牛顿爱因斯坦波尔三人间的对话

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爱因斯坦和玻尔的三次争论作文素材

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爱因斯坦和玻尔的三次争论作文素材全文共8篇示例,供读者参考篇1【爱因斯坦和玻尔的三次争论作文素材】大家好,我是小明。

今天老师让我们写一篇关于爱因斯坦和玻尔的三次争论的作文。

我很喜欢学习科学知识,所以很高兴能写这个题目。

爱因斯坦和玻尔,你们听过这两个人吗?他们都是非常了不起的科学家。

爱因斯坦是大名鼎鼎的相对论创始人,玻尔则提出了量子论的理论。

第一次争论第一次争论发生在1920年代初期。

当时爱因斯坦提出了"上帝不掷骰子"的观点,他认为宇宙是遵循着确定性规律运行的。

但玻尔却坚持认为,在微观世界里存在着不确定性。

这次争论中,爱因斯坦持有传统的科学理念,坚信宇宙有一个内在的逻辑秩序。

而玻尔则代表了量子力学的革新思想,主张在微观世界存在着不可预测的随机性。

虽然当时爱因斯坦的声望很高,但玻尔的观点后来被实验所证实,这为量子理论在科学界站稳了脚跟。

第二次争论第二次争论发生在1927年。

那一年,爱因斯坦提出了一个著名的"EPR佯谬",试图找出量子理论的漏洞。

EPR佯谬描述了一种纠缠态的情况,爱因斯坦认为这种情况违背了相对论中"信息不能以超光速传播"的原理。

玻尔当时并没有直接回应爱因斯坦的挑战。

直到1935年,他提出了"量子不可分割性"来反驳EPR佯谬。

玻尔指出,在量子系统中,我们无法确定单个粒子的性质,只有将整个系统看作一个不可分割的整体才有意义。

这场争论虽然爱因斯坦占了先机,但后来被证实是玻尔更加正确。

这次争论进一步巩固了量子论的地位。

第三次争论第三次争论持续到1949年爱因斯坦去世。

这次争论的焦点是统一场论。

爱因斯坦希望能找到一个统一所有基本力(包括引力)的理论,但一直没有成功。

而玻尔则更关注量子论的发展和应用。

他指出量子力学只是一个统计理论,不可能完全描述微观世界的确定性运动过程。

在这场争论中,两人都没有说服对方。

但事实证明,量子理论在微观世界有着巨大的解释力和应用前景。

爱因斯坦统一场论的自洽

爱因斯坦统一场论的自洽

爱因斯坦统一场论的自洽摘要爱因斯坦是量子科学真正意义上的发现者,他的成果对经济发展和科技进步产生了划时代的巨大推力,但他对玻尔和他的团体发现的新量子论的测不准原理不认可。

为此,他提出了统一场论,但直到去世,他仍未能使自己的理论自洽。

而玻尔他们虽然在与他论战中战绩辉煌,但比爱因斯坦晚去世7年的玻尔在去世前一天虽然仍在驳斥爱因斯坦,却仍无法驳倒统一场论。

统一场论的思想和自然科学发展方向一致,自然科学发展史将不断肯定统一场论的正确,同时也将不断给人类带来更大福祉。

关键词前沿科学;统一场论;自洽;量子论爱因斯坦自从创立了相对论和在量子科学上有了伟大发现后[1],他就和牛顿一样,成为了人类历史上最伟大的科学家,他的伟大成果将对社会经济发展、科技进步产生巨大的划时代的推力。

而当物理科学家们期盼爱因斯坦带领大家在量子科学研究的大道上狂奔时,他却拐弯了。

原因是爱因斯坦对玻尔和他的团队发现的量子测不准原理不认可。

为此,他提出了统一场论。

他想建立一个能在包罗万象的数学框架下描写自然界所有力的理论。

他认为,只要找出这些根本性的力,任何物质的运动规律都可以找出来,不存在测不准的原理。

但波尔他们更不买他的账,双方为此展开了数十年的论战[2]。

开始几年爱因斯坦和他的阵营被打得一败再败,玻尔他们的量子论以无可争辩的现象把爱因斯坦的统一场论撞得支离破碎,量子种种则不准的状态也把所有的物理科学家搅得心烦意乱。

爱因斯坦有时也不得不把它称为幽灵。

爱因斯坦当时依靠仅发现的引力和磁力理论知识构建的统一场论来圈住量子,就如用一根细麻绳捆大象,它一发力,绳子就断了。

但爱因斯坦有献身科学的勇气和精神,不管被打得如何的一败涂地,对方没有彻底战胜他时,他是不会服输的。

正如他说的:“发现一条走不通的道路,就是对科学的一大贡献……那种证明‘此路不通’的吃力不讨好的工作,就让我来做吧!”爱因斯坦的见解跟哲学中的辩证唯物主义接近,他的统一场论也鼓励了许多科学家去为之奋斗。

历史名人与伟人对话

历史名人与伟人对话

历史名人与伟人对话第一章:伟大的科学家阿尔伯特·爱因斯坦:您好,牛顿先生!我是阿尔伯特·爱因斯坦,非常荣幸能与您进行对话。

我敬佩您对物理学的巨大贡献。

艾萨克·牛顿:你好,爱因斯坦先生!能与您对话也是我的荣幸。

您的相对论颠覆了我们对时空的认知,开创了一整个新时代。

爱因斯坦:牛顿先生,您的万有引力定律对物理学的发展起到了重要作用,是我们后来的研究的基础。

您是如何发现万有引力定律的呢?牛顿:当时,我观察到一个苹果从树上落下的现象,由此想到了一个问题:为什么物体会朝着地面下落,而不是直线运动?我开始进行研究,并提出了万有引力定律,即物体之间的吸引力与它们的质量和距离平方成反比。

爱因斯坦:您的发现改变了人们对自然界的看法,开创了现代物理学的大门。

我的相对论则提出了相对性原理和能量-质量关系,它们都推动了科学的进步。

第二章:伟大的艺术家达·芬奇:您好,米开朗基罗!我是达·芬奇,我对您的艺术作品赞叹不已。

米开朗基罗:您好,达·芬奇先生!我也十分钦佩您的艺术天赋。

您的《蒙娜丽莎》和《最后的晚餐》至今仍然令人惊叹。

达·芬奇:米开朗基罗先生,您的雕塑作品非常精湛,尤其是《大卫》和《创世纪》。

您是如何创造出如此惟妙惟肖的作品的呢?米开朗基罗:谢谢赞赏。

我认为对人体解剖学的深入研究对我的艺术创作有重要影响。

通过了解人体的结构和比例,我能够更好地呈现出雕塑作品的真实感。

达·芬奇:您对细节的追求让您的作品具有了极高的艺术价值。

您的《最后的审判》是一部充满力量和表情的壁画,给人留下了深刻的印象。

第三章:伟大的人权倡导者马丁·路德·金:您好,甘地先生!我是马丁·路德·金,我敬佩您对非暴力抵抗和人权的奉献。

圣雄甘地:您好,马丁·路德·金先生!我也非常钦佩您的努力,您在推动种族平等和非暴力抗议方面功不可没。

世纪之战:爱因斯坦和玻尔就“量子力学”大战3回合,谁赢了?

世纪之战:爱因斯坦和玻尔就“量子力学”大战3回合,谁赢了?

