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为什么爱因斯坦反对量子力学,却因发现光电效应推动量子力学发展获得诺贝尔奖?

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online_member 发表于 2019-5-16 21:05:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
为什么爱因斯坦反对量子力学,却因发现光电效应推动量子力学发展获得诺贝尔奖?

为什么爱因斯坦反对量子力学,却因发现光电效应推动量子力学发展获得诺贝尔奖?562 / 作者:小詠。 / 帖子ID:46139
online_member 发表于 2019-5-16 21:05:31 | 显示全部楼层
施郁
(复旦大学物理学系)

爱因斯坦没有发现光电效应。光电效应作为一个实验现象是赫兹及其合作者,然后是勒纳德发现的。爱因斯坦提出光量子假说,即电磁辐射由一份一份光量子组成。作为这个假说的应用,爱因斯坦解释了光电效应,并预言了定量关系。 这个工作属于老量子论,而且他获得诺贝尔奖是在1922年(获得1921年的奖)。

新的量子力学是1925-1927年建立的,当时爱因斯坦已经因为光量子假说这个老量子论的工作获得诺贝尔物理力学奖。

爱因斯坦一开始确实怀疑量子力学有错,特别是不确定关系。但是,后来他的态度改变为,承认量子力学在技术细节上的正确,但是认为量子力学作为客观世界的描述是不完备的。对此,他的名言是:“上帝没有掷骰子”。通过对量子力学的质疑,爱因斯坦和他的助手发现了量子纠缠(名词来自于薛定谔)的特殊性质。
online_member 发表于 2019-5-16 21:05:46 | 显示全部楼层
题主你好。这里面有很多的故事,但是由于种种原因,很多故事被以讹传讹。爱因斯坦从来没有反对过量子力学的动力学方程,而是反对以玻尔为首的物理学者对该方程的正统解释。主流的量子力学是要基于玻恩的概率波诠释和量子态叠加原理。这些东西被爱因斯坦认为是导致量子力学不完备的原因。当玻恩的概率波解释提出来已,玻尔便基于已有的理论构造出了量子力学的哥本哈根诠释。玻尔构造出来这个诠释,现在基本上被定为量子力学的正统解释。但是这不代表这个解释就没有问题。爱因斯坦是第一个跳出来指责这个解释的。但是,可能是爱因斯坦老了,他的很多想法不断地被实验否定了。但是,爱因斯坦虽然老了,可他的头脑还很灵活,他敏锐地感觉到量子力学是有问题的,就现在研究来看,量子力学或许真的有问题。至少在如何解释概率是怎么出现这个问题上,量子力学诠释基本上无法令人信服。我想,爱因斯坦当年应该是看到了这一层所以才思考量子力学的不完备性。
爱因斯坦后半辈子是在量子力学争论以及统一场论中度过的。这些经历丝毫没有什么精彩可言,但是如果去追溯爱因斯坦前半辈子,那可谓是无限风光!尤其是让爱因斯坦获得诺贝尔物理学家的那个主要工作:诠释光电效应。光电效应是早期量子论为数不多的几个较为成功的案例。爱因斯坦诠释光电效应靠的是经典力学和早期量子论。
下面就到了题主的问题,为什么爱因斯坦能因为量子论获诺贝尔物理学奖,他不是否定量子力学的诠释吗?
我希望题主注意这几点:
时间顺序

