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1927 年布鲁塞尔群殴:爱因斯坦和玻尔,把物理学吵到了新高度

这张照片你一定见过。一张大合影,背景是一栋老式建筑。前排正中间坐着爱因斯坦,一脸肃穆,居里夫人也坐在前排。后面站着一大堆

这张照片你一定见过。

一张大合影,背景是一栋老式建筑。前排正中间坐着爱因斯坦,一脸肃穆,居里夫人也坐在前排。后面站着一大堆穿着深色西装的男人。

这张照片的“含金量”足以吓死人。

照片里一共29个人,有17个拿了诺贝尔奖。

这还没完。剩下没拿奖的那些人,不是因为水平不够,而是因为他们的理论太超前,诺贝尔奖委员会当时没看懂。或者像索末菲那样,单纯就是运气差到极点,带出了好几个诺贝尔奖学生,自己却总是陪跑。

这是1927年10月,布鲁塞尔。第五届索尔维会议。

这一年,物理学界发生了一场前所未有的“群殴”。虽然没有动拳头,但脑细胞的阵亡数量可能是天文数字。

在此之前,物理学是优雅的、确定的、从容的。但这一周之后,物理学彻底变了天。

这一周里到底发生了什么?

概率解释

首先得说说这个局是谁攒的。

欧内斯特·索尔维,一个比利时的化学工业大亨。他发明了一种制造纯碱的方法,赚得盆满钵满。有了钱之后,他想搞点高雅的爱好,于是决定赞助科学。

他在1911年搞了第一届会议,管吃管住管路费,把当时欧洲顶级的科学家都请到了布鲁塞尔。

到了1927年,这是第五届。

此时的物理学界,气氛非常诡异。

几年前,一帮年轻人闯进了物理学的神殿。海森堡、狄拉克、泡利、玻恩……这帮人年纪都不大,特别是海森堡,当时才26岁。

他们搞出了一套叫“量子力学”的东西。

这东西让老一辈物理学家非常不舒服。以前的物理学(经典力学)告诉我们,只要知道一个粒子的位置和速度,算出受力,我就能精准预测它下一秒在哪里。

但海森堡说:不行。

他搞了个“测不准原理”(现在一般叫不确定性原理)。他说,你不可能同时知道粒子的位置和动量。这不是你的尺子不够准,这是宇宙的根本属性。世界本质上是概率的,是掷骰子的。

这就像是指着牛顿和拉普拉斯的鼻子骂街。

作为经典物理学的最后一位大神,爱因斯坦看不下去了。虽然光电效应是他搞出来的,量子理论他也算半个祖师爷,但他绝对不能接受这种“概率解释”。

于是,这场会议的主题虽然写着“电子与光子”,但实际上的潜台词是:爱因斯坦带着老贵族们,要和玻尔带着的这群搞“概率论”的人,在此决斗。

暴风雨前的宁静

会议地点在布鲁塞尔的都会酒店(Hotel Metropole)。

普朗克来了,他是量子论的开山鼻祖,但他本人其实是个极其保守的普鲁士绅士,看着自己放出来的“量子”逐渐失控,心情很复杂。

薛定谔来了。他属于中间派,或者说“墙头草”派。他搞出了波动方程,本来是想用连续的波来拯救经典物理的,结果被哥本哈根那帮人拿去解释概率了,搞得他很郁闷。

玻尔来了。他是这帮年轻人的“教父”,哥本哈根学派的带头大哥。他说话声音很轻,逻辑极其绕,听他说话需要极大的耐心,但他脑子清楚得很,坚定地认为世界就是随机的。

爱因斯坦到了。他是王。所有人都在看他的脸色。他依然坚信因果律,坚信宇宙有一个确定的剧本。

会议正式开始。

前几天的论文宣读还算正常。劳伦斯·布拉格讲了X射线反射,康普顿讲了康普顿效应。大家礼貌鼓掌,并没有什么火药味。

真正的重头戏在后面。

当波恩和海森堡上台宣读关于量子力学的矩阵表述时,他们最后甚至嚣张地加了一句结论:“我们要说,量子力学已经是完整的理论了,基本假设不需要任何修改。”

这句话翻译过来就是:游戏结束了,真理在我们手里。

台下的爱因斯坦一言不发。他没有像往常一样犀利地提问。他保持着一种令人不安的沉默。

他在憋大招。

早餐桌上的难题

真正的战场根本不在会议室,而在餐厅。

每天早上,大家还在喝咖啡吃牛角包的时候,爱因斯坦就会带着一个笑容,走到玻尔面前。

“尼尔斯,我昨晚想到了一个实验。”

然后爱因斯坦会抛出一个精心设计的“思想实验”。这些实验设计得极其精妙,目的只有一个:证明海森堡那个“测不准原理”是错的,证明量子力学是不完备的。

比如著名的“单缝衍射”实验变种。爱因斯坦画个图,说你看,如果我们控制这个缝隙,测量它的反冲动量,我们不就能同时知道粒子的路径和位置了吗?