世纪之战:爱因斯坦和玻尔就“量子力学”大战3回合,谁赢了?量子力学建立初期,“纠缠”这个现象就引起了所有物理学家的好奇,爱因斯坦将其称之为“遥远地点之间的诡异互动”。

量子力学中的所谓纠缠是这样一种现象:两个处于纠缠态的粒子可以保持一种特殊的关联状态,两个粒子的状态原本都未知,但只要测量其中一个粒子,就能立即知道另外一个粒子的状态,哪怕它们之间相隔遥远的距离。

过去的大半个世纪里,这种现象背后的本质一直深深困惑着科学家们。

上世纪,关于纠缠现象的看法将物理学家划分成了两派:以玻尔为代表的哥本哈根学派认为,对于微观的量子世界,所谓的“实在”只有和观测手段连起来讲才有意义;但爱因斯坦等科学家无法接受这种观点,他们认为量子力学是不完备的,测量结果一定受到了某种“隐变量”的预先决定,只是我们没能探测到它。

1935年,爱因斯坦和Podolsky及Rosen一起发表了一篇题为《Can quantum mechanics description of physical reality be considered complete》的文章,论证量子力学的不完备性,通常人们将他们的论证称为EPR 佯谬或者Einstein定域实在论。

爱因斯坦与玻尔这场论战的源头要从牛顿说起。

第1回合爱因斯坦发动攻势在20世纪之前,整个物理学尽在牛顿经典物理学的掌控之下,在牛顿的宇宙里,世界就是一个精密的钟表,上帝造好表,上好发条,以后的一切就是确定无疑的。

然而进入了20世纪后,牛顿的这座巍峨神殿在新发现的撞击下轰然倒塌了。

在倒塌的废墟下两个新的门派站了起来,这两个门派,一个是爱因斯坦以一人之力独撑起来的相对论,另一个则是多位大师合力塑成的量子力学。

不过,这两个门派却无法和谐相处,相对论虽然推翻了牛顿的绝对时空观,却仍保留了严格的因果性和决定论,而量子力学却更激进,抛弃了经典的因果关系,宣称人类并不能获得实在世界的确定的结果,它称自己只有由这次测量推测下一次测量的各种结果的分布几率,而拒绝对事物在两次测量之间的行为做出具体描述。

关于近代科学与文化历史教案范文

关于近代科学与文化历史教案范文

关于近代科学与文化历史教案范文一、教学目标1.让学生了解近代科学的发展历程及其对人类文明的影响。

2.分析近代科学与文化历史的关系,培养学生的历史思维和批判性思维。

3.培养学生合作学习、自主探究的能力,提高课堂参与度。

二、教学重点与难点1.教学重点:近代科学的发展历程,科学家及其成就。

2.教学难点:近代科学与文化历史的关系。

三、教学过程1.导入(1)展示一幅近代科学家的画像,提问:同学们,你们知道这位科学家是谁吗?他有哪些成就?2.新课讲解(1)讲解近代科学的发展历程①简要介绍近代科学的起源,如哥白尼的日心说、伽利略的实验研究等。

②介绍牛顿的经典力学体系,强调其在科学史上的地位。

③讲述电磁学、光学等近代科学的形成和发展。

(2)科学家及其成就①介绍牛顿、爱因斯坦、波尔等著名科学家的生平和主要成就。

②分析科学家们的科学研究方法,如实验、观察、假设、推理等。

(3)近代科学与文化历史的关系①分析近代科学对人类文化的影响,如科学精神、实证主义等。

②探讨近代科学对人类思想观念的变革,如从神学到科学的转变。

3.课堂互动①近代科学是如何改变人类对世界的认识的?②你认为近代科学对人类文化产生了哪些积极和消极的影响?(2)小组代表发言:请各组代表分享讨论成果,其他同学可进行补充和评价。

(2)拓展:请同学们课后查阅资料,了解我国近代科学的发展历程,下节课分享。

四、作业布置2.查阅资料,了解我国近代科学的发展历程,下节课分享。

五、教学反思1.本节课的教学效果如何?学生是否掌握了近代科学的发展历程和科学家及其成就?2.课堂互动环节是否充分激发了学生的思考?如何改进?3.作业布置是否有助于巩固所学知识?如何调整?通过本节课的教学,旨在让学生了解近代科学的发展历程,认识科学家们的伟大成就,分析近代科学与文化历史的关系,培养学生的历史思维和批判性思维。

同时,提高学生的课堂参与度,培养合作学习和自主探究的能力。

重难点补充:1.教学重点补充(1)讲解近代科学的发展历程时,我会通过时间轴的方式,将重要的科学发现和理论发展串联起来,使学生能够直观地感受到科学的累积性和进步性。

科学小笑话

科学小笑话

一则关于科学家的小笑话一群伟大的科学家死后在天堂里玩藏猫猫,轮到爱因斯坦抓人,他数到100睁开眼睛,看到所有人都藏起来了,只有牛顿还站在那里。

爱因斯坦走过去说:“牛顿,我抓住你了。

”牛顿:“不,你没有抓到牛顿。

”爱因斯坦:“你不是牛顿你是谁?”牛顿:“你看我脚下是什么?”爱因斯坦低头看到牛顿站在一块长宽都是一米的正方形的地板砖上,不解。

牛顿:“我脚下这是一平方米的方块,我站在上面就是牛顿/平方米,所以你抓住的不是牛顿,你抓住的是***.”……………………帕斯卡-----------------------物理课教学生学压强概念的时候可以使用一下。

1、工程师认为自己的方程与现实很接近。

物理学家认为现实与自己的方程很接近。

数学家根本不在乎。

2、一天,数学家觉得自己已受够了数学,于是他跑到消防队去宣布他想当消防员。

消防队长说:“您看上去不错,可是我得先给您一个测试。

”消防队长带数学家到消防队后院小巷,巷子里有一个货栈,一只消防栓和一卷软管。

消防队长问:“假设货栈起火,您怎么办?”数学家回答:“我把消防栓接到软管上,打开水龙,把火浇灭。

”消防队长说:“完全正确!最后一个问题:假设您走进小巷,而货栈没有起火,您怎么办?”数学家疑惑地思索了半天,终于答道:“我就把货栈点着。

”消防队长大叫起来:“什么?太可怕了!您为什么要把货栈点着?”数学家回答:“这样我就把问题化简为一个我已经解决过的问题了。

”3、证明所有大于2的奇数都是质数,不同专业的人给出不同的证明:数学家:3是质数,5是质数,7是质数,由数学归纳可知,所有大于2的奇数都是质数.物理学家:3是质数,5是质数,7是质数,9是实验误差,11是质数,......工程师:3是质数,5是质数,7是质数,9是质数,11是质数,......计算机程序员:3是质数,5是质数,7是质数,7是质数,7是质数,......统计学家:让我们来试几个随机抽取的数:17是质数,23是质数,11是质数,......4、爱因斯坦和牛顿完捉迷藏。

物理学史高中总结

物理学史高中总结

物理学史高中总结物理学史高中总结:高中物理学史总结高中物理学史总结必修1、2:1.亚里士多德:○1重物比轻物下落得快○2力是维持物体运动的原因2.伽利略:○1重物与轻物下落得同样快○2力不是维持物体运动的原因,而力是改变物体运动状态的原因3.牛顿:○1牛一定律、牛二定律、牛三定律○2总结万有引力定律4.胡克:胡克定律5.开普勒:开普勒三大定律6.楞次:楞次定律7.麦克斯韦:“变化的磁场产生电场”、“变化的电场产生磁场”1物理学史高中总结:XX届高考物理学史复习专题全国卷一、力学:★1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点;★2、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律。

★3、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。

同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。

4、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。

5、人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。

★6、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;★7、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量;8、、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。

