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海森堡为啥和爱因斯坦互相不喜欢

奇迹笔记 2023-11-24

海森堡生于1901年,死于1976年。当爱因斯坦发表狭义相对论的时候,海森堡只有4岁。10年后,当时还是中学生的海森堡对爱因斯坦的相对论发生兴趣,从此海森堡开始其物理学习的生涯。但,这两位伟大的物理学家彼此并不喜欢。有些原因是大家众所周知的,比如爱因斯坦从不认为海森堡的不确定原理是物理学的基本原理。



1914年,海森堡(右)和他的哥哥欧文送别即将去一战前线的父亲


海森堡喜欢数学,并在非常年轻的时候开始对爱因斯坦的狭义相对论发生兴趣。洛伦兹变换对他来说是容易掌握的,但同时性这一物理概念对他来说非常难把握,这可能导致了他和爱因斯坦的交流困难。当海森堡在慕尼黑的时候,他的老师是著名物理学家索末菲,海森堡从索末菲那里了解爱因斯坦并学习爱因斯坦的理论。索末菲了解海森堡的实力并鼓励他和爱因斯坦私下面基。第一步就是参加爱因斯坦的演讲。


与此同时,海森堡开始对原子物理发生兴趣,这也是索末菲研究的主要领域。海森堡对为什么经典理论无法解释原子现象感兴趣,以及为什么由爱因斯坦提出的光量子概念能解释那些“反常”。海森堡后来把他的精力聚焦于这个问题,并在1927年提出了他的不确定原理。



索末菲:门下最多学生得过诺贝尔物理奖的物理学家;但他本人并未得奖。


1922年的夏天,德国科学家和物理学家学会在莱比锡举行了一次会议,爱因斯坦计划在这次会议上发表一个演讲。索末菲鼓励海森堡参加爱因斯坦的这次演讲。当他来到现场的时候,一个年轻人递给他一本红色的小册子,宣称相对论完全是未被证实的犹太人的臆测,爱因斯坦这个犹太人的臆测正是被他们犹太人的报纸所夸大的。海森堡发现这些年轻的学生是当时德国某最负盛名的实验物理学家派过来的,海森堡并未点名,但不难猜测这个人是谁(很有可能是1919年的诺贝尔物理奖得主斯塔克)。在这种形式下爱因斯坦没法演讲了,劳厄代替他做了演讲。这样海森堡与爱因斯坦的第一次可能的会面就告吹了。


1926年,海森堡受邀到柏林来做一个关于量子力学的报告。当时,柏林是物理学的中心。听众包括普朗克,劳厄,能斯特和爱因斯坦。爱因斯坦对海森堡的报告很感兴趣并邀请海森堡到他的房间来单聊。这是海森堡与爱因斯坦的第一次会面。但爱因斯坦对海森堡的对新力学(量子力学)的诠释并不满意。爱因斯坦的立场是每一个理论实际上都包含不可观测的量。只使用可观测量(构建理论)的原则实际上是不可行的。


1926年,薛定谔把电子想象为“波”创建了波动力学,受此激励,1927年春海森堡成功地构建出他的不确定关系。1927年秋,海森堡和爱因斯坦在布鲁塞尔的索尔维会议再次相见。在那里,每当爱因斯坦在早上想出一个不确定原理的反例,晚上,海森堡、玻尔和泡利就会证明这个反例实际上与不确定原理并不矛盾。



1927年的索尔维会议


三年后的1930年,海森堡和爱因斯坦在布鲁塞尔的另一次索尔维会议见面。在那里,玻尔费尽全身全身力气努力说服爱因斯坦不确定关系是物理学中的一个基本定律。爱因斯坦拒绝了,然后他们同意他们之间的观点是分歧的。这是海森堡在欧洲最后一次见到爱因斯坦。1933年,德国的政治环境对犹太人更加凶险了,爱因斯坦来到美国,在普林斯顿工作和生活。


1954年,海森堡来到普林斯顿爱因斯坦的家作客。爱因斯坦的助手警告海森堡鉴于爱因斯坦糟糕的身体,谈话时间不要超过一小时。但,海森堡回忆爱因斯坦实际上和他呆了整个下午。他们只谈物理,但爱因斯坦对不确定关系的立场仍未改变。海森堡再次未能让爱因斯坦采纳他的原理为物理学的基本原理。爱因斯坦死于1955年。



爱因斯坦和约翰娜·范托娃


根据爱因斯坦在普林斯顿的好友约翰娜·范托娃(Johanna Fantova)的回忆,爱因斯坦在与海森堡见面后,不是很开心并称其为“大纳粹”(a big Nazi)。


海森堡指出有一次爱因斯坦自称自己是个和平主义者。他接着评论道,鉴于爱因斯坦支持美国发展核武器的立场,爱因斯坦还称不上是一个“真·和平主义者”,而只是某种“带修饰语的和平主义者”。


译者微博微信:@ianwest

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