心怀宇宙天地宽分享 http://blog.sciencenet.cn/u/陈学雷 国家天文台研究员,从事宇宙学研究

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玻尔和拉比纪念爱因斯坦的文章 精选

已有 4191 次阅读 2019-11-17 09:50 |个人分类:读史偶得|系统分类:科普集锦

应《环球科学》之邀,我翻译了爱因斯坦去世后玻尔和拉比所写的纪念文章,并写了一个点评,刊登在该刊《诺奖得主经典文集--他们开创了科学的黄金时代》专刊上。


人类将永远感激他

尼尔斯·玻尔

随着阿尔伯特·爱因斯坦的逝世,一个在我们的整个文化历史中,就其对科学与人文的贡献之丰富和有效而言不逊于任何其他人的生命结束了。 爱因斯坦破解了我们认知中的一个障碍,即关于绝对空间和时间的原始概念,人类将永远因此而感激他。他给了我们一个关于世界的图景,其一致性与和谐性超过了我们过去最大胆的梦想。

爱因斯坦以他那既有逻辑上的明晰、又充满创造性想象力的天才成功地重建并拓展了牛顿以他的伟大著作所奠基的庄严大厦。在相对论的框架中,通过要求自然定律具有独立于观测者的形式并强调光速的独特作用,引力效应失去了其孤立的地位,转而成为了一个普遍性的运动学描述中不可或缺的一部分,并可以为精细的天文观测所验证。不仅如此,爱因斯坦所认识到的质量与能量之间的等价性在对原子现象的探索中被证明是极其宝贵的指南。

爱因斯坦视野之广阔和思想之开放在下述事实中最明显地表现出来:事实上就在他拓展了经典物理的同一年,他就已完全地认识到,普朗克所发现的作用量子性揭示了这种经典观念的内在局限。在他那无敌的直觉的引导下,爱因斯坦形成了这样的概念:在单独的辐射过程中光子是动量和能量的载体。这样,他就为建立自洽的量子理论方法提供了出发点,从而能够为关于物质属性的巨大数量的实验证据提供解释,甚至要求我们重新思考一些最基本的概念。

那些使爱因斯坦取得其独特科学成就的精神也同样反映在他对人类关系的态度中。各地的人们对他的成就和品格都越来越崇敬,但他始终保持着一种自然的谦逊,以一种微妙而可爱的幽默方式表达自己。无论人们遇到了什么困难,他都随时准备予以帮助。他作为邪恶种族偏见的亲身体验者,把促进不同民族之间的相互理解作为最重要的努力。在我们对大自然力量的掌握迅速增长之际,他对我们所负担的责任的诚恳告诫无疑将有助于我们以适当的精神去面对文明所遭遇的挑战。

对于全人类来说,阿尔伯特·爱因斯坦的逝世是一个巨大的损失,而对于我们这些曾有幸享受他的温暖友谊的人来说,再也无法看见他温和的笑容、听到他讲话则令人悲哀。但是,他所留下的回忆,将是鼓励我们坚持的永久源泉。

                                      

 

他是物理学家中的王子

I. I. 拉比

随着阿尔伯特·爱因斯坦的去世,一盏物理学界的巨大明灯熄灭了,与任何其他人相比,爱因斯坦都更可以说是为20世纪的物理学奠定了基调。他的狭义和广义相对论是经典物理学和场论的基石。他以光量子理论及后来对“黑体”辐射涨落的演示提出了波粒二象性的悖论,这一悖论20年后在尼尔斯·玻尔和维纳·海森堡的互补原理中才得到部分解决。他1917年的论文介绍了自发和受激辐射的思想,是对基本原子现象统计性质的第一个明确陈述。著名的爱因斯坦AB系数导致了对应原理的定量使用和克拉默-海森堡色散公式,这进一步又导致了海森堡的矩阵力学。因此,在一个非常确实的意义上,爱因斯坦是基本原子现象统计性理论的奠基人。在现代物理学中几乎没有任何重要的基础思想,其起源不能至少部分地追溯到爱因斯坦。然而,和许多父亲一样,他对自己科学想象力的孩子并不满意。他把自己对量子理论的巨大贡献仅仅视为理出现象头绪的临时建议,而随后的量子力学形式,尤其是其彻底的统计解释,在哲学上和美学上都是令他反感的。

爱因斯坦-玻色统计和爱因斯坦凝聚现象是他对量子理论的最后一个重要的积极贡献。随后在量子理论方面他扮演的角色是批评者。他将自己伟大的想象力运用到理想实验的构建中,在这些理想实验中理论给出看似矛盾和令人困惑的预测。主要是通过玻尔的努力,这些悖论得以解决,这有助于澄清和完善互补原理,但却并未让爱因斯坦完全信服。