教授与爱因斯坦的对话

教授与爱因斯坦的对话

教授与爱因斯坦的对话作者:佚名来源:《作文与考试·初中版》2007年第20期课堂上。

大学教授犹大问他的学生亚当:“上帝创造了一切吗?”亚当勇敢地回答说:“是的,他创造了一切!”“上帝创造了每一样东西吗?”教授犹大又问道。

“是的,先生。

”亚当答道。

教授犹大继续说:“如果上帝创造了一切,那么邪恶也是上帝创造的了?!”亚当沉默不语,无言以对。

犹大很得意,自认为再次向学生证明了宗教信仰只是一些虚幻不实的神话。

这时,另一个学生举手并且说道:“教授,我可以问您一个问题吗?”“当然可以。

”犹大爽快地答道。

这个学生站起来问:“教授,寒冷存在吗?”“这是什么问题?寒冷当然存在,难道你感觉不到吗?”教授答道。

同学们哄笑起来。

这个学生反驳道:“先生,事实上寒冷并不存在!根据物理学原理,我们感觉到的寒冷实质上只是缺少热度,当热度存在时或者传递能量时,我们的身体是可以感觉到的。

热度是可以测量的,寒冷却不能,寒冷这个词只是用来让我们描述缺少热度时的感觉。

“绝对零度(零下273度)是热度的完全消失,所有的物质停止一切运动,包括分子、原子等所有的范畴,不过这是绝对现象,事实上并不存在绝对零度。

”这个学生又问道:“教授,黑暗存在吗?”教授答:“当然存在。

”这个学生又说道:“教授,您又错了,黑暗同样不存在!事实上,黑暗是因为缺少光亮。

光,我们是可以测量的,黑暗却不能。

我们可以用牛顿的三棱镜将日光折射出各种各样的颜色,并且可以研究它们各自的波长,但是,黑暗是无法去测量的。

仅仅是一道光线就可以划破一个黑暗的世界并将它照亮,但是,你无法知道一个空间的黑暗是多少,所以,黑暗一词只是用来让人类描述当光亮不存在的时候是什么样子。

”最后,这个学生说道:“教授,邪恶存在吗?”这时,教授不是很肯定地说道:“当然,我已经说过了,我们每天都可以看到邪恶,每天都有人类的残忍行为施于生命,世界上到处都有邪恶和暴力的人群。

这些事实除了是邪恶还能是什么呢?”这时这个学生说:“教授您还是错了,邪恶并不存在的!邪恶只是心中缺少爱的状态,这就像寒冷和黑暗一样,邪恶是人类用来描述缺少爱的词语。

科学的归科学,上帝的归上帝,“无神论”是最大的迷信?

科学的归科学,上帝的归上帝,“无神论”是最大的迷信?

科学的归科学,上帝的归上帝,“无神论”是最大的迷信?我们每个人生存在世都极为短暂,但人类是好奇的种族。

所有的一切从何而来?宇宙需要一个造物主吗?神到底存不存于世界之上?科学与神学谁能给予确切的回答。

解答世界一切的认知论有同学认为神学已死,科学已成为唯一的高举火炬者,照亮世界的一切;而有的同学坚持科学的尽头是神学,现代社会必然将回归上帝的怀抱。

有神论或者无神论,这是一个值得深思的问题。

我先给个结论吧,坚定的无神论也是迷信的一种,科学和宗教神学并不是非此即彼、水火不容的关系!宗教到底讲什么宗教形象我的专业是写科普,在展开叙述前,我们按惯例先提炼知识点——宗教。

世界三大宗教按其创立时间依次为佛教、基督教和伊斯兰教。

佛教为释迦牟尼在公元前6一前5世纪所创。

核心内容是如何面对现实世界的苦难和解决苦难的方法。

简单总结就是“慈悲普度”。

基督教诞生于公元一世纪中叶,创始人是耶稣。

《圣经》中记述的都是耶稣转述的上帝启示,是基督教徒信仰的总纲和处世的规范,基督教的内涵就是“回归天堂”。

伊斯兰教诞生最晚,战斗力却最强,今天的世界仍旧选择战斗的就剩下它了。

它于公元七世纪初诞生于阿拉伯半岛。

由先知穆罕默德所创,中心思想是“先知主宰着你的一切!”由此可见,对于信奉宗教的同学来说,这是一种生活方式。

宗教与生活相关如果按坚定的无神论者论调,把一切虔诚的信徒行为都归结为愚昧落后的话;我们能否也简单的把坚定的无神论者,归纳为在用所谓坚定的无神信念,创造了这个宇宙中一个最大的、万能的神,他们自己呢?大部分的宗教都是温和的教人向善的,它也并不会轻易对人许愿。

