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玻尔:哥本哈根学派领袖影响人类历史

时间:2023-07-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:哥■本哈根学派的领袖——玻尔尼尔斯·玻尔,丹麦物理学家,哥本哈根学派的创始人。1907年,以有关水的表面张力的论文获得丹麦皇家科学文学院的金质奖章,并先后于1909年和1911年分别以关于金属电子论的论文获得哥本哈根大学的科学硕士和哲学博士学位。玻尔是量子力学中著名的哥本哈根学派的领袖,他以自己的崇高威望吸引了国内外一大批杰出的物理学家,创建了哥本哈根学派。

玻尔:哥本哈根学派领袖影响人类历史

哥■本哈根学派的领袖——玻尔

尼尔斯·玻尔,丹麦物理学家,哥本哈根学派的创始人。1885年10月7日,生于哥本哈根,1903年,入哥本哈根大学数学和自然科学学习,主修物理学。1907年,以有关水的表面张力论文获得丹麦皇家科学文学院的金质奖章,并先后于1909年和1911年分别以关于金属电子论的论文获得哥本哈根大学的科学硕士和哲学博士学位。随后去英国学习,先在剑桥J.J.汤姆孙主持的卡文迪什实验室学习,几个月后转赴曼彻斯特,参加了以E.卢瑟福为首的科学集体,从此和卢瑟福建立了长期的密切关系。

玻尔从1905年开始他的科学生涯,一生从事科学研究,长达57年之久。他的研究工作开始于原子结构未知的年代,结束于原子科学已趋成熟、原子核物理已经得到广泛应用的时代。他对原子科学的贡献使他无疑成了20世纪上半叶与爱因斯坦并驾齐驱的、最伟大的物理学家之一。

1928年,玻尔首次提出了互补性观点,试图回答当时关于物理学和哲学研究的一些问题。其基本思想是,任何事物都有许多不同的侧面,对于同一研究对象,一方面承认了它的一些侧面就不得不放弃其另一些侧面,在这种意义上它们是“互斥”的;另一方面,那些另一些侧面却又不可完全废除,因为在适当的条件下,人们还必须用到它们,在这种意义上说,二者又是“互补”的。按照玻尔的看法,追究既互斥又互补的两个方面中哪一个更“根本”是毫无意义的,人们只有而且必须把所有的方面连同有关的条件全都考虑在内,才能而且必能(或者说“就自是”)得到事物的完备描述。

玻尔认为他的互补原理是一条无限广阔的哲学原理。在他看来,为了容纳“我们的经验”,因果性概念已经不再应用了,必须用互补性概念这一“更加宽广的思维构架”来代替它,因此,他说,互补性是因果性的合理推广。尤其是在他的晚年,他用这种观点论述了物理科学、生物科学、社会科学和哲学中的无数问题,对西方学术界产生了相当重要的影响。

玻尔的互补哲学受到了许许多多有影响的学者们的拥护,但也受到另一些同样有影响的学者们的反对。围绕着这样一些问题,爆发了历史上很少有先例的学术大论战,这场论战已经进行了好几十年,至今并无最后的结论,而且看来离结束还很遥远。(www.xing528.com)

作为卢瑟福的学生,玻尔除了研究原子物理学和有关量子力学的哲学问题以外,对原子核问题也是一直很关心的。从20世纪30年代开始,他的研究所花在原子核物理学方面的力量更大了。他在30年代中期提出了核的液滴模型,认为核中的粒子有点像液滴中的分子,它们的能量服从某种统计分布规律,粒子在表面附近的运动导致“表面张力”的出现,如此等等。这种模型能够解释某些实验事实,是历史上第一种相对正确的核模型,在这样的基础上,他又于1936年提出了复合核的概念,认为低能中子在进入原子核内以后将和许多核子发生相互作用而使它们被激发,结果就导致核的蜕变。这种颇为简单的关于核反应机制的图像至今也还有它的用处。

当L.迈特纳和O.R.弗里施根据O.哈恩等人的实验提出了重核裂变的想法时,玻尔等人立即理解了这种想法并对裂变过程进行了更详细的研究,玻尔并且预言了由慢中子引起裂变的是铀-235而不是铀-238。他和J.A.惠勒于1939年在《物理评论》上发表的论文,被认为是这一期间核物理学方面的重要成就。众所周知,这方面的研究导致了核能的大规模释放。

玻尔是量子力学中著名的哥本哈根学派的领袖,他以自己的崇高威望吸引了国内外一大批杰出的物理学家,创建了哥本哈根学派。他们不仅创建了量子力学的基础理论,并给予合理的解释,使量子力学得到许多新应用,如原子辐射、化学键、晶体结构、金属态等。更难能可贵的是,玻尔与他的同事在创建与发展科学的同时,还创造了“哥本哈根精神”——这是一种独特的、浓厚的、平等自由的讨论和相互紧密合作的学术气氛,直到今天,很多人还说“哥本哈根精神”在国际物理学界是独一无二的。曾经有人问玻尔:“你是怎么把那么多有才华的青年人团结在身边的?”他回答说:“因为我不怕在年轻人面前承认自己知识的不足,不怕承认自己是傻瓜。”实际上,人们对原子物理的理解,即对所谓原子系统量子理论的理解,始于本世纪初,完成于20年代,然而从开始到结束,玻尔那种充满着高度创造性、敏锐和带有批判性的精神,始终指引着他事业的方向,使之深入,直到最后完成。

爱因斯坦与玻尔围绕关于量子力学理论基础的解释问题,开展了长期而剧烈的争论,但他们始终是一对相互尊敬的好朋友。玻尔高度评价这种争论,认为它是自己“许多新思想产生的源泉”,而爱因斯坦则高度称赞玻尔:“作为一位科学思想家,玻尔之所以有这么惊人的吸引力,在于他具有大胆和谨慎这两种品质的难得融合,很少有谁对隐秘的事物具有这一种直觉的理解力,同时又兼有这样强有力的批判能力。他不但具有关于细节的全部知识,而且还始终坚定地注视着基本原理。他无疑是我们时代科学领域中最伟大的发现者之一。”

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