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他是丹麦国家队的守门员也是个量子物理学家还拯救过世界
发表日期:2019-05-15 22:13| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:文/王山河(哪吒大魔王) 本届欧洲杯,冰岛成了一匹黑马,令人不由想起1992年的丹麦队:本是弱鸡步队,却在角逐中过五关斩六将奇观般夺得冠军,上演一出丹麦神话。大要,北欧人民生成带有奇观加成。 1908年的伦敦奥运会上丹麦队夺得了须眉足球银牌 和92年丹

  文/王山河(哪吒大魔王)

  本届欧洲杯,冰岛成了一匹黑马,令人不由想起1992年的丹麦队:本是弱鸡步队,却在角逐中过五关斩六将奇观般夺得冠军,上演一出丹麦神话。大要,北欧人民生成带有奇观加成。

  1908年的伦敦奥运会上丹麦队夺得了须眉足球银牌

  和92年丹麦队的低起点比拟,一百多年前的丹麦队可风光得多——1908年的伦敦奥运会上丹麦队夺得了须眉足球银牌。其时的步队中有位球星哈拉德·玻尔(Harald Bohr)为了球队的胜利作出了极大的贡献,他还有个作为门将替补队员的哥哥,虽未上场,但他高高壮壮却一脸呆相的容貌却让人印象深刻。这位哥哥日常平凡在 AB俱乐部(Akademisk Boldklub丹麦最伟大的足球俱乐部)锻炼时常常对着门柱沉思,手指微动,口中念念有词。

  哦对了,忘了说,他的本职是一位量子物理学家。

  So,到底是谁,四肢发财也就而已,思维还这么聪慧呢,这几乎是作弊啊!

  来,认识一下这位大牛。

  尼尔斯·玻尔

  1908年,时年23岁的玻尔不会想到,本人获得1922年诺贝尔奖时,丹麦报纸会用如许的题目报道这一喜信:《出名足球活动员尼尔斯·玻尔获诺贝尔奖》

  1911年,从哥本哈根大学拿到了科学硕士和哲学博士的玻尔来到了英国,转年他慕名来到了卢瑟福(Ernest Rutherford)在曼彻斯特的尝试室。于是这位名字中暗藏祝愿(字面意义该当是loser的福分……吧)的大师就成了他的新导师。

  他很是信赖玻尔,玻尔在卢瑟福的研究室时的环境是如许的。

  “先生,这些辐射是从原子的哪个部门发出来的?”新来的学生问。

  “去问玻尔!”

  “这个尝试用的玻璃管哪能弄到?”助理问。

  “去问玻尔!”

  “您新买的小汽车——”

  “去问玻尔!”

  “玻尔和其他理论家有什么分歧?”

  在那里,玻尔深切研究了卢瑟福的原子模子。他发觉虽然它能使物质性质的分类极大的简化:放射性辐射发源于原子核,化学性质取决于核外电子……可它不合适现实。

  卢瑟福原子布局模子又称“原子太阳系模子”。它认为原子的质量几乎全集中在直径很小的焦点区域,这个区域被叫做原子核,带正电;而电子在原子核外绕核作轨道活动,带负电。如微型太阳系,带正电的原子核像太阳,带负电的电子像绕着太阳转的行星。

  在这个小小的“太阳系”里,安排它们之间的感化力是电磁彼此感化力。原子质量的绝大部门集中在一个很小的焦点上。可带负电的电子绕核扭转时,它该当不竭地辐射出能量,从而沿螺旋形急速地向原子核“陨落”。但如斯一来,原子就会坍缩掉。若是世界由无数的原子构成,假若每一个原子都在坍缩,我们的世界不也该当很快就垮掉吗?