若一个宗教,答应你,给你承诺,只要你信了它,完成了他交于你的任务,你定能得到切实的好处。

本猫认为,这不是宗教,只是邪教洗脑。

科学认知论是世界上认知论中的一种科学认知论人类的历史很长,在人们去认识这个世界时,在不同的历史阶段,诞生过很多认知论,就好比人类具有不同的种族和肤色一样平常。

物理学史上三次著名的科学争论

物理学史上三次著名的科学争论

物理学史上三次著名的科学争论一、对热的本性的认识对热的本性的认识,在历史上有“热质说”与“热的运动说”之争,其间经历了两百余年.直到19世纪中叶热力学第一定律确立,热的运动说才获得决定性的胜利.热是组成物体的粒子的运动这一学说,使得热和机械功的等效性在概念上是可以理解的,并为机械功和热的相互转化提供了一个解释的基础,也为气体动理论奠定了基础.1热的运动说17世纪初,英国哲学家培根从摩擦生热等现象中得出“热是一种膨胀的、被约束的而在其斗争中作用于物体的较小粒子之上的运动”,这种看法影响了许多科学家.英国物理学家波意耳看到铁钉捶击后会生热,想到铁钉内部产生了强烈的运动,所以认为热是“物体各部分发生的强烈而杂乱的运动.”胡克用显微镜观察了火花,认为热“并不是什么其他的东西,而是一个物体的各个部分的非常活跃的和极其猛烈的运动.”牛顿也指出物体的粒子“因运动而发热.”洛克甚至还认识到“极度的冷是不可觉察的粒子的运动的停止.”俄国学者罗蒙诺索夫在18世纪40年代提出了如下的见解:“热的充分根源在于运动”,即热是物质的运动,运动着的是物体内部那些为肉眼所看不见的细小微粒.他认为热量从高温物体传给低温物体的原因是由于高温物体中的微粒把运动传给低温物体中的微粒造成的,它自身便会变冷.这些分析肯定了运动守恒在热现象中的正确性,表明了气体分子的运动呈现一种“混乱交错”的状态,是杂乱无规则的.但总的说来,当时热是运动的观点尚缺乏足够的实验根据,所以还不能形成为科学理论.2热质说的提出随着古希腊原子论思想的复兴,热是某种特殊的物质实体的观点也得以流传.法国科学家和哲学家伽桑狄认为,运动着的原子是构成万物的最原始的、不可再分的世界要素,同样,热和冷也都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的.它们非常细致,具有球的形状,又非常活泼,因而能渗透到一切物体之中.这个观念把人们引向“热质说”,认为热是由无重量的某种特殊物质组成的.热质说的主要倡导者,英国化学家布莱克主张把热和温度两个概念区分开来.他引进了“热容”的概念,得出了量热学的基本公式ΔQ=cmΔt.其中c称为比热,表示单位质量物质温度升高1K所吸收的热量.他在研究冰和水的混合时发现,在冰的熔解中需要一些温度计觉察不出的热量,进而发现各种物质在发生物态变化时都存在这种效应,他由此引进了“潜热”的概念,指出使冰熔解的过程是潜热发生的过程,使水凝固的过程是潜热移出的过程.在热质说观点指引下,热学研究取得了一定的进展.在18世纪前半叶人们开始明白一个有意义的事实:在对混合物所做的实验中,亦即把温度不同的诸物体放到一起,热既不会被创生也不会被消灭.这就是说,不管热在混合物或保持密切接触的各种不同物体中间如何重新分布,热的总量保持不变.现在可以将这条热量守恒定律表述为:在一个不受外界影响的绝热系统中,物体A失去的热量等于物体B得到的热量,即ΔQA+ΔQB=0.这样一个热量守恒定律非常自然地使人联想到物质守恒的概念,有力地使热质说的观点占了上风.事实上,热质说对热传导现象给出了一个简单的可信的图像,即剩余的热质要从较热的物体不断地流向较冷的物体,直到达到平衡状态为止.而用那种把热视为粒子运动方式的观点来说明这一观察的结果确实很困难.除此之外,热质说还简易地解释了当时发现的大部分热学现象,比如物体温度的变化是吸收或放出热质引起的,对流是载有热质的物体的流动,辐射是热质传播,物体受热膨胀是因为热质粒子间的相互排斥,等等.热质说的成功,自18世纪80年代起几乎使整个欧洲都相信了热质说的正确性,从而压倒了热的运动说.但是,热质说对热学的发展又起着严重的阻碍作用.既然把热看成一种物质,而不是物质的一种运动形态,那就不可能有各种物质运动形态的转化.在热质说看来,摩擦所以生热,只是由于摩擦把“潜热”挤压出来,使潜热变成显热,使摩擦后物体的比热比摩擦前小,所以温度升高,而热质的量并没有增加.因此,在热质说占统治地位的18世纪,人们就不可能正确理解由蒸汽机的发明所揭示的热和机械运动之间的关系.3.运动说的复兴到了18世纪末,热质说受到了严重的挑战.随着实验材料的增多,越来越表明热质说不能说明物体因摩擦力做功而生热的现象.1798年英国物理学家伦福德伯爵向英国皇家学会提出了一个报告“论摩擦激起的热源”,说他在慕尼黑兵工厂监督大炮镗孔工作时,注意到炮筒温度升高,钻削下的金属温度更高,他提出了大量的热是从哪里来的这个问题.他敏锐地感觉到彻底研究这一课题,对热的本质可望获得进一步认识,从而对于热质存在与否这个自古以来哲学家们众说不一的问题做出合理的推测.接着,他写道:“热是否来自钻腔机所切开的金属片如果情形的确是这样的话,那么根据现代的潜热和热质学说,则金属片的热容不仅应该变化,而且此变化还应该大到足以成为产生所有热的源泉.”但是,他通过在绝热条件下所做的一系列钻孔实验,比较了钻孔前后金属和碎屑的比热,发现钻削不会改变金属的比热.他还用很钝的钻头钻炮筒,半小时后炮筒升高70°F,金属碎屑只有54g,相当于炮筒质量的1/948,这一小部分的碎屑能够放出这么大的“潜热”吗于是,他做出结论:“这些实验所产生的热,不是来自金属的潜热或综合热质.”他在论文的末尾写道:“看来在这些实验中,由摩擦产生热的源泉是不可穷尽的.不待说,任何与外界隔绝的物体或物体系,能够无限制提供出来的东西,决不可能是具体的物质实体;在我看来,在这些实验中被激出来的热,除了把它看做是运动以外,似乎很难把它看做是其他任何东西.”1799年,英国化学家戴维在论文中描述了实验:在一个同周围环境隔离开来的真空容器里,利用钟表机件使里面的29°F的两块冰互相摩擦而熔解为水.他在论文中写道:“如果热是一种物质的话,它一定是从这几种方式之一产生的:或者是由于冰的热容减少,或者是两物体的氧化,或者是从周围的物体吸引了热质.”可是明显的事实是,水的热容比冰的热容大得多,而冰一定要加上一定量的热才能变成水,所以摩擦并没有减少冰的热容.“也不是由于物体氧化引起的,因为冰根本不能吸引氧气.”最后,他得出结论:“既然这些实验表明,这几种方式不能产生热质,那么,即就不能当做物质.所以,热质是不存在的.”他明确指出热是物体微粒的运动.他说:物体因摩擦而膨胀,则很明显,它们的微粒一定会运动或相互分离.既然物体微粒的运动或振动是摩擦和撞击必然产生的结果,那么,我们就可以做出合理的结论:热是物体微粒的运动或振动.伦福德和戴维的实验与论证是令人信服的,可以说为以后热质说的最终崩溃和热的运动说的确立提供了最早的论据.但他们的实验在当时没有被人们所重视,大多数学者并没有因此而改变自己关于热的本性的观点.这个问题一直到19世纪热力学第一定律问世时,才真正得到解决.二、光的微粒说与波动说的论争光学是一门最古老的物理学分支之一.光的本性问题一直是人们十分关心和热衷探讨的问题.17世纪以来,随着科学技术的发展,这种争论达到了空前激烈的地步,也就是物理学史上著名的微粒说与波动说之争.1.根深蒂固的微粒说17世纪的科学巨匠牛顿,也是光学大师,关于光的本性,牛顿是这样认为的:光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒所组成的粒子流,发光物体接连不断地向周围空间发射高速直线飞行的光粒子流,一旦这些光粒子进入人的眼睛,冲击视网膜,就引起了视觉,这就是光的微粒说.牛顿用微粒说轻而易举地解释了光的直进、反射和折射现象.由于微粒说通俗易懂,又能解释常见的一些光学现象,所以很快获得了人们的承认和支持.但是,微粒说并不是“万能”的,比如,它无法解释为什么几束在空间交叉的光线能彼此互不干扰地独立前时,为什么光线并不是永远走直线,而是可以绕过障碍物的边缘拐弯传播等现象.为了解释这些现象,和牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯,提出了与微粒说相对立的波动说.惠更斯认为光是一种机械波,由发光物体振动引起,依靠一种特殊的叫做“以太”的弹性媒质来传播的现象.波动说不但解释了几束光线在空间相遇不发生干扰而独立传播,而且解释了光的反射和折射现象,不过在解释折射现象时,惠更斯假设光在水中的速度小于在空气中的速度,这与牛顿的解释正好相反.谁是谁非,拉开了近代科学史上关于光究竟是粒子还是波动的激烈论争的序幕.尽管波动说可以解释不少光学现象,但由于它很不完善,解释不了人们最熟悉的光的直进和颜色的起源等问题,所以没有得到广泛的支持.再加上当时受实验条件的限制,还无法测出水中的光速,便无法判断牛顿和惠更斯关于折射现象的假设谁对谁错.尤其是牛顿在学术界久负盛名,他的拥护者对波动说横加指责,全盘否定,终于把波动说压了下去,致使它在很长时间内几乎销声匿迹.而微粒说盛极一时,居然在光学界称雄整个18世纪.2.英姿焕发的波动说进入19世纪以后,曾被微粒说压得奄奄一息的波动说重新活跃起来.一个个崭新的实验事实,使波动说雄姿英发,应付自如,进入了一个“英雄时期”.第一位向微粒说发起冲击的是牛顿的同胞托马斯•杨.1801年,年轻的托马斯•杨一针见血地说:“尽管我仰慕牛顿的大名,但我并不因此非得认为他是百无一失的.