人類歷史上最牛的一張合影,承載全球三分之一的智慧,真正的全明星夢之隊
[日期:2018-12-03] | 作者:物理組 次瀏覽 | [字體:大 中 小] |
這張圖相信大家都看到過,至于為什么會被評為最牛的合影呢?因為這20多個男士何以為女士承載了物理史的一半。
這是第五次索爾維會議攝影者是本杰明庫普利;地點是比利時布魯塞爾國際索爾維物理研究所;時間是1927年10月。 此張就是攝于國際索爾維物理研究所,也就是號稱匯集全球三分之一智慧的照片。
參加這次會議的二十九人中有十七人獲得或后來獲得諾貝爾獎。
在人類探知和認識自然世界的過程中,曾經發生過幾次忽如一夜春風來的知識大突破,或者說叫大統一。它們分別是:
十七世紀,牛頓對一般力學和天體力學的統一。
十九世紀,麥克斯韋對電學、磁和光學的統一。
二十世紀,愛因斯坦相對論對空間和時間的統一。
二十世紀,狄拉克方程對量子力學的統一
這種大統一是開天辟地式的,縱觀整個人類歷史也只有過這寥寥的四五次,而在這張照片里我們能夠看到兩位有這樣成就的開山匠,愛因斯坦和狄拉克。
第一排:歐文·朗繆爾、馬克斯·普朗克、瑪麗·居里、亨德里克·洛倫茲、阿爾伯特·愛因斯坦、保羅·朗之萬、Ch. E. Guye、C.T.R.威爾遜、O.W.里查森
第二排:彼得·德拜、馬丁·努森、威廉·勞倫斯·布拉格、Hendrik Anthony Kramers、保羅·狄拉克、亞瑟·康普頓、路易·德布羅意、馬克斯·波恩、尼爾斯·玻爾
第三排:奧古斯特·皮卡爾德、E. Henriot、保羅·埃倫費斯特、Ed. Herzen、Théophile de Donder、埃爾溫·薛定諤、E. Verschaffelt、沃爾夫岡·泡利、沃納·海森堡、R.H.福勒、里昂·布里淵
現代物理學奠基人愛因斯坦
愛因斯坦,美籍德國猶太裔,理論物理學家,相對論的創立者,現代物理學奠基人。
1921年獲諾貝爾物理學獎,1999年被美國《時代周刊》評選為“世紀偉人”。
愛因斯坦曾經是量子力學的催生者之一,但是他不滿意量子力學的后續發展,愛因斯坦始終認為“量子力學(以波爾為首的哥本哈根詮釋:“基本上,量子系統的描述是機率的。一個事件的機率是波函數的絕對值平方。”)不完備”,但苦于沒有好的解說樣板,也就有了著名的“上帝不擲骰子”的否定式吶喊!愛因斯坦到過世前都沒有接受量子力學是一個完備的理論。愛因斯坦還有另一個名言:“月亮是否只在你看著他的時候才存在?”