那这时候,餐桌上的气氛就会凝固。

爱因斯坦说完,心满意足地去散步了,留下一桌子焦虑的哥本哈根人。

接下来的一整天,玻尔就像热锅上的蚂蚁。海森堡后来的回忆录里说,玻尔在会议间隙极其焦躁,嘴里喃喃自语,拉着他们拼命计算,试图找出爱因斯坦逻辑里的漏洞。

如果不把这个漏洞堵上,量子力学的大厦就塌了。

一定要赶在晚饭前解决。

到了晚餐时间,剧情反转。

玻尔会红光满面地走向爱因斯坦:“阿尔伯特,关于早上那个问题……”

然后玻尔会指出,爱因斯坦忽略了某个相对论效应,或者是测量仪器本身的不确定性。总之,玻尔总能证明:即使按你的设计,测不准原理依然成立。

爱因斯坦听完,不说话,点点头,承认这局输了。

但他不服。

第二天早上,爱因斯坦又来了:“尼尔斯,我又想到了一个新实验……”

就这样,这种“爱因斯坦出题,玻尔解题”的游戏循环了好几天。难度越来越大,涉及的物理越来越深。

光子箱

爱因斯坦在1930 年第六届索尔维会议上正式提出他的终极杀器——“光子箱”实验。

简单说:有一个挂在弹簧秤上的盒子,里面装着光子。盒子上有个快门,由时钟控制。快门瞬间开启一下,放出一个光子。

爱因斯坦说:

我们可以精确设定快门开启的时间(时间确定)。

光子跑了,盒子轻了。我们可以通过弹簧秤读出质量的变化。

根据相对论E=mc²,能量变化等于质量变化乘以光速平方。

所以,我们既知道了能量的变化,又知道了时间。

海森堡说能量和时间不能同时测准,但我这不是测准了吗?

这一招太狠了。爱因斯坦用自己的广义相对论作为武器,去攻击量子力学。

当时目击者的描述是,玻尔听到这个实验时,脸色煞白。他感到天旋地转。如果爱因斯坦是对的,物理学这几年的成果就全完了。

那天晚上,玻尔甚至没有心情吃饭。他在两座大楼之间走来走去,样子看起来像是个快要破产的商人。

但是,到了第二天早上。

玻尔容光焕发地出现在餐厅。他告诉爱因斯坦:你错了。而且你是用你自己的理论打败了你自己。

玻尔指出:当光子跑出盒子,盒子质量变轻,弹簧会收缩,盒子的高度会发生变化。根据广义相对论(爱因斯坦自己的理论!),引力势能的变化会影响时间的流逝速度(引力红移)。

所以,当你测量质量(能量)越精准,盒子高度的不确定性就导致了时间读数的不确定性。

还是测不准!

爱因斯坦愣住了。他没想到自己的广义相对论竟然成了对手的盾牌。

这一局,玻尔险胜。

上帝到底掷不掷骰子?

除了这种硬核的逻辑互殴,还有哲学层面的互喷。

这也是那个著名金句的诞生地。

爱因斯坦在好几次争论被怼回去之后,有点急了。他不想在技术细节上纠缠,直接上升到哲学高度。

他说出了那句名言:“Der Alte würfelt nicht.”(那个老头子(指上帝)是不掷骰子的。)

他坚信物理规律背后必须有确定的因果,而不是概率。

而玻尔的反击也相当不客气。虽然原话有多个版本,但大意是:“阿尔伯特,别再告诉上帝该怎么做了。”

这不仅仅是两个人斗嘴,这是两种世界观的碰撞。

在场的其他人也没闲着。

那个来自荷兰的埃伦费斯特,是爱因斯坦的好友,但他实在看不下去了。他凑到爱因斯坦耳边说了一句很扎心的话:“阿尔伯特,你现在的态度,就像当年洛伦兹反对你的相对论一样固执”。

这话把爱因斯坦气得够呛。

而另一边,年轻气盛的泡利(人称“物理学的良心”,也是著名的毒舌)则对这种哲学争论嗤之以鼻。

有一次,大家在聊这帮物理学家对宗教的看法。狄拉克说了一通“宗教是鸦片”之类的激烈言论。

泡利听完,冷冷地总结了一句:“好吧,我们这位朋友狄拉克的宗教信仰是:‘上帝是不存在的,而狄拉克是他的先知’。”

全场爆笑。

谁赢了?

1927年的这场会议结束了。

表面上看,玻尔和哥本哈根学派大获全胜。他们挡住了爱因斯坦所有的进攻。量子力学经受住了最严苛的考验,从此成为物理学的主流。

从那时起,物理学家被迫接受了一个事实:世界在微观层面就是不确定的,就是概率的。

爱因斯坦输了吗?

在技术上,他输了。他找出的那些逻辑漏洞,都被玻尔补上了。

但在信念上,他至死没有投降。

直到去世,爱因斯坦都在寻找一个更深层的理论,试图把因果律找回来。他始终认为量子力学只是一个“中间态”,不是终极真理。

这次会议留下了一个巨大的遗产——那张照片。

你看那张照片里的每一个人。他们看起来都很疲惫,但眼神里有一种现在很难见到的光芒。

那是人类理性的巅峰时刻。

他们在一周的时间里,把人类对宇宙的认知边界,硬生生往外推了一大截。

他们争吵,他们嘲讽,他们互相攻击,但他们也是最理解彼此的人。那种争论不是为了面子,不是为了经费,纯粹是为了搞清楚——“这个世界到底是怎么运行的?”

评论列表

sai小光
sai小光 2
2025-12-17 01:01
弦理论刚发表的那十几年,研究那玩意的都被认为是疯子