我遗憾地看到,他也会弄错,而他的权威也许有时阻碍了科学的进步.”托马斯•杨为了证明光是一种波,他在暗室中做了一个举世闻名的光的干涉实验.我们知道,干涉现象是波动的一个特性,托马斯•杨的成功,证明了光确实是一种波,它只有用波动说才能解释,微粒说对此一筹莫展.给微粒说以沉重打击的第二个实验是光的衍射实验.衍射现象也是波的基本特性之一,这是一种波在传播过程中可以绕过障碍物,或穿过小孔、狭缝而不沿直线传播的现象.法国物理学家菲涅尔设计了一个实验,成功地演示了明暗相间的衍射图样,在微粒说看来,光的衍射现象则是不可理解的.给微粒说以致命打击的是对光速值的精确测定.牛顿和惠更斯在解释光的折射现象时,对于水中光速的假设是截然相反的,谁是谁非,难以证实.到了19世纪中叶,法国物理学家菲索和付科,分别采用高速旋转的齿轮和镜子,先后精确地测出光在水中的传播速度只有空气中速度的四分之三.又一次证明了波动说的正确性.经过反复较量,波动说终于压过了微粒说,取得了稳固的地位.到19世纪60年代,麦克斯韦总结了电磁现象的基本规律,建立了光的电磁理论.到80年代,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,并证明电磁波确实同光一样,能够产生反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象.利用光的电磁说,对于以前发现的各种光学现象,都可以做出圆满的解释.这一切使波动说锦上添花,使它在同微粒说的论战中,取得了无可争辩的胜利.3重整旗鼓的微粒说正当波动说欢庆胜利的时候,意外的事情发生了,以太存在的否定和光电效应的发现,这些新的实验事实又一次要置波动说于死地.波动说认为,光是依靠充满于整个空间的连续介质——以太做弹性机械振动传播的.为了验证以太的存在,1887年,美国物理学家迈克尔逊和莫雷使用当时最精密的仪器,设计了一个精巧的实验.结果证明,地球周围根本不存在什么机械以太.没有以太,光波和电磁波是怎样传播的呢面对这一波动说难以克服的困难,微粒说跃跃欲试.光电效应的发现,使微粒说再次“复辟登基”.所谓光电效应,就是指金属在光的照射下,从金属表面释放出电子的现象,所释放的电子叫做光电子.大量的实验证明,光电效应的发生,只跟入射光的频率有关,只要入射光的频率足够高,不管它强度多弱,一旦照射到金属上,立刻就有光电子飞出.而从波动说的观点看,光电效应是绝对无法理解的.因此,波动说完全陷入了困境.而爱因斯坦运用光量子说——全新意义上的微粒说,把光电效应解释得一清二楚.至此,光的微粒说又昂首挺胸.活跃在科学的舞台上.但是,爱因斯坦并没有抛弃波动说,而是把二者巧妙地结合在一起,并辨证地指出:“光——同时又是波,又是粒子,是连续的,又是不连续的.自然界喜欢矛盾……”,这一思想充分体现在他的光量子理论的两个基本方程E=hν和p=h/λ中,把粒子和波紧密地联系在一起.三、爱因斯坦与玻尔的历史性论争20世纪最伟大的两位物理学家阿尔伯特•爱因斯坦和尼尔斯•玻尔对于量子力学的创立与发展,都做出了重大的贡献.有趣的是,在1927年9月科漠国际物理会议上,当玻尔正式提出了他有名的“互补原理”之后,受到了爱因斯坦的强烈反对.从此,这两位同时代、同行业的科学巨星,直到他们死去之前,共进行了近40年具有浓厚哲学色彩的大争论.即使是现在,仍可感到这一争论对现代物理学理论基础研究所产生的冲击.1.论争的渊源提及这场大争论,首先得从哥本哈根学派说起.在20世纪20年代,丹麦著名物理学家玻尔在哥本哈根理论物理研究所以其严谨的治学作风、尊重他人首创精神的领导作风,吸引了大批对量子物理学有着基本相同的理解的科学家,成为当时世界上力量最雄厚的物理学派.诸如,海森伯、泡利、狄拉克等年轻的物理学家都先后在这里工作着,其中,玻尔对海森伯提出的测不准关系非常赞赏.1927年9月在意大利科漠召开的国际物理学会议上,玻尔提出了著名的“互补原理”,从哲学上对测不准关系加以概括,用以解释量子理解的基本特征——波粒二象性.这一著名的互补原理,被称之为量子力学的哥本哈根解释,正是这一解释受到了爱因斯坦的尖锐批评,从而拉开了这场大争论的序幕.2论争的过程爱因斯坦与玻尔的论战持续了近40年之久,很令人瞩目.论战的内容是围绕着关于量子力学理论的特征和基本概念的解释问题,而这些问题又都属于哲学的领域,所以,争论的实质就是围绕着量子力学的方法论原理及其哲学诠释.论战曲折迂回,高潮迭起,大致分成两个阶段.1论战的第一阶段1927年科漠会议上玻尔提出“互补原理”,对量子力学第一次作了互补解释,玻尔是这样认为的:量子力学理论是一种以能量为动量的统计守恒为基础的纯几率观点,量子力学的规律具有统计性质.并且,他主张在量子物理中应当抛弃因果性和决定论的概念,而代之以互补原理.1927年10月,第五次索尔维国际物理学讨论会在布鲁塞尔召开,爱因斯坦在会上发言,第一次在公开场合下对量子力学的发展表示不满.他反对抛弃严格的因果性和决定论的概念,坚持基本理论不应当是统计性的,他认为在几率解释的后面应当有更深一层的关系,应当能够揭示微观世界的因果性联系,所以他在会议上支持德布罗意的导波理论.为了揭露量子力学理论的逻辑矛盾性,从而否定测不准关系,爱因斯坦还精心设计了一系列的理想实验,企图驳倒玻尔,玻尔据理力争,一次次巧妙地摆脱了困境.例如,爱因斯坦设计了一个可以称重量,且有可控快门的光箱子实验,并以此来否定能量对时间的测不准关系.而对此严重的挑战,玻尔经过一个不眠之夜的紧张思考,终于喜出望外地发现.可以“以其人之道还治其人之身”的办法回击爱因斯坦,即利用爱因斯坦广义相对论中时钟速率与引力势的关系,驳倒了爱因斯坦的挑战.因此,爱因斯坦不得不承认量子力学的逻辑一贯性.2论战的第二阶段当爱因斯坦试图从逻辑上反驳哥本哈根学派而遭受挫折后,便放弃了这方面的努力,转而集中于批评量子力学理论的不完备性.1931年2月26日,爱因斯坦等三人合作发表了“量子力学中过去和未来的知识”的文章,认为测不准关系式并不能提供量子力学的过去的确定知识.从而拉开了进一步的论战.1935年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森一起发表了题为“能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗”一文,提出了著名的以他们三人姓名头一个字母命名的“EPR悖论”,使这场论战再次出现了高峰.文章首先提出了理论的完备性和实在性的定义,并建立了一种“非此即彼”的抉择关系,即量子力学理论如果是完备的,则不可对易算子所表征的物理量不同时为实在;或者相反,如果理论是不完备的,则物理量同时为实在.其次,文章证明,如果波函数所提供的描述是完备的,那么所涉及的不可对易量必定是实在的.而根据前面所建立的“非此即彼”抉择关系,不难看出,其唯一可能的结论是波函数所提供的描述为不完备的.爱因斯坦等人通过对两个相干系统的分析,做到了不仅是完成了逻辑上的诘难,而且还具体地构造了一个满足“排除了干扰的测量”的要求的体系,用以说明量子力学对物理实在的描述是不完备的.这称之为“EPR悖论”.EPR悖论逻辑结构是十分严密的,要进行反驳是极其不易的.但EPR悖论中所提出的定义及观点,又必须最后诉诸“测定”,既然还有赖于测量,那就恰好为玻尔的反驳提供了突破点.1935年10月,玻尔以相同的标题公开回答了上述诸难.指出既然EPR的作者在“实在性”的定义中谈论了测量,那么就不应该把测量操作与被测对象割裂开来讨论,而必须把现象同获取现象的条件以及器械包括在内进行描述.所以,玻尔在文章中运用一种更为一般的方式构造了EPR的两粒子体系,使它们恰好满足EPR所设想的情形.玻尔列举了一个粒子穿过一窄缝的实验,并指出EPR诘难中对所需物理量的测量及计算所显示的在选择上的任意性,取决于实验装置的设置.所以,“排除一切干扰”的前提,对实验的要求是含糊的.为了进一步说明上述思想,玻尔把量子力学与经典物理学中的观察予以比较.他指出:在量子物理学中,对象与测量仪器之间的相互作用是量子现象中不可分的组成部分,从而对象与测量仪器构成一个不可分割的整体.由此可见,玻尔提出的量子现象的整体性特征,是对于EPR所默认的定域性假设的否定,也是对于EPR实在性判据的否定.这样,玻尔采用了抛弃EPR的逻辑前提,代之以确认量子现象的整体性特征的手段,拯救了量子描述的完全性.3论战的启示现在,爱因斯坦和玻尔虽然去世了,但他们之间为了探索科学真理而进行的论战,却推动着量子物理学深入发展;它一步步地揭示了量子力学的本质含义,前期的争论确立了量子力学及正统解释的逻辑自洽性;后期的争论则揭示了量子现象的整体性特征,同时更明确地提出了量子力学的理论地位问题.但是,两位大师的争论以分道扬镳而告终,这说明:这一争论对现代物理学理论基础的研究带来了冲击,就这个意义而言,这场争论还远远没有结束,它将激励着人们去重新审查现代物理学理论基础的分理解状况,寻找把这两个理论真正统一起来的途径,以促进物理学的进一步深入发展.除此之外,这场论战还给后人留下了十分有益的启示.首先,它说明学术上的争论有利于促进科学理论的发展;其次,学术争论的唯一正确态度就是坚持百家争鸣;再次,自然科学需要正确的哲学作指导.这一场发生于爱因斯坦和玻尔为代表的20世纪最伟大的两位物理学家之间的论战,是科学史上持续长久而激烈的著名的论战之一,它一直延续到今天,影响深远.。