1927年10月參加第五屆布魯塞爾索爾維物理討論會,開始同哥本哈根學派就量子力學的解釋問題進行激烈論戰。發表《牛頓力學及其對理論物理學發展的影響》。
量子力學前輩馬克斯·普朗克
第五屆索爾維會議討論的核心是有關量子力學的,而追溯量子力學就不得不提及一個人,那便是馬克斯·普朗克(MaxPlanck1858~1947,前排左二),德國物理學家,“量子力學之父”。參加這屆索爾維會議時他已經69歲,德高望重,是當然的前輩。
19世紀末,揚棄古典物理學的觀念已提上日程。因而消除牛頓力學和麥克斯韋電磁場這兩大理論之間的不一致,就成為二十世紀物理學發展的前提。普朗克此時提出了一個大膽的假說,在科學界一鳴驚人。這一假說認為輻射能(即光波能)不是一種連續的流,而是由小微粒組成的。他把這種小微粒叫做量子。普朗克的假說與經典的光學學說和電磁學說相對立,使物理學發生了一場革命,使人們對物質性和放射性有了更為深刻的了解。
反叛的哥本哈根學派
該屆索爾維會議上有三大陣營。以玻爾為中心的便是哥本哈根學派,年輕、激情是他們的標簽,因而被稱為反叛的一群。其中有尼爾斯·玻爾、馬克斯·玻恩、海森堡、沃爾夫岡·泡利等。
尼爾斯·玻爾(NielsBohr,1885-1962,中排右一),在量子力學的發展上提出了具有突破性的“對應理論”,成為量子力學的奠基人之一,哥本哈根學派的掌門人。
馬克斯·玻恩(MaxBorn,1882-1970,中排右二)是德國理論物理學家,量子力學的奠基人之一。從1923年開始,他致力于發展量子理論。由于他從具體的碰撞問題的分析出發,提出了波函數的統計詮釋波函數的二次方代表粒子出現的概率,于1954年獲得了諾貝爾物理學獎。
同為德國人的海森堡(WernerKarlHeisenberg,1907-1976,后排右三)是量子力學第一種有效形式(矩陣力學)的創建者,他更是為后人留下了一個神秘詭譎的“海森堡之謎”。“二戰”期間,納粹德國召集眾多科學家研制原子彈,海森堡是其中核心人物,但最后德國并沒有造出原子彈,有一說法正是海森堡沒有盡全力,但海森堡本人一直拒絕披露其中的真相。
美籍奧地利科學家沃爾夫岡·泡利(WolfgangPauli,1900-1958,后排右四)是迎著20世紀的曙光來到世界的,父親、教父堅深的物理學背景使其從小在物理學的潤“物”細無聲中成長。泡利是上世紀主要的理論物理學家之一。不相容原理、核子自旋的假設、中微子的假設,以及粒子自旋和統計之間關系的闡述,都是他對物理學的發展作出的卓越的貢獻。
哥本哈根學派的質疑者
盡管哥本哈根學派所提出的量子力學有無窮的魅力,但愛因斯坦、薛定諤、德布羅意等人還是對此提出了質疑,這些質疑同樣促進了量子力學的發展。
阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein,1879-1955,前排正中)的名字與相對論是截然不可分的,不過這位20世紀最有智慧的頭腦還提出過光量子,他和馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾一樣為量子力學最初的發展做出了巨大貢獻。在這張照片中,他居于最突出的位置,可見他當時的地位。
埃爾溫·薛定諤(Erwin Schrodinger,1887-1961,后排右六)是奧地利理論物理學家。20世紀20年代,因為量子力學的發展,薛定諤的名字與愛因斯坦、玻爾、玻恩、海森堡等捆在了一起,而那只半死半活的“薛定諤的貓”更是科學史上著名的怪異形象之一。1933年,薛定諤因建立描述電子和其他亞原子粒子的運動的波動方程,獲得諾貝爾物理獎。在愛因斯坦和玻爾的論戰中,他是支持愛因斯坦最有力的科學家。
路易·德布羅意(Louls-Victorde Broglie,1892-1987,中排右三)是法國著名理論物理學家,物質波理論的創立者。1924年11月,德布羅意在博士論文中闡述了著名的物質波理論,并指出電子的波動性。這一理論為建立波動力學奠定了堅實基礎。由于這一劃時代的研究成果,使他獲得1929年的諾貝爾物理學獎,同時也使他成為第一個以學位論文獲得諾貝爾獎金的學者。