  那问题出在哪?玻尔为此冥思苦想了好久,写了几沓草稿纸。

  好景不长,玻尔要回老家成婚了(是真成婚!不是立 flag!)临走前他把本人的推想过程工整的写在纸上,黏在一路成为一个长卷,然后敲开了卢瑟福的门。玻尔不避忌的对卢瑟福发模子提出了攻讦。他认为现有的对模子的注释是不完美的。颠末计较,他发觉只要一条轨道的原子不克不及具有多余7个的电子,由于再多加一个,就会构成一个新的轨道。风趣的是,添加一条新轨道,就会添加一批新元素。

  没想到教员没无为他的攻讦而恼火,反而激励他继续研究。于是新婚燕尔的玻尔起头深切思虑原子系统的不变性。

  既然原子只发出特定频次的光,这是不是意味着电子不克不及肆意改变轨道,只能处于某些特定的轨道上?于是玻尔机关了一个如许的模子:一个带正电的核与一个以圆形轨道绕核运转、带负电的电子形成的原子,如斯一来,独一需要确定的参数就是轨道半径了。此时他发觉,电子的电量e和质量m,必需和普朗克常数h连系起来, 才能够推导出能长怀抱纲来。

  所以要注释这种模子,必需引入量子概念!能量是一份一份辐射,而非持续辐射的,电子其实是被束缚在分歧的“能级”上,能量的辐射或接收其实是电子在分歧的能级之间具有“跃迁”。玻尔在回忆录中写道:“只要量子假说是逃脱窘境的独一出路”。

  玻尔改良了卢瑟福的原子模子。

  1913 年,3月,6月和9月,玻尔给卢瑟福寄去了阐述原子和分子布局的三篇论文。温吞的玻尔这下子来了个大逆转,论文里提出的假设几乎就是大逆不道——他在论文中提出了和典范理论完全违背的量子不持续性,但却成功地注释了氢原子和类氢原子的布局和性质——此刻让我们回到玻尔的阿谁抱负模子:一个带正电的核与一个 以圆形轨道绕核运转、带负电的电子形成的原子。

  看起来是不是很熟悉?

  对,就是氢原子,布局最简单的原子。玻尔因而成功地注释了氢光谱,这一模子的利用,也使原子物理和光谱学连系在了一路。玻尔将这位“量子”这位王者从那扇多年前由马克斯·普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck)打开的大门背后请了出来,让它带着我们,进入了一个全新的世界。(玻尔因而获得了1922年度诺贝尔物理学奖)

  量子力学降生后,以玻尔、海森堡、和泡利为主的哥本哈根学派不断认为量子力学本身曾经是完整的理论,而爱因斯坦不断攻讦它并不完整。1927年第五届索尔维会议上,两边的辩论达到了颠峰。

  1927年第五届索尔维会议

  爱因斯坦对峙认为,量子力学只能描述处于不异情况中为数浩繁而又相互独立的粒子全体,而不克不及描述单个粒子的活动形态,由于单个粒子的活动形态必需是决定性的,而不克不及是统计几率性的。因而,现有的量子力学理论是不完整的。

  玻尔则对峙实证论:他认为量子世界是虚幻的、不实在的,只要对量子世界进行了丈量之后的成果才是实在的。所以现有的量子力学理论并没有问题,它刚好能够计较这个复杂的量子世界,并且合适现实。

  每天,当大师在旅店的餐厅用早餐时,辩说就起头了。爱因斯坦描述本人的思惟尝试,玻尔凡是缄默的倾听。海森堡和泡利走在后面,跟着玻尔和爱因斯坦。在他们眼中,这两个神话般的物理学巨人的哲学立场是如斯悬殊,几乎就是一种明显对比。常常到了薄暮,玻尔就会想到驳倒爱因斯坦的方式。

  爱因斯坦听着,心里很不服气。

  但良多时候竟然无法辩驳。

  终究在一次晚饭后,爱因斯坦愤慨的放下刀叉,忍无可忍的对着玻尔说了那句家喻户晓的格言:“天主不掷骰子!”

