哥本哈根學派

2022-12-06 01:36:04 字數 4805 閱讀 8107

概述哥布哈根學派是20世紀20年代初期形成的。2023年,在著名量子物理學家玻爾的倡議下成立了哥本哈根大學理論物理學研究所,由此建立了哥本哈根學派。該學派在創始人尼爾斯·亨利克·大衛·玻爾的玻爾帶領下對量子物理學有著深入廣泛的研究。

於是,整個歐洲物理學界的年經人湧向了哥本哈根。在哥本哈根大學理論物理研究所聚集了一大批青年精英,在玻爾教授的教導和激勵下,十幾個世界一流的物理學家在20-30歲左右就脫穎而出了。

玻恩、海森堡、約爾丹、泡利、羅森菲耳德以及前蘇聯的福克和朗道等人,這些諾貝爾獎金獲得者都出自玻爾的門下。還有一大批物理學家也是吸吮著哥本哈根學派的乳汁而成長的,如狄拉克、德布羅依、德拜、考斯特等人。

同玻爾同輩的其他物理學家也得益於哥本哈根學派。玻爾--愛因斯坦論戰,是20世紀物理學史恆提恆新的話題,它使愛因斯坦這位物理學巨人更加豐滿高大。

20世紀物理學出現了兩大驚人的巨大成就,乙個是相對論,另乙個是量子力學。迄今物理學界發展最快的當屬相對論與量子力學的結合領域--基本粒子物理學。

量子力學的創生與興起是與哥本哈根學派分不開的,是與玻爾的名字分不開的;基本粒子物理學則是在哥本哈根學派理論支援下展開的。

沒有哥本哈根學派的刻苦努力和不懈探索,20世紀物理學的繁榮興旺是不可想象的。

哥本哈根學派已經突破了丹麥這一地域概念,它的成員來自英國、法國、德國、美國和前蘇聯等,具有廣泛的國際性。

其中玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等都是這個學派的主要成員。哥本哈根學派對量子力學的創立和發展作出了傑出貢獻,並且它對量子力學的解釋被稱為量子力學的"正統解釋"。玻爾本人不僅對早期量子論的發展起過重大作用,而且他的認識論和方**對量子力學的建立起了推動和指導作用,他提出的著名的"互補原理"是哥本哈根學派的重要支柱。

玻爾領導的哥本哈根理論物理研究所成了量子理論研究中心,由此該學派成為當時世界上力量最雄厚的物理學派。

編輯本段哥本哈根學派對量子力學的解釋

哥本哈根學派的解釋在定量方面首先表述為海森伯的不確定關係。這類由作用量量子h表述的數學關係,在2023年9月玻爾提出的互補原理中從哲學得到了概和總結,用來解釋量子現象的基本特徵--波粒二象性。所謂互補原理也就是波動性和粒子性的互相補充。

該學派提出的量子躍遷語言和不確定性原理(即測不准關係)及其在哲學意義上的擴充套件(互補原理)在物理學界得到普遍的採用。因此,哥本哈根學派對量子力學的物理解釋以及哲學觀點,理所當然是諸多學派的主體,是正統的、主要的解釋。

編輯本段功勳卓著的哥本哈根學派

地理學家們經常這樣形象地比喻說,斯堪地那維亞山脈像一座巨大的屏風,自東北綿延至半島頂端,擋住了來自大西洋的暖風,使瑞典王國略顯寒意;波羅的海像一條輸熱管道為丹麥王國送來春光。的確,斯德哥爾摩像乙個寒冷的地方,距離它不遠的哥本哈根卻四季分明,濕潤朗澤,怡人的氣候和溫暖的海濱,塑造了安徒生"海的女兒"和美麗的童話......

2023年11月,哥本哈根顯得格外喧鬧,人們喜氣洋洋,議論紛紛。原來,從斯德哥爾摩傳來特大新聞:哥本哈根大學教授尼爾斯·玻爾榮獲該年度諾貝爾物理學獎金。

玻爾是丹麥第乙個諾貝爾獎金獲得者。乙個小小的國家,能在科學研究領域達到世界最先進的水平,怎能讓人不高興呢?