實驗派:我走我的獨木橋
照片中,除以愛因斯坦和玻爾為軸心人物的兩大陣營外,還有另一派,那是只關心實驗結果的實驗派,包括布拉格和康普敦。
康普頓(A.H.Compton,1892—1962,中排右四),他于1922—1923年間研究了X射線經金屬或石墨等物質散射后的光譜。在索爾維的峰會上,他傾心于他的實驗成果,報告了康普頓實驗以及其和經典電磁理論的不一致,而勞倫斯·布拉格則做了關于X射線的實驗報告。出現在照片中的威廉·亨利·布拉格(W.H.Bragg,1862-1942,中排左三)便是其父親,現代固體物理學的奠基人之一。由于在使用X射線衍射研究晶體原子和分子結構方面所作出的開創性貢獻,他與兒子分享了1915年諾貝爾物理學獎。
物理學界的明星主持人
荷蘭物理學家亨德里克·安東·洛倫茲(HendrikAntoonLorentz,1853—1928,前排左四),在萊頓大學任教期間創立了電子論,并與塞曼因研究磁場對輻射現象的影響,發現塞曼效應,分享了1902年度諾貝爾物理學獎。1904年他提出著名的洛侖茲變換公式,并指出光速是物體相對于以太運動速度的極限。
洛侖茲不僅是物理學界的明星人物,由于其通曉人文地理,且掌握多門外語,是國際物理學界的各種集會很受歡迎的主持人,此次物理學家的峰會便是由其主持。
中國物理學會的“催化劑”
這些物理界的明星人物中,有一人還對中國物理學會的成立起過積極的作用,那便是保羅·朗之萬(PaulLangevin,1872—1946,前排右四)。朗之萬生于巴黎,1905年他看到愛因斯坦的論文后,對相對論表示了濃烈的興趣,并和愛因斯坦結下了深摯的友誼。他形象地闡述相對論并作了大量宣傳工作,因而有“朗之萬炮彈”的美稱。
1931年,正值“九一八事變”發生,朗之萬受國際聯盟委托來中國考察教育,對中國人民的抗日活動表示聲援。他甚至呼吁中國物理學界聯系起來,催化了當時醞釀已久的中國物理學會成立。朗之萬本人也成為中國物理學會第一位名譽會員。
埃倫費斯特、狄拉克和德拜
三人中埃倫費斯特對量子力學的發展也起過積極的作用。埃倫費斯特(P.Ehrenfest,1880-1933,后排左三),荷蘭物理學家。如果說,玻爾的對應原理是在經典物理學和量子力學之間架起的一座橋梁,那么,埃倫費斯特的浸漸原理則是兩者之間的又一座橋梁。
1906年,埃倫費斯特開始研究普朗克輻射定律的統計力學基礎。愛因斯坦對他的思想評價頗高,1914年稱埃倫費斯特的原理為“浸漸假說”。玻爾也充分肯定埃倫費斯特的貢獻,承認在自己后來的工作中浸漸原理起了很重要的作用。
保羅·A·M·狄拉克(PaulAdrienMauriceDirac,1902-1984,中排左五)是一位英國物理學家。他長期從事科學研究,創立量子電動力學;1928年建立“狄拉克方程”,即相對論形式的薛定諤方程;這個貌似簡單的方程式從理論上預言了正電子的存在,具有劃時代的意義;它對原子結構及分子結構都給予了新的詮釋。
1935年他曾來中國,在清華大學講學,并曾被選為中國物理學會名譽會員。
彼得·德拜(PeterDebye,1884-1966,中排左一),是出生于荷蘭的美國物理化學家。因通過偶極矩研究及X射線衍射研究對分子結構學科所作貢獻而于1936年獲諾貝爾化學獎金。
居里夫人
物理學,在通常的認識中是被男性占據的領地。夢之隊差一點又將佐證這一常識,但偏偏就有那么個“出格”的人打破了這一“神話”,那便是居里夫人。
1867年出生的居里夫人(MarieCurie,1867-1934,前排左三)盡管受教育較晚,卻一點都沒阻攔她在物理學、化學等領域的研究和所作的貢獻。居里夫人憑著堅韌的精神前進在嚴肅的學術領地中,她選擇“放射性”作為其一生要攻克的領地,研究了許多物質,發現釷及其化合物的特性與鈾相同。研究瀝青鈾礦時,她發現了鐳和釙。1910年她成功地分離了純鐳。因居里夫人的突出貢獻,她曾兩次獲諾貝爾獎,1903年的物理獎,1911年的化學獎。
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