爱因斯坦与波尔的世纪大辩论作文

爱因斯坦与波尔的世纪大辩论作文

爱因斯坦与波尔的世纪大辩论作文哎呀呀,我听说过爱因斯坦和波尔的那场超级厉害的世纪大辩论呢,嘿嘿。

爱因斯坦可是个超级有名的大科学家呀,嘿呀,他特别聪明。

波尔呢,也是个很了不起的科学家哟。

他们两个人呀,为了一些科学问题争得可激烈啦,哈哈。

就好像两个大侠在过招一样呢。

爱因斯坦有他的观点,波尔也有自己的想法,哎呀,他们谁也不服谁。

他们辩论的时候呀,一定特别精彩,我都能想象到他们激烈争论的样子,嘿嘿。

大家都在关注着他们的辩论呢,都想知道到底谁更厉害。

哎呀,我虽然还不太懂他们辩论的那些东西,但是我觉得他们都好棒呀。

嘿呀,这场大辩论肯定让很多人都学到了好多知识呢,哈哈。

我长大了也要像他们一样,为了自己的想法勇敢地争论,嘿嘿!。

爱因斯坦因果论与波尔互补论

爱因斯坦因果论与波尔互补论

波尔互补论微胜爱氏因果论李富明年级:2009级;专业:自动化专业;班级:4班;学号:2220092963;摘要:量子力学建立以后,对于量子力学的物理解释和哲学意义,一直存在着严重的分歧和激烈的争论。

许多著名人物都卷入了这场争论。

在这其中,以玻尔和爱因斯坦之间的争论最为引人注目。

爱因斯坦对微观现象和宏观现象之间的本质区别注意不够,把经典理论中他认为是最基本的东西绝对化,而玻尔把量子力学的表述形式及其几率诠释看成最后的和不可改变的东西。

两人都有偏颇之处。

总的来说,玻尔的态度和作法似乎更有说服力些。

关键词:爱因斯坦、波尔、因果论、互补论、量子力学论战引言:玻尔与爱因斯坦的争论,索尔维会议(量子力学论战)。

量子力学产生以来,正确性以被大量实验验证。

然而,量子力学存在一个重大问题没有解决:量子力学是否是完备的,波函数是否精确描写了单个体系的状态。

量子力学建立以后,对于量子力学的物理解释和哲学意义,一直存在着严重的分歧和激烈的争论。

许多著名物理学家、哲学家、实验物理学家、数学家等都卷入了这场争论。

争论之深刻、广泛,在科学史上是罕见的。

在这其中,以玻尔和爱因斯坦之间的争论最为引人注目。

(一)、量子力学的哥本哈根学派互补原理的诠释1921年玻尔在丹麦哥本哈根创建了理论物理研究所(1965年改名为玻尔研究所)。

并很快成为当时国际上公认的物理研究中心。

逐渐形成了以玻尔为核心、以哥本哈根的名字命名的学派。

对量子力学的创立和发展做出了杰出贡献,代表人物有玻尔、海森堡、泡利和玻恩等。

玻尔的“互补原理”成了哥本哈根学派诠释量子力学的两大主要支柱之一。

1927年后,逐渐为大多数物理学家所接受。

因此被人们称为量子力学的“正统”解释。

互补原理:海森堡认为,测不准关系的存在,表明了位置和动量、时间和能量这些经典概念在微观领域的适用界限;玻尔则认为这一原理并不表明粒子语言和波动语言的不适用性,只是表明同时应用它们既是不可能的,但又必须同等应用它们才能对物理现象提供完备的描述。

物理学史珍闻趣事

物理学史珍闻趣事

物理学史珍闻趣事1. 牛顿的苹果在物理学史上,牛顿的苹果故事是一个经典的趣闻。

据说,牛顿在1666年的一个夏天,坐在树下休息,突然一颗苹果从树上掉落,正好砸在他的头上。

牛顿看到这个情景后,开始思考为什么苹果会落下来,而不是向上飞。

正是这个简单的观察引发了他对万有引力的研究,最终创立了经典力学。

2. 波尔的量子论丹麦物理学家波尔是量子力学的奠基人之一。

据说,他在工作室里挂着一个木质的马蹄铁,这个马蹄铁被他的学生视为幸运符。

但波尔却解释说,这个马蹄铁并不是为了带来好运,而是因为挂在那里可以提醒他关注实验和理论之间的联系。

这个故事展示了波尔对于实验和理论的重视,以及他对于量子力学的独特贡献。

3. 爱因斯坦的奇思妙想爱因斯坦是相对论的创立者,他的思维方式也是独特而有趣的。

据说,有一次爱因斯坦骑着自行车在城市里骑行,突然灵感来临,他开始想象自己以光速运动,并思考在这种情况下时间会如何变化。

正是这个奇思妙想,让爱因斯坦开始了相对论的研究,并提出了著名的相对论方程E=mc²。

4. 居里夫人的辐射研究居里夫人是第一个获得两次诺贝尔奖的女性科学家,她的研究对于放射性的理解做出了重要贡献。

据说,为了研究放射性物质的性质,居里夫人经常把放射性样品放在口袋里。

这导致她的手指经常受到辐射损伤,最终导致了她的健康问题。

这个故事展示了居里夫人对科学事业的执着和奉献精神。

5. 欧姆的电阻定律欧姆是电学领域的重要人物,他提出了电阻定律。

据说,欧姆在进行电流和电压实验时,经常使用自己的舌头作为电阻器。

他用舌头触碰电线,感受电流的强弱,以此来研究电阻的性质。

这个故事展示了欧姆对于实验的创新和勇于尝试的精神。

以上是物理学史中一些珍闻趣事,这些故事不仅展示了科学家们独特的思维方式和对科学事业的奉献精神,也说明了科学研究中的种种巧合和意外。

这些趣闻不仅增添了物理学史的趣味性,也让我们更加欣赏科学研究的不易和科学家们的智慧。

物理学家的有趣故事简短

物理学家的有趣故事简短

物理学家的有趣故事简短物理学家的故事可真有趣啊。

咱们先说说牛顿,这位老兄真的是个传奇人物。

有一天,他正坐在苹果树下,想着天文、地心引力,结果一颗苹果从树上掉下来,砰的一声,正好砸在他头上。

你说这也太搞笑了吧!他顿时觉得,哎呀,为什么苹果掉下来是往下,而不是往上呢?这可真是个值得思考的问题。

牛顿当时没觉得痛,反而灵光一现,开始琢磨引力法则。

要不是那个苹果,他可能还在树下打瞌睡呢,哈哈。

后来,牛顿就成了“引力之父”,一想到这,我就忍不住想,看来有时候脑袋被砸一下也是好事!说到爱因斯坦,这个家伙也不简单。

他年轻的时候,数学可是一窍不通。

老师对他说,你这小子真没救了,别想当科学家了。

可这小子不服气,反而更加拼命地学习。

他发明了相对论,大家都知道吧!他的一张照片,舌头 sticking out,真是搞笑,谁能想到这个看似不靠谱的人,竟然改变了整个物理学界呢?他爱讲笑话,常常跟朋友们说,时间就是个顽皮的家伙,有时候跑得飞快,有时候又慢得像蜗牛。

