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,
“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:
“
“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,质量变化量可以根据刻度直接测量出来。”
“根据质能方程e=c,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。