玻爾專門研究原子結構,在微觀物理學方面取得了讓愛因斯坦等超一流物理學家都吃驚的業績。

獲獎那一年,玻爾教授只有37歲。

玻爾早年求學於英國劍橋大學,是著名的物理學家盧瑟福的高足。在學期間,他掌握了卡文迪許實驗室的優良傳統的真諦,先後發表了史稱"物理學偉大的三部曲"的**,奠定了原子結構量子力學模型的理論基礎。

回國後,玻爾致力於原子結構的量子力學研究,取得了舉世公認的先進水平。20世紀20年代,玻爾的學識、造詣和人格魅力,成了年輕一代物理學家心儀的導師;哥本哈根成為青年物理學家嚮往的聖地。

編輯本段到哥本哈根去,向玻爾教授學習

於是,整個歐洲物理學界的年經人湧向了哥本哈根。在哥本哈根大學理論物理研究所聚集了一大批青年精英,在玻爾教授的教導和激勵下,十幾個世界一流的物理學家在20-30歲左右就脫穎而出了。

玻恩、海森堡、約爾丹、泡利、羅森菲耳德以及前蘇聯的福克和朗道等人,這些諾貝爾獎金獲得者都出自玻爾的門下。還有一大批物理學家也是吸吮著哥本哈根學派的乳汁而成長的,如狄拉克、德布羅依、德拜、考斯特等人。

同玻爾同輩的其他物理學家也得益於哥本哈根學派。玻爾--愛因斯坦論戰,是20世紀物理學史恆提恆新的話題,它使愛因斯坦這位物理學巨人更加豐滿高大。

20世紀物理學出現了兩大驚人的巨大成就,乙個是相對論,另乙個是量子力學。迄今物理學界發展最快的當屬相對論與量子力學的結合領域--基本粒子物理學。

量子力學的創生與興起是與哥本哈根學派分不開的,是與玻爾的名字分不開的;基本粒子物理學則是在哥本哈根學派理論支援下展開的。

沒有哥本哈根學派的刻苦努力和不懈探索,20世紀物理學的繁榮興旺是不可想象的。

哥本哈根學派已經突破了丹麥這一地域概念,它的成員來自英國、法國、德國、美國和前蘇聯等,具有廣泛的國際性。

編輯本段玻爾逝後影響

2023年玻爾逝世以後,他的兒子艾吉·玻爾接掌哥本哈根大學"玻爾研究所",2023年小玻爾獲諾貝爾物理學獎,表現出玻爾家族的巨大潛力和才華。

此後,哥本哈根已成為量子力學詮釋的一種精神文化傳統,深刻影響著每乙個物理學的傳人。

編輯本段玻爾的哥本哈根學派

由玻爾領導的哥本哈根學派展現了乙個典型的科學學派的眾多特點:擁有乙個魅力型科學權威,建立良好的研究場所,籌集到足夠多的研究資金,把握主流的研究領域,活躍著幾位青年科學家,蘊含獨特的精神文化。關於這些特點的描述可以在寫作手法截然不同的兩本玻爾傳記《尼耳斯·玻爾傳》(旨在精確評述玻爾的學術成就和思想,屬於科學型傳記)([美]阿布拉罕·派斯,戈革譯,尼耳斯·玻爾傳,商務印書館,2000) 和《和諧與統一--尼耳斯·玻爾的一生》(主要敘述的玻爾的人生經歷,屬於生活型傳記)([丹麥]尼耳斯·布萊依耳,和諧與統一:

尼耳斯玻爾的一生,東方出版中心,1998)以及一本專門描述玻爾建立的理論物理研究所的《玻爾研究所的早年歲月》([丹麥]羅伯森,楊福家譯,玻爾研究所的早年歲月:1921~1930 , 科學出版社,1985)中找到。

作為乙個魅力型權威,玻爾具有突破經典觀念的創新勇氣(28歲時就撰寫了具有劃時代意義的著名**《論原子和分子的結構》,把量子假說應用到原子模型中,提出了使他2023年獲得諾貝爾獎的氫原子模型);玻爾具有熱心提攜青年、獎掖後學的美德(哥本哈根學派成員中大多數是30歲左右的年輕人);玻爾具有開放性的國際性精神(不同國籍、語言、文化和性格的科學家紛紛趕到哥本哈根,共同探索量子力學的深刻含義);玻爾在性格上是幽默的、外向的、合群的,"在生活中和思想上迫切需要和別人在一起",這一點與愛因斯坦在科學上的離群個性迥異。