反正他觉得时间和空间就像跳舞一样,不停变换,让人捉摸不定。

咱们再说说费曼,真的是个风趣的人。

费曼喜欢打鼓,觉得物理学就像音乐,得有节奏。

他常常在实验室里一边敲鼓,一边做实验,整个实验室就像个音乐会。

有一次,他去参加一个科学大会,结果一上台就开始表演。

你说这可把观众给乐坏了!他不仅把物理讲得轻松易懂,还用幽默把那些深奥的概念变得生动。

他觉得,科学不应该是冷冰冰的,要有趣才行。

说实话,能把物理学讲得像故事一样的人,真的是屈指可数。

后来大家都叫他“疯子费曼”,可他乐得合不拢嘴,觉得这个称号太贴切了。

还有个故事,跟居里夫人有关。

居里夫人为了研究放射性,真是拼了命。

她在实验室里待了整整十几个小时,头发都被化学药剂熏得五颜六色,简直就像个化妆舞会的角色。

有一次,她因为太投入,忘了吃饭,结果一整天就喝了几口水。

有人问她,你不累吗?她笑着说,累?这才有趣呢!科学就是我的爱好,实验让我兴奋得像喝了咖啡一样。

爱因斯坦与波尔之争

爱因斯坦与波尔之争

在20世纪物理学的发展中,爱因斯坦和玻尔是两位最伟大的科学巨匠,他们都创造了现代物理学的辉煌,然而他们对现代物理学的基本问题却有着自己独特而深刻的见解,由此引起了长期的争论,成为两个最伟大的心灵之间的冲突。

两位科学巨匠争论的问题,主要不在于量子理论本身的内容与形式,而在于量子理论的解释方面,即关于作为量子理论基本特征的不连续性与统计性的说明方面。

因此,争论主要发生在1927年哥本哈根学派系统地提出量子力学解释以后,但随着量子理论的不断成熟,两位科学巨匠思想上的差别也不断明显。

下面我们将按照争论的不同阶段和特点,讲一讲有关的故事。

第一阶段(1927年以前)。

量子力学逐步建立,量子力学的哥本哈根解释还没有提出,但对于量子理论中出现的、引人注目的不连续性与因果性问题,即涉及到是坚持还是放弃经典物理学的信条,爱因斯坦与玻尔的态度却有很大的不同,因而开始个别地、直接或间接地进行了争论。

爱因斯坦虽然提出了光的波粒二象性,但从根本上他不准备放弃连续性和严格因果性,因为这些正是相对论的基本特征。

他还坚持相信对于原子过程能够给出连续的机制和直接的原因,而这种原因一旦被得到、被重复,现象即会无一例外地以决定论方式精确地出现。

而玻尔则认为,这一理想并不总被满足,由于观察操作引起的扰动不能任意小,我们只能谈论一种“单元事件体”。

例如电子从激发态到基态的某一次跃迁,比这更细微的过程我们便无法认识到。

因此,对于经典物理学的连续性和严格因果性必须放弃。

这场争论的开始可以追溯到1920年春天,当时玻尔和爱因斯坦这两位科学巨匠在柏林会晤。

虽然玻尔十分赞赏爱因斯坦对相对论的贡献以及对普朗克定律的巧妙的推导,但是他难以接受爱因斯坦的光量子概念。

因此在1920年4月他对柏林物理学会所作的关于《光谱理论的现状及其在不久的将来的发展的各种可能性》的讲演中,虽然这个题目同光子理论有密切关系,他却仅仅在一个地方提到“辐射量子”的观念,而且这还可能只是出于对也参加了这个报告会的爱因斯坦的尊重;玻尔立即补充道:“我将不在这里讨论‘光量子假设’在干涉现象上所带来的众所周知的困难了,而辐射的经典理论对于说明干涉现象却是这样合适。

牛顿、爱因斯坦与玻尔间的对话

牛顿、爱因斯坦与玻尔间的对话

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两个数学家和三个科学家的故事

两个数学家和三个科学家的故事

两个数学家和三个科学家的故事1、华罗庚有一次正在看店的华罗庚在计算一道数学题,来了一位女士想买棉花,当她问华罗庚多少钱时,他完全沉醉于做题中,没有听见对方说的话,当他把答案算完随口说了一个数字,而女士以为他说的是棉花的价格,尖叫道:“怎么这么贵?”。

这时华罗庚才知道有人过来买棉花,当华罗庚把棉花卖给女士后才发现刚才自己的算题的草纸被妇女带走了,这可把华罗庚急坏了,不顾一切的去追那位女士,最终还是被他追上了,华罗庚不好意思地说:“阿姨,请……请把草纸还给我”。

那妇女生气地说:“这可是我花钱买的,可不是你送的”。

华罗庚急坏了,于是他说:“要不这样吧!我花钱把它买下来”。

正在华罗庚伸手掏钱之时,那妇女好像是被这孩子感动了吧!不仅没要钱还把草纸还给了华罗庚。

这时的华罗庚才微微舒了口气。

回家后,又开始计算起数学题来……2、拉格朗日法国著名的数学家、力学家、天文学家,变分法的开拓者和分析力学的奠基人。

他曾获得过18世纪“欧洲最大之希望、欧洲最伟大的数学家”的赞誉。

拉格朗日出生在意大利的都灵。

由于是长子,父亲一心想让他学习法律,然而,拉格朗日对法律毫无兴趣,偏偏喜爱上文学。

直到16岁时,拉格朗日仍十分偏爱文学,对数学尚未产生兴趣。

16岁那年,他偶然读到一篇介绍牛顿微积分的文章《论分析方法的优点》,使他对牛顿产生了无限崇拜和敬仰之情,于是,他下决心要成为牛顿式的数学家。

3、爱因斯坦爱因斯坦是一位伟大的科学家,他最出名的发现是相对论。

从小,他就喜欢做那些需要动脑筋、花气力才能做好的事情。

有一次小爱因斯坦生病了,本来沉静的孩子更像一只温顺的小猫,静静地蜷伏在家里,一动也不动。

父亲拿来一个小罗盘给儿子解闷。

爱因斯坦的小手捧着罗盘,只见罗盘中间那根针在轻轻地抖动,指着北边。

他把盘子转过去,那根针并不听他的话,照旧指向北边。

爱因斯坦又把罗盘捧在胸前,扭转身子,再猛扭过去,可那根针又回来了,还是指向北边。

父亲拿来一个小罗盘给儿子解闷。

量子世界的对话

量子世界的对话

我不需要上帝19世纪初,法国的大科学家拉普拉斯在用牛顿的方程计算出了行星轨道后,把它展示给拿破仑看。

拿破仑问道:“在你的理论中,上帝在哪儿呢?拉普拉斯平静的回答:陛下,我的理论不需要这个假设。

”是啊,上帝在物理学中能有什么位置呢?一切都是由物理定律来统治的,每一个分子都遵循物理定律来运行,如果说上帝有什么作用的话,他最多是在一开始推动了这个体系一下,让它得以开始运转罢了。

