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那年,波耳與愛因斯坦一起領的諾貝爾物理獎

【科學史上的今天】10/7——波耳誕辰(Niels Bohr, 1885-1962)

Bohr with James Franck, Albert Einstein and Isidor Isaac Rabi (LR)

波耳與詹姆斯·法蘭克、阿爾伯特·愛因斯坦及伊西多·拉比。圖片來源:Wikipedia

在陽光照耀下,哥本哈根的秋天涼爽宜人。出生於 1885 年 10 月 7 日、高齡 77 歲的物理學家波耳(Niels Bohr)坐在他的研究室中,望著窗外的天空,想起四十年前愛因斯坦來訪的情景。他到車站迎接這位仰慕已久的大師,兩人搭上電車回家,結果在車上討論得太投入了,竟坐過站了,只好下車搭返回的電車,不料又過了頭,如此來回幾次。但他們一點兒也不在意,因為實在談得太投機了!

那真是美好的時刻啊!老人嘴角不禁揚起微笑。可是愛因斯坦為什麼特地來哥本哈根呢?啊,對了,那年他們倆一起領諾貝爾物理獎。他贏得的是 1922 當年的獎,而愛因斯坦卻是補領前一年就應受頒的獎,只因為委員會裡有人作梗。真是可笑,他們竟敢如此對待這位大師。不過,也因為如此,愛因斯坦才會在回程時順道來訪。

說起來他跟愛因斯坦真是有緣。他們同一年領獎,而他得獎的研究也是與愛因斯坦得獎的光電效應論文有關。他就是吸收普朗克與愛因斯坦的光量子理論,才在 1913 年以「量子躍遷」挽救老師拉塞福的原子模型,解決了古典物理無法回答的問題:繞行的電子不會發出輻射而逐漸失去能量,最後墜落到原子核?太陽光譜出現的暗線與後續實驗也都印證了他的理論;愛因斯坦還特地讚賞他的發現是「思考層次最高境界的美妙音樂。」

然而,就到此而已。老人回想起來,仍深感遺憾。當他繼續探索並全然擁抱量子力學,愛因斯坦卻是裹步不前。

他了解量子力學所描述的世界如此光怪陸離,完全違背傳統的認知,但這就是真實的世界啊!不,其實沒有所謂客觀獨立存在的真實世界,所謂真實只對觀測者有意義,而且觀測行為本身就會影響到真實如何呈現。當然這個由他與海森堡於 1927 年領銜發表,被稱為「哥本哈根詮釋」的觀點,是不可能被篤信因果律與決定論的愛因斯坦接受的。而他與愛因斯坦也分別代表量子力學與古典物理陣營,多次展開辯論。

即使他們的立場完全不同,卻毫不影響彼此間的惺惺相惜。就像愛因斯坦說:「上帝不會擲骰子」,他回應以:「愛因斯坦,別再告訴上帝該怎麼做了!」那是老友才有的調侃啊!那幾年的思辨交鋒就像當年電車上的熱烈交談一樣美好。物理學家 C.P. 史諾(Charles P. Snow)形容得真好:「在人類思考的歷史上,再也沒有出現更深奧的知性辯論了。」自從七年前愛因斯坦過世後,他的內心更覺得寂寞了。

老人突然從追憶中回過神來,站起身走到黑板前,一筆一筆畫了起來。那是愛因斯坦的光盒──為了反駁他們的測不準原理而提出的思想實驗。這老小子讓他當場無從反駁,害他思索了一整夜才想出破解之道,不過最棒的,是破綻竟然就在於愛因斯坦忽略了他自己的相對論效應。波耳愣愣地望著黑板上畫好的圖形,不知是在思索或又陷入回憶,過了好一陣子他才轉身回家。

第二天,波耳因心臟衰竭病逝於家中,畫在黑板上的光盒成了波耳最後的筆跡。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。