他的真爱是场论,在50多年积极的科学生活中,他对此始终不懈地追寻着直到最后。这种关注在很大程度上是他科学人格的关键。广义相对论是在对惯性质量和引力质量在某些简单情形下等价的物理考察上建立的,此外他的指导原则就是他对简单和对称的美学和哲学渴望。他的直觉和品味使他相信等效原理一般是正确的,并且物理方程必须在所有坐标系中都是协变的。有了这些指导方针,并且运用已有的数学工具,他就建立了描述万有引力和宇宙结构的理论。

就像一个得到神启的神秘主义者一样,爱因斯坦所追求的理想是一种包含从原子到宇宙所有现象的理论。在一次关于新发现的介子的讨论中他对我说:“我们已经知道电子是按电荷和质量量子化的。这对于物质理论的经验信息还不够吗?”正是这个宏大的目标驱使他寻求统一场论。

爱因斯坦具有一个独特的人格。他既不被名誉或财富所吸引,也不被多数人的意见所左右。他知道自己的天赋,并且嫉妒地防止外界的干扰。虽然无所畏惧地支持他认为值得支持的任何事业,但他只给出这么多的自己而不会再多。物理学是他的生命,他依自己之光所烛照而生活,完全客观而正直。

他是物理学家的王子,而对于未来几代人而言,他伟大步伐的印记仍将为他心爱的科学指明方向。

 

爱因斯坦、玻尔和拉比

陈学雷

丹麦物理学家尼尔斯·玻尔(1885-1962)是二十世纪仅次于爱因斯坦的伟大物理学家之一。他建立了原子的玻尔模型,提出了能级、量子跃迁、对应原理、互补原理等基本概念,为量子理论的研究开拓了道路。而他对量子理论及其哲学意义的深入思考,对泡利、海森堡、狄拉克等人也有很大的影响。他在哥本哈根建立的研究所成为量子力学的研究中心,玻尔和他的合作者们也构建了第一个能够全面解释实验现象的量子力学解释哥本哈根诠释,至今这仍是量子力学教科书中给出的标准诠释。玻尔与爱因斯坦就量子力学有不同的意见,并进行过多次激烈的学术争论,但这种争论并未影响二人的友谊。他们在政治上的观点则比较接近,都具有自由主义和人道主义理想。在链式反应已被发现、世界面临纳粹威胁的情况下,他们都积极推动美国研制原子弹,但在二战结束、冷战开始后,他们也都为核大战对人类生存的威胁而担忧,并努力推动国际和平与裁军。在颂词中,玻尔简明地总结了爱因斯坦的成就和品格,并肯定了爱因斯坦对人类社会随着技术进步面临的挑战的关注,而并未涉及二人在量子力学方面的不同观点。

美国物理学家伊斯多尔·伊萨克(I.I.)拉比(1898-1988)出生于欧洲犹太人家庭,幼年随父母移居美国。1926年他获得实验物理博士学位时量子力学刚刚建立,他随即转入量子力学研究并到欧洲游学,与许多量子力学的创立者有所接触。回美国后,他在哥伦比亚大学任教并建立了分子束实验室。他发明了核磁共振测量技术,测量了质子磁矩并发现其与当时的理论并不相符,因此而获得诺贝尔奖。在二战期间,他在美国的雷达研究中发挥了重要作用。战后,他活跃在学术界高层,写这篇文章时他正继奥本海默之后担任美国原子能委员会主席,之后他又担任了艾森豪威尔总统的科学顾问等。他推动了美国建立了布鲁克海文国家实验室,并作为美国代表出席联合国教科文组织的会议,促成了欧洲核子中心(CERN)的创立。他的政治观点比较保守,与爱因斯坦的立场有所不同。在致爱因斯坦的颂词中,他在最后评论爱因斯坦社会活动的部分,没有如玻尔那样直接肯定爱因斯坦的观点,但赞扬了爱因斯坦的正直品格和独立思想,同时也隐约地表达了爱因斯坦主要还是物理学家而非社会活动者的意思—在当时麦卡锡主义横行的情况下,爱因斯坦在某些人眼中也是可疑的。拉比提到了爱因斯坦对量子力学的批评,在这方面拉比完全站在主流的哥本哈根学派立场,不过他也指出,爱因斯坦的批评对于人们更深入地理解量子力学的意义是有益的。实际上从现在看来,爱因斯坦的批评和质疑,促使人们更深入地理解量子力学,其意义可能比当时人们所认识到的更为深远。

 

 







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