在之后的漫长岁月中,有没有上帝都是无关紧要的了,上帝被物理学赶出了舞台。

“我不需要上帝这个假设。

”拉普拉斯站在拿破仑面前说。

这可算是科学最光辉的时刻之一了,它把无边的自豪和骄傲撒播到每一个科学家的心中。

真理就是上帝,而物理学家,就是要去凭借自己的能力去探索真理,去掌握世界。

这真是科学最光辉的时刻之一了,它把无边的自豪和骄傲撒播到每一个科学家的心中。

人定胜天的思想传播到每个人的心中,人类自己有能力主宰自己的命运,人类本身就是自己的上帝。

有时候我常常问自己,为什么世上会有人类,为什么人类要有思想。

现在终于明白了,人的生命是有一种使命感的,它让我们去探索这个世界,了解这个世界,主宰这个世界。

根本停不下来的“量子讨论”在量子理论飞速发展的年代,波尔作为量子理论的领军人物,每一个新兴理论的发现和讨论,当然离不开与这位伟大导师的交流。

一个伟大的时代需要伟大的人物,有史以来最出色和最富有激情的“黄金一代”物理学家便在这乱世的前夕成长起来。

一个有趣的故事发生在1926年海森堡和约尔当提出电子自旋模型的时候,波尔正在去往荷兰莱登的路上。

当他到达汉堡的时候,他发现泡利和斯特恩站在站台上,只是想问问他关于自旋的看法,波尔不大相信,称这“很有趣”(这就是波尔表达不信的方法)。

到达莱登之后,他又碰到了爱因斯坦,爱因斯坦详细地分析了这个理念,于是波尔改变了他的想法。

在回去的路上,波尔先经过波挺哏,海森堡和月尔当站在站台上。

同样的问题:怎么看待自旋?最后,当波尔的火车抵达柏林,泡利又站在了站台上-他从汉堡一直赶到柏林,想听听波尔一路上有了什么看法的变化。

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牛頓愛因斯坦波爾三人間的對話劉源俊對話人‧牛頓(Isaac Newton) 英1642~1727 “If I have seen further, it’s by standing on shoulders of giants.”‧愛因斯坦(Albert Einstein) 德1879~美1955“God does not play dice with the universe.”‧波爾(Niels Bohr) 丹1885 ~1962“We are both onlookers and actors in the great drama of existence.”時 2005年12月1日20:30地 地球東吳大學望星廣場開場白波:今年欣逢紀念愛因斯坦發表五篇重要物理論文100周年,國際物理學界訂為「世界物理年」1,獲得熱烈反應。

特邀兩位物理史上的巨人,一同公開討論物理的基礎2。

愛:至感榮幸!牛:1987年那年適逢本人發表《自然哲學的數學原理》300周年,英國特出郵票紀念,劍橋大學且由Hawking教授主辦一紀念研討會。

波:詩人Pope有言:「天生牛頓,於是長夜得明。

」3請牛頓先開始。

因聽眾學力尚有不足,說理、用語請盡量淺顯。

說「理」牛:天道尚簡,不好多餘之因4。

同果宜歸於同因5。

經驗可推得通性6。

知歸1World Year of Physics 20052foundations of physics3“God said, Let Newton be! And all was light.” – Pope: Epitaphs, 17304“Nature is pleased with simplicity, and affects not the pomp of superfluous causes.” --I. Newton: Principia V ol. 3 (1687), translated into English by Andrew Motte (1729)5納則近道矣7。

以上簡述本人的物理哲學。

時間是絕對的8,空間也是絕對的9;運動則有絕對運動10與相對運動11之別。

愛:你說絕對時間與絕對空間,是假說麼?牛:我不做假說的12。

我的陳述都由經驗得來,這就是所謂歸納法。

至於時間與空間的性質,其實不必多費唇舌,大家都很明白13。

愛:且慢,這裏面有問題。

首先,任何理論都是人的發明14,都必須從假設出發;不同的假設自然推出不同的結論,交由實驗檢證。

再說,你一開始就界定時間與空間的性質,不就是做了假設嗎?你安知是對的?牛:我可不敢說理論是人的「發明」!我提出的運動三律及萬有重力律都是「發現」。

我自認像是一個在沙灘上玩耍的孩子,發現了一些漂亮的石子或貝殼,而真理之大海仍然茫茫15。

愛:你提到的「真理」,意義不明!我說過,我們必須區分經驗裏的「實事」、算學裏的「陳述」、科學裏的「理論」與宗教裏的「教義」16!我還是要強調,雖然你不敢用「發明」這一詞,但其實你的所有理論都是你的發明。

再說,講「理」就好了,何必曰「真」。

波:我贊成愛因斯坦。

物理學家的任務是實事求是,就象17發理18,無從言「真」。

理論都是從假設出發的。

愛因斯坦既然提到這點,請說說看你的假設。

說「相對論」6“The qualities of bodies,…which are found to belong to all bodies within the reach of our experiments, are to be esteemed the universal qualities of all bodies whatsoever.” --同上注7“In experimental philosophy we are to look upon propositions inferred by general induction from phenomena as accurately or very nearly true,…” --同上注8“Absolute, true, and mathematical time, of itself, and from its own nature, flows equably without relation to anything external.” ---I. Newton: Principia V ol. 1 (1687), translated into English by Andrew Motte (1729)9“Absolute space, in its own nature, without relation to anything external, remains always similar and immovable. –同上注10 absolute motion11 relative motion12“I frame no hypotheses, …and hypotheses, whether metaphysical or physical, whether of occult qualities or mechanical have no place in experimental philosophy.” ---I. Newton: Principia V ol. 1, General Scholium, (1687), translated into English by Andrew Motte (1729)13“I do not define time, space, place and motion, as being well known to all.” --同上注14“the axiomatic basis of theoretical physics cannot be extracted from experience but must be freely invented,…” --A. Einstein Physics and Reality (1936)15“I seem to have been only like a boy playing on the sea-shore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me."---- D. Brewster Memoirs of Newton (1855)16“It is difficult even to attach a precise meaning to the term ‘scientific truth.’ Thus the meaning of the word ‘truth’ varies according to whether we deal with a fact of experience, a mathematical proposition, or a scientific theory. ‘religious truth’ conveys nothing clear to me at all.” ---- On Scientific Truth (1929) — Answer to a Japanese scholar17 phenomena18愛:為了解釋Michelson與Morley的實驗,我必須假設真空中的光速在任一慣性系裏恆定。

牛:這豈不違反常識?行進火車中槍彈的速度,從地面上測量,自是不同的。

光在以太19中行進,如果觀測者也在以太裡行走,照理說測到的光速會改變。

波:你說到以太,以太是什麼東西?牛:以太是傳遞光的介質,透明、無質、無阻而有彈性。

在我的觀念裡,光由微粒20組成,會激發以太中的波;各種物質裏的以太密度不同,對光微粒有不同影響,因而各種物質裏的光速不同。

愛:我必須指出,以太是你的假想,且是多餘而製造問題的假想21!剛剛你一開始不是還說「天道寧簡,不好多餘之因」?我從電動力學22深思過這一問題:如果釜底抽薪,去除以太假設後,一切迎刃而解!牛:去除以太,光如何行進?愛:Maxwell說,電場變化形成磁場,磁場變化形成電場;兩者互相牽動,就造成電磁波23。

這波的速度恆定,就是光速。

光是電磁波,它的傳遞毋需介質。

牛:姑且聽之。

你從光速恆定的假設出發,可以得到哪些結論呢?愛:首先是,兩事件的同時性24只能相對於所在的慣性系25而定義─此即「相對論」26此一名詞的由來。

換言之,我改變了牛頓「絕對時間」的假設。

波:你既假設光速不因慣性系遷變27而有所遷易,而你當然也假設了所有自然律28的不遷易性29,所以你的理論,其精義實為「絕對性」,稱之為「相對論」不甚妥當。

愛:同意。

但是大家已經習用「相對論」這一名詞,難以更改。

我比較擔心的是,許多人文社會學者不明就裡,把「相對論」這一詞到處濫用。

牛:還有哪些重要的結論?愛:運動系統裏的韻律30變慢31,運動系統裏的長度縮短32;運動物體的質量增大33;等等…。

牛:有實驗支持嗎?19牛頓用的原詞是æthereal medium20 corpuscles21“The introduction of a Lichtäther will prove to be superfluous…" --A. Einstein: On the Electrodynamics of Moving Bodies, Annlen der Physik (1905)22 electrodynamics23 electromagnetic waves24 simultaneity25 inertial system26 theory of relativity27 transformation28 laws of nature29 invariance30 rhythm31 time dilation32 length contraction33愛:相對論的效應要在速度接近光速時才會明顯。

因為我們無法使運動系統的速度接近光速,所以前兩個結論只有間接事證34,但第三個結論則在高能物理實驗裡有明確的事證。

說「二象性」波:請問愛因斯坦。

你是在1905年6月首次提出狹義相對論,但同年3月你先提出光量子的說法。

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