爱因斯坦是先获得诺贝尔物理学奖,后反对量子力学诠释的。不是倒过来的。

爱因斯坦获得诺贝尔奖表面看是因为光电效应,但是其实是因为相对论

爱因斯坦最出名的工作就是建立了两个相对论,而当时已经有部分实验可以检验相对论的正确性。很多人是因为这个向诺贝尔委员会提议给爱因斯坦诺贝尔奖的,但是评审团那些人基本都不认可相对论,所以爱因斯坦的诺贝尔奖一拖再拖。后来有人提出干脆换个思路,用光电效应来申请吧。1921年,诺贝尔委员会在给爱因斯坦授予诺奖的时候是这样写颁奖词:他对理论物理学的成就,特别是光电效应定律的发现。很明显,颁奖词很隐晦地提及了相对论,爱因斯坦对理论物理学的成就主要就是相对论,虽然其他工作也很了不起。比如说预言了激光,可是这玩意在爱因斯坦建立激光理论几十年以后才诞生。比如说,推动了统计物理,但是爱因斯坦在这方面最重要的工作是获诺奖三年以后才提出的。所以,我才说爱因斯坦获诺奖主要是因为“相对论”,“光电效应”仅仅是为了搪塞评审团里面的顽固派而已。
即便反对量子力学,也不是阻碍爱因斯坦获奖

如果诺贝尔委员会没那么小气,爱因斯坦至少可以获得五次诺贝尔学奖。但大部分是爱因斯坦前半辈子的工作。反对量子力学是爱因斯坦人生中最值得推究的事情。但是这仅仅是一代物理学泰斗身上的小插曲,丝毫不会动摇爱因斯坦的物理学地位!
online_member 发表于 2019-5-16 21:05:59 | 显示全部楼层
答:题意说法不正确,爱因斯坦其实从未反对过量子力学,反而是量子力学的缔造者之一。
大家熟知的爱因斯坦和量子力学的争论,是爱因斯坦反对当时量子力学的哥本哈根诠释,根本哈根诠释是量子力学的其中一种解释,由波尔等人在二十世纪初建立。

哥本哈根诠释里,有两条基本假设:不确定性原理和波函数坍塌。
爱因斯坦之所以反对哥本哈根诠释,其实是对这两条原理存在争议,分别对应于他的两句名言:
(1)上帝不掷骰子!
(2)我们不看月亮时,难道月亮就不存在?
为什么爱因斯坦反对量子力学,却因发现光电效应推动量子力学发展获得诺贝尔奖?843 / 作者:凝固 / 帖子ID:46139


爱因斯坦的这两个质疑,分别指向哥本哈根诠释的不确定性原理和波函数坍塌,表明了爱因斯坦的立场。
需要分清的是,哥本哈根诠释在当时,不能代表量子力学的全部,比如还有爱因斯坦协助玻姆等人建立的隐变量诠释;德布罗意等人留下来的导航波诠释;二十世纪后期加入的平行世界诠释等等。

为什么爱因斯坦反对量子力学,却因发现光电效应推动量子力学发展获得诺贝尔奖?545 / 作者:凝固 / 帖子ID:46139


不过经过一百多年的发展,哥本哈根诠释已经成为量子力学的正统解释,所有课堂教科书中讲解都是哥本哈根诠释,在没有特别注明的场合,我们一般说的“量子力学”都是指哥本哈根诠释。
同时,爱因斯坦也是量子力学的创立者,光电效应的解释,就得益于爱因斯坦的贡献。爱因斯坦是一位伟大的先驱者,在当时,他虽然反对哥本哈根诠释,但并不是一味地没有理由的反对,而是在寻求量子力学的一种合理解释,可以说,爱因斯坦对量子力学的发展起了很大的作用。


为什么爱因斯坦反对量子力学,却因发现光电效应推动量子力学发展获得诺贝尔奖?732 / 作者:凝固 / 帖子ID:46139


如果爱因斯坦能看到如今哥本哈根诠释的成功,相信他一定有新的看法的立场。
所以,说爱因斯坦反对量子力学的人,完全不懂历史,不懂量子力学,希望大家一定要分清事实!
好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!
online_member 发表于 2019-5-16 21:06:41 | 显示全部楼层
爱因斯坦反对的是量子力学的思想,而不是量子力学的物理表现。量子力学认为,世界的本质(上帝)居然是不确定的,随机的(投骰子)!他严重反对这一点,他认为必然有更深刻的解释,世界始终具有定域实在性。他的心思不在微观粒子那些违反直觉的现象上,他对量子力学提出的对世界本源的解释提出严重质疑。
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