由於對自己和助手狹小的工作場所不滿意,玻爾於2023年申請在哥本哈根大學建立理論物理研究所,從此投入了大量精力,發動自己已成為有錢人的舊時同學伯爾勒姆進行私人募捐和企業贊助用以購買地皮。這種用自己作為著名科學家的名義擔保籌措資金的辦法,減輕了**負擔,也為他贏得了卡爾斯伯**會的捐款,最後用4年時間完成了研究所的建設。從科學史來看,量子力學的每乙個進展或多或少都與這個研究所和玻爾有著聯絡,因此該研究所成了哥本哈根學派的大本營,玻爾則是名副其實的旗手。

編輯本段哥本哈根學派的重要成員

除玻爾本人外,哥本哈根學派的重要成員有海森伯、泡利和狄拉克,他們都是不到30歲的年輕人。海森伯、泡利通過他們的導師索末菲和著名的"玻爾節"與玻爾相連。2023年夏天,玻爾應邀赴德國哥廷根講學,由於有眾多的知名的和即將出名的物理學家參加,演講盛況空前,被稱為"玻爾節"。

玻爾認為,他到哥廷根講學的最大收穫就是第一次認識了兩位極具才華的青年-海森伯和泡利,並很快邀請他們到哥本哈根進行合作。玻爾節期間,玻爾與海森伯的歷史性散步的情節及其雙方的重要性都得到了傳記作者的肯定性的描述,展現了玻爾的識人之才和海森伯的智慧型和勇氣。

在很短的時間內,量子力學得到快速發展。海森伯給出了描述微觀粒子運動的矩陣力學方程;當幾乎是同時地奧地利物理學家薛丁格給出了波動力學方程而引起對微觀粒子的物理本質的爭論時,與海森伯同在理論物理研究所學習的泡利發現了矩陣力學和波動力學的等價性;隨後,英國年輕物理學家狄拉克在哥本哈根發展了量子力學的更為普遍的理論-變換理論;海森伯接著又提出了測不准原理,玻爾則在此基礎了更具有哲學意義的互補原理。海森伯、泡利、狄拉克都先後獲得了諾貝爾物理學獎。

哥本哈根學派的其他重要人物還有魏扎克、克喇默斯、約旦、伽莫夫等。

編輯本段量子力學研究

哥本哈根成員都把研究重點放在量子力學基礎的詮釋。他們在主要的基本觀點上求同存異,在切磋中提高,在爭論中完善,共同形成了哥本哈根學派的主要思想和觀點,被稱為正統的或經典的"哥本哈根解釋"。他們認為,可觀察量是建立理論的基礎和依據,在邏輯上無法排除人們的主觀成分,因此量子理論是主客觀要素的結合體;量子躍遷是量子物理的最基本的概念,微觀粒子的運動是不連續的,使得測量兩個彼此相連的變數遵循測不准原理,同時精確測量這兩個變數就不可能;描述微觀粒子的波函式是一種機率波(這主要是由德國科學家玻恩給出的解釋),在巨集觀領域中成立的因果定律和決定論在微觀領域不成立;從實驗中所觀測到的微觀現象只能用通常的經典語言做出描述,微觀粒子呈現波粒二象性佯謬是用經典語言描述的結果,因此經典語言描述的微觀現象既是互補的又是互斥的。

關於哥本哈根精神,不同的人有不同的描述,如"完全自由的判斷與討論的美德";"高度的智力追求,大膽的涉險精神,深奧的研究內容與快樂的樂天主義的混合物";"玻爾給人的鼓舞和指導,與他周圍年輕物理學家的天才和個人才幹的協同一致,一種領導與群眾之間的互補性";"由於他的洞察力和鼓舞力量,玻爾點燃了想象的火炬,並讓他周圍人們的聰明才智充分地發揮出來"。

編輯本段非哥本哈根-量子力學詮釋:霍金膜上的四維

編輯本段決定論樣的量子論詮釋

以愛因斯坦為代表的少數派,但他是趨向真諦,返樸歸真,揭示原本的直覺本真。

編輯本段量子論愛因斯坦的詮釋-上帝不擲骰子

類似10維或11維的"弦論"=振動的弦、**中的象弦一樣的微小物體。--超弦理論

霍金膜上四維世界的量子理論的近代詮釋(鄧宇等,80年代):

振動的量子(波動的量子=量子鬼波)=平動微粒子的振動;振動的微粒子;**中的象量子(粒子)一樣的微小物體。

波動量子=量子的波動=微粒子的平動+振動

=平動+振動

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