  玻尔逆来顺受:“但,不确定性也是天然的一部门。”

  玻尔与爱因斯坦在辩说中

  本次比武没有成果,转眼就到了1930年第六届索尔维会议。爱因斯坦有备而来,提出了科学史上出名的思惟尝试——“光子盒”,想论证测不准关系的焦点公式不成立。没想到第二天,玻尔竟然就用爱因斯坦广义相对论理论中的红移公式,推出了能量和时间遵照的测不准关系,标致的驳倒了他。

  1933年第七届索尔维会议上,爱因斯坦没能出席。那时和平粉碎了物理学家的日常糊口,他翻山跨海,到了大洋彼岸的普林斯顿。他仍没有放弃本人的概念,预备从更遍及、更准绳的方面来论证现无形式下的量子力学对物理其实的描述是不完整的。

  爱因斯坦找了两个助手:鲍里斯·波多尔斯基(Boris Podolsky)和纳森·罗森(Nathan Rosen)一路撰写了一篇文章:《量子力学对于物理现实的描述是完整的吗?》于1935年颁发于《物理评论》杂志上,并拔取三人名字的首字母,签名为 EPR论文。论文提出了理论完整性的需要前提:物理其实的每个要素都必需在物理理论中有它的对应。即,若是不合错误一个物理系统进行干扰,我们就能确定地预测一个物理量的值。还提出了一个思惟尝试,史称“EPR佯谬”。

  玻尔看到老敌手再次出招,深切思虑之后,给《物理评论》寄去了论文。孩子气的玻尔竟然取了和爱因斯坦一样的标题问题:《量子力学对于物理现实的描述是完整的吗?》他更细致的阐了然本人的“互补性概念”,辩驳EPR的物理其实观,声称必 须把复合系统当作单一的不成分手的全体,辩驳了EPR佯谬的抱负试验,对着大洋彼岸的爱因斯坦隔空喊话:你说量子力学对物理其实的描述是不完整的,不,我 恰好认定它是完整的。

  而其实此时,量子力学曾经高速成长,慢慢具有无人能撼动的地位。玻尔带着一代又一代新人们插手到这个潮水中来。

  1942 岁暮,纳粹酝酿许久的核打算开启了环节步调:造原枪弹所需的重水已储蓄足够,他们要将其运到柏林。虽然盟军对此早有预备,却仍然没能及时阻遏,德国很可能 造出原枪弹。第二年岁首年月,身在哥本哈根的玻尔收到了一封写在微粒菲林(间谍常用的保留密件方式)中的信——是英国科学家查德维克(J. Chadwick)写来的。信件措辞恍惚,似乎在隐模糊约地暗示什么,在结尾他邀请玻尔去英国。

  既然是如斯简单的动静,为何这么大费周章?

  莫非是由于本人在研究的核反映理论?

  玻尔此时还在哥本哈根研究所,他提出了个“液滴模子”理论,该理论很能注释重核裂变现象,因而经常与人谈论核裂变的问题,说者无心听者成心,纳粹的和平估客们以各类体例妄图将玻尔的设法记下来。

  虽然玻尔不断悔恨希特勒的行为,以至同本人的弟弟哈拉德成立了个“丹麦援助亡命学问分子委员会”来救助被毒害的亡命者们,而且宣扬和平,可他从未想过度开丹麦,于是婉言回绝。

  但到了昔时的九月,迫于纳粹的监督和反抗,玻尔不得不起头了逃亡。他先逃到了瑞典,到那的第一件事就是去觐见瑞典国王古斯塔夫五世(Gustaf V of Sweden),但愿他能对纳粹施压,让他们放过在丹麦的犹太人。可国王却暗示,本人早已提出这一设法,却被纳粹“侮辱性的拒绝”了,玻尔底子不领会纳粹 的残暴。

  这番交换深深震动了玻尔——他是一位科学家,政治不是他的专业,之前他也并不太关怀它,他只怀有和平主义的理念,以至还对德国人抱有幻想。

  此刻,工作很了然了。谦让不成能换来和平。

  眼下最恐怖的危机倒是——假若德国先造出了原枪弹,那会发生什么?

