他今天的演讲内容是关于不确定性原理的。
作为量子力学的又一个经典结论,不确定性原理也是如今物理学界的火热课题。
从量子遂穿效应到量子真空涨落,不确定性原理的应用非常广泛。
海森堡自信满满地总结了当前不确定性原理的各项研究,并且还做了一些完善。
“现有的不确定性原理有两个:位置-动量不确定,时间-能量不确定。”
“经过我的研究,在量子领域,角动量和角度同样是一对共轭量,满足不确定性原理。”
“各位请看.”
众人惊呼。
海森堡果然不愧是天才之名。
他在布鲁斯教授的基础上,又丰富了不确定性原理的内容。
这种纯理论领域的突破,每一步都非常艰难。
很快,会场内的气氛热烈起来,不比上午差。
虽然无论是威尔逊还是玻色,甚至是海森堡,他们的演讲内容都无法和布鲁斯教授相比。
但是在众人看来,理论的分支应用和根基同样重要。
如果物理学只有牛顿和牛顿力学,那么今天的世界和几百年前不会有任何区别。 科学的参天大树上,每一片叶子都是弥足珍贵的。
很快,今天最后一位演讲者是爱因斯坦。
众人瞬间神色兴奋!
“爱教授看起来神采奕奕,一点没有被打击到的颓势。”
“看来他肯定藏着什么杀手锏。”
众人来了兴趣。
互补原理已经被接连三个实验有力地证明了。
爱因斯坦教授应该不可能再质疑了。
那他会从哪里入手呢?
这时,爱因斯坦开始演讲了。
“量子力学确实是一门伟大的理论。”
“我自己也研究过很多课题。”
“不可否认,量子力学已经扩展到物理学的方方面面。”
“它是首个深入微观领域的纯理论。”
“其重要性就犹如发明显微镜看到细胞对生物学的意义。”
“但始终有一点,我与布鲁斯教授等人的观点不同。”
“那就是关于量子力学的完备性问题。”
“我认为量子力学对世界本质的解释并不完备。”
“比如布鲁斯教授曾提出的不确定性原理。”
“他认为不可能同时确定量子的位置和动量。”
“但我认为单个量子客体具有确定的物理量,只是我们现在还无法精确把握而已。”
“也许等到量子力学真正完备的那天,就可以摆脱不确定性原理。”
哗!
众人震撼!
海森堡刚刚才大肆吹捧完不确定性原理,现在立马就受到爱因斯坦的质疑。
一股若有若无的火药味弥漫开来。
“这下有意思了。”
其实不少人在心中赞同爱因斯坦的观点。
因为不确定性原理确实有点不合常理。
很多人都曾质疑过,理由和爱因斯坦差不多。 “不是世界本质不确定,而是现有的量子力学理论不完善,所以才不确定。”
就好比牛顿力学只是相对论在宏观低速情况下的近似。
量子力学或许也是另外一门更高级理论的近似。
而在那门更高级的理论框架下,量子或许有确定的状态。
真实历史上,爱因斯坦就是因为这一点,始终不肯接纳量子力学。
他反而更加努力研究自己的统一场论。
因为他坚信,量子力学只是统一场论的副产品而已。
只要完成了统一场论,量子力学就没有存在的必要了。
不过,爱因斯坦显然不能靠几句口号就否定量子力学。
海森堡虽然年轻,但不可小觑。
更何况,不确定性原理是那个男人的理论。
不是谁都能碰瓷的。
爱因斯坦有备而来!
“为了证明不确定性原理的缺陷,我提出一个思想实验。”
“诸位请看。”
啪!
投影仪上显示出爱因斯坦画的示意图。
“现在有一个不透明的箱子。”
“里面装有一些光子和一个钟表。”
“此外,箱子上还有一个小孔。”
“钟表作为计时装置,与小孔相连接,并且能够控制小孔的打开和闭合。”
“整个装置用弹簧挂在一个带有刻度的支架上,下面还吊着一个砝码。”
“现在,把箱子里的钟表和外面的钟表对好时间,使得两个钟表的时间同步。”
哗!
众人看完和听后一脸懵逼。
完全不知道爱因斯坦教授准备做什么。
“这个思想实验看起来有点复杂啊。”
“不过它和不确定性原理有什么关系吗?”
一时间,没有人知道这个思想实验有何神奇之处。
玻尔等人眉头紧皱。 凡是有人要质疑量子力学,他们就不得不重视起来。
尤其是海森堡,更是瞪大了双眼。
不确定性原理是从他的矩阵力学中推导出来的,绝对不能出错。
而且它还关系到量子真空涨落等一系列理论。
所以,他仔细研究,不放过任何一个细节,试图接下来找出破绽。
这时,爱因斯坦继续说道:
“下面,思想实验开始。”
“首先,箱子上的小孔瞬间打开,然后再关闭。这个过程中只允许一个光子逃出。”
“小孔从打开到闭合的这个极短的时间t,可以根据外面的钟表测量出来。”
“因为箱子内的钟表和箱子外的钟表是同步的。”
“所以我们就能测出时间变化量t这个物理量了。”
“光子逃逸出来后,整个箱子的质量会减少,质量变化量m可以根据刻度直接测量出来。”
“根据质能方程e=mc,就能计算出该光子的能量变化量e。”
“此刻,我们同时精确地测量了光子的时间和能量变化。”
“而根据不确定性原理,微观粒子的时间变化和能量变化不可能同时被精确测定。”
“所以,不确定性原理存在问题。”
“这就是我的光盒思想实验。”
哗!
全场震撼!
这个实验的原理和过程可以说非常简单。
但因为实验精度要求实在太高太高,现实中不可能完成,所以只能以思想实验的方式表述。
大家立刻明白了爱因斯坦教授的意思。
如他所言,不确定性原理确实存在问题!
所有人都没想到爱因斯坦教授竟然来了一次绝杀!
“爱因斯坦教授果然不愧是和布鲁斯教授同时代的天才!”
“他的想象力同样天马行空。”
一时间,众人议论纷纷。
玻尔、海森堡等人则面露惊容。
这个实验,好像有点难解了。
(本章完)