常沉默寡言,据说语言表达能力也堪忧。比赛时,作为丹麦最优秀与最具天赋的的球员之一,还经常神游八方,口念咒手掐诀,永远一副若有所思的样子。当时很多人都在好奇这个年轻运动员是不是在修仙?其实还真差不多,他修物理学。苦于钻研的学术思维能与勇往直前的体育精神合二为一,这一切,都与玻尔的成长环境有关。
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小玻尔(最右)与家人1885年,玻尔出生在丹麦首都哥本哈根一个知识分子家庭。父亲克里斯丁·玻尔既是哥本哈根大学的生理学教授,也是丹麦足球的引进者之一。在小玻尔出生的年代,现代足球对于丹麦来说还是个新鲜事物,而克里斯丁不仅将其引入哥本哈根,还在塔根斯维修了一块球场,经常带着小玻尔去玩。
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在足球俱乐部中,玻尔(右)和其弟弟被称为绝代双骄经过童年的积累,玻尔的足球天赋在学生时代就被挖掘了出来,并被招入当时丹麦的豪门球队「阿卡德米斯克足球俱乐部」当守门员,并多次随队出战。在足球尚未形成世界潮流的时期,这支俱乐部几乎横扫丹麦,曾分别在1913年、1919年和1921年夺得丹麦冠军,直到1967年他们共有9次夺冠。作为早期主力门将的玻尔,其实力可见一斑。球技这么牛掰的运动员,学习成绩应该很一般吧?事实恰好相反,玻尔在体育上冲劲十足,也同样有着近乎死心眼的较真。小时候的他就极其追求完美,坚定地将“大胆而严谨”(爱因斯坦原话)进行到底。在一堂图画课上,老师要求大家画出自己家的房子。玻尔画着、画着便向老师打报告说要回家,原因竟是“我实在记不清家里围墙有多少根柱子了。”不仅如此,才刚上小学不久,他就敢公开向老师叫板,指出教材中的错误,经常弄得场面十分尴尬。老师表示:“这孩子教不了,教不了……”秉承着这种一根筋的精神,玻尔在物理领域简直如鱼得水。
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玻尔在物理学领域堪称天才18岁就考入了哥本哈根大学,22岁拿到了丹麦皇家科学与文学院的金质奖章,26岁获得哲学博士学位。1913年,他转战原子结构,写出了《论原子构造和分子构造》,成功解释了氢原子和类氢原子的结构和性质,提出了玻尔模型。1920年,他又创建哥本哈根理论物理研究所,靠着个人魅力吸引来了一大批物理学大佬,如诺贝尔奖得主海森堡、泡利、狄拉克等人,形成了哥本哈根学派。
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哥本哈根学派的量子力学大咖们
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一张图让你感受下哥本哈根学派的实力由于良好的学术讨论氛围,这个学派逐渐成了上世纪二三十年代全球物理学研究的中心,到现在,都依然是物理学家们的“朝拜圣地”。量子力学的巅峰对决,爱因斯坦竟从未赢过要说玻尔一根筋的性格没有一点坏处,那是绝对不可能的。他在“电子之父”J.J.汤姆森面前的莽撞,就曾差点断送了自己的前程。那时,正是经典物理大厦摇摇欲坠的年代,玻尔当时也明显感受到经典力学在描述原子现象时的困难。于是博士毕业后,他便带着各种疑问前往英国剑桥,想跟自己的偶像J.J.汤姆森进行更深入的学习。
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“葡萄干布丁式”的原子模型然而,他经过研究发现,汤姆森提出的“葡萄干布丁式”原子模型有很多不合理的地方,于是第一次见面他就拿出偶像的论文,用生涩的英文指出了里面的几处错误。
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