  玻尔脊背发凉。

  他终究做出了一个决定,和儿子一路去英国。“若是必然有人要优先制造出这恐怖的兵器的话,我宁可去协助联盟国,让他们先获得它。”

  图片来历:/p>

  这是1943年10月的夜晚,斯德哥尔摩。玻尔跟着来策应本人的英国特务来到一座早已烧毁的机场。这里没有指向灯,没有节制塔,夜色像巨幕一样笼盖着跑道。

  这架蚊式飞机映入玻尔眼皮的时候,他实在被惊到了。

  它刚竣事一场从英国而来的长途飞翔,螺旋桨还在扑扑动弹。机身竟然是通俗的三合板做的。

  玻尔笨拙的开了个打趣:“你们确定这架飞机不会在飞翔途中俄然解体吗?”飞机将要飞越夜雾沉沉的英吉利海峡。玻尔戴上庇护帽和面罩,像个粽子似的被绑在炸弹舱里。

  蚊式飞机起飞了。夜间逃亡正式起头。

  木质的“蚊”式轰炸机在二战中给敌军留下了深刻印象。

  为了让仇敌难于截击,飞机飞翔了一会儿后,就不得不爬升到更高的高度,这时乘客必需利用氧气面罩才能维持呼吸。

  飞翔员用机内对讲系统告诉玻尔:“请当即戴上氧气面罩”。

  但没有回应。

  “请尽快带上氧气面罩。”

  仍是没有回覆。

  至多还要飞翔两个小时,若是不断处于如许的高度……玻尔只要两个结局:梗塞而死,或者冻死。

  但若是降低高度,即便玻尔缓过气来,飞机也可能被仇敌的夜航战役机击中。

  那么,掉头?更不成能,那是自取灭亡。

  向上向下,向前向后,仿佛都是死路。飞翔员深吸了一口吻,他晓得这位奥秘乘客的命就在本人的手中。

  那么,赌一把。背注一掷。

  超低空飞翔!

  飞机起头下降。即便会被击中,也不克不及让乘客间接死在舱内。

  飞机高度持续降低,最初几乎是贴着海面在全速飞翔,大海翻涌不息,似乎时辰想伸出浪舌将这架孤零零的飞机舔进暗中里。

  必需改换航路。沿着德国战役机航程之外的航路飞!

  终究撑到奥克尼群岛,飞翔员打开敌我识别器。目标地就在前方,他试着又呼喊了一次“那位客人”,仍然没有回应……

  这是爱丁堡附近的夜间战役机基地,空阔,冷落,似乎也被抛弃了。救护人员,机械师,军官,大师焦心地挤在一路等待着玻尔的飞机。可当它终究波动的停下,人们打开舱门时,却看到玻尔曾经昏过去了。大夫们火速的上去打针强心剂,给他输氧。然后人们才发觉,本来在航行途中,他的通话器的插头掉了,所以他没听到飞翔员的指示。

  幸运之神最终眷顾了玻尔,他很快就恢复了。不久,美国何处抛出橄榄枝,邀请玻尔和他的儿子奥格·玻尔(Aage Niels Bohr 核物理学家,后获得1975年诺贝尔奖)前往参与一个奥秘打算。

  临行前,玻尔父子拿到了新身份证——他们成了“尼克·贝克”大叔和年轻的“吉姆·贝克”。“贝克”父子将要参与的,是一项改变人类汗青历程的庞大工程。

  1944年的洛斯阿拉莫斯

  这里,有提出了“康普顿效应”的康普顿(Arthur Holly Compton),有做了出名的“密立根尝试”的密立根(Robert Andrews Millikan),有“傲慢”的奥本海默(J. Robert Oppenheimer),有即便在一众天才中也光线四射的冯·诺依曼(John von Neumann),以至还有吴健雄和钱学森……(若是此时全球的聪慧分布能够做成光谱地图,这里必然会被标红)他们配合参与着一个被定名为“曼哈顿”的打算。那时候,现在鼎鼎大名的费曼(Richard Feynman)仍是个小青年,他是如斯评价玻尔达到洛斯阿拉莫斯时的景象的:“以至在这些‘巨头’们看来,玻尔也是一尊伟大的神。”

  “曼哈顿”打算参与者合影

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  玻尔不断利用假名,人称“尼克大叔”。但大师都晓得打算的新参与者是谁。在那里,玻尔见到了很多老伴侣,这此中良多是通过他的支援才逃离纳粹的犹太物理学家。

  但玻尔到美国的次要目标却不只是协助研制原枪弹,他看的更远——是的,我们在制造“人世死神”,那么制造完成之后呢?该若何处置它?

  1945 年8月6日,核弹在广岛爆炸,几天后,日本颁布发表降服佩服。正在所有人欢庆和平的竣事时,玻尔却怀着复杂的表情从头起头审视这一切。他在《泰晤士报》颁发了一篇名为《科学与文明》的文章:“通过原子的割裂释放庞大的能量,这意昧着人类力量的真正革命。这种可能性的实此刻每小我的心目中不克不及不唤起如许一个问题:天然科学正在把文明引向何处……很较着,若是人类社会对这种严重形势不自行调整的话,人类已可以或许获得的这种恐怖的粉碎力,有可能变成致命的要挟。在这种新的粉碎力面前,没有什么工具能抵档得住。因而,出路只要一条,就是全世界分歧合作,阻遏任何一种不把这种新力,用于为全人类办事的作法。”

  1950 年,玻尔颁发了致结合国公开信,呼吁成立一个“开放的世界”。他但愿能告竣一个“均等地要挟着所有国度的核兵器具有,永晦气用核兵器”的遍及和谈。1955年的日内瓦和平操纵原子能国际会议上,玻尔但愿科学和科学家能在推进彼此交换和理解方面起带头感化,但愿科学的成长可以或许促进世界人民的福利。他的整个后半生都在努力于国际合作及和平操纵原子能的事业:“若是原子能控制去世界上快乐喜爱和平的国度手中,这种能量就会保障世界的持久和平;若是它被滥用,就会导致文明的扑灭。”对人类命运的关心和对科学与人之间关系的深思这一条明线从此占领了玻尔的整个晚年。

  他预见到了,所以他无法坐视不管。当权者们顾及的当然是面前的好处,党派和民族的立场;而像玻尔如许的科学家垂青的,是全人类的将来,遍及谬误与宇宙协调。

  花落花开,花开花落,少年后辈江湖老。玻尔渡过了波涛壮阔的终身。他履历了事业的灿烂,和平阴云的裹挟……现在,历尽千帆,他只是一个安宁的白叟。

  那是1962年的11月17号,他像往常一样,长久地,凝望着他房间黑板上画的一个盒子——昔时爱因斯坦曾画过的,用来注释本人的光子盒理论。那是他们狡辩的产品,是他们曾向着心智降服的明证。

  记忆犹新,必有回响。

  第二天,玻尔在本人的家中归天。

  他活了77岁,几乎见证了量子力学的整个成长史。他的良多学说现在已被代替,但他在此中起到的承先启后的感化无人能比。这位已经的丹麦门将,也许仍会在天堂的门柱上计较公式吧!

  “尼尔斯·玻尔渡过了十分丰硕而幸福的终身。他的天才和他的能力使他揭开了科学中的新纪元,玻尔也博得了一切有幸熟悉他的人的热爱和全世界的尊崇。” 果壳网 ID:Guokr42 中二病事实有没有得治? 稠密惊骇症真的“只是矫情”? 不相关的工具严丝合缝拼在一路就感觉爽,是强迫症吗? 你有病?没事~ 果壳有药呀!

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