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与爱因斯坦争辩30年,他赢了!高山科学经典导读《玻尔哲学文选》

2024年3月9日晚八点,科学传播公益项目“高山科学经典”邀请到了复旦大学物理系谢希德讲座教授金晓峰,中国科学院自然科学史研究所研究员方在庆,资深科普节目策划、主持人郭林晨导读《尼耳斯·玻尔哲学文选》,走进玻尔独特的哲学视角,洞察宇宙本质。

玻尔是第一个在卢瑟福核子发现的基础上看清楚了原子内部结构的人,被公认为“现代原子之父”。1922年,他的原子结构理论荣获1922年诺贝尔物理学奖。

导读时金晓峰教授介绍到,1949年爱因斯坦曾评价玻尔的工作:“当年量子物理学这种不牢固和矛盾的基础,竟然足以让玻尔以他独特的直觉和机智,发现原子光谱和电子壳层的主要规律,以及它们对化学的重要意义,在我看来就像一个奇迹。即使在今天,对我来说仍是一个奇迹。这是思想领域中音乐性的最高形式。”可见玻尔关于原子结构的研究多么具有革命性。

金晓峰教授在高山科学经典现场

玻尔还是量子力学的先驱,创立了哥本哈根大学理论物理研究所(现称玻尔研究所),由此缔造了闻名遐迩的哥本哈根学派。

然而,玻尔的科学成就并不仅限于他的原子模型和量子理论,他的哲学思想同样令人瞩目。《尼尔斯·玻尔哲学文选》是了解玻尔哲学思想的不二之选,它是玻尔三本单独发表的论文文集的汇编,分别是《原子理论和自然的描述》、《原子物理学和人类知识(1932-1957年)》和《原子物理学和人类知识论文续编(1958-1962年)》,基本上涵盖了玻尔一生所撰的哲学论文,大多数是根据他的演讲修订而成,论及原子理论和自然的描述、原子物理学和人类知识等方面。

在1927年的科莫会议上,玻尔提出了“互补性”概念,这一概念被认为是量子力学哥本哈根诠释的基石,也是玻尔的核心哲学思想。面对光是波还是粒子的问题,科学家们曾激烈讨论、争执不下,对此玻尔说道:“一方面,当我们试图根据量子公设描述光在时空的传播时,我们必须从统计角度考虑。另一方面,如果要满足量子作用描述的单个光过程的因果性,就必须放弃前面的时空描述。……这两种关于光的性质的观点,更应该被看作是对实验证据的不同解释,其中经典概念的局限性以互补的方式得到了表达。”

在物理学史上,尼尔斯·玻尔与爱因斯坦之间展开过一场持续时间长、争论最激烈且充满哲学意味的辩论,那就是关于量子力学和宇宙本质的探讨。这场辩论不仅是科学领域的交锋,更是两种哲学观念的碰撞。而且其中第三个回合的哲学争论,变成了真正的科学问题,等到30年以后贝尔发现著名的贝尔不等式,才最终证明爱因斯坦的观点是对是错。事实证明,爱因斯坦在结论上确实是错了。

世人总把玻尔和爱因斯坦的的争论看作是两个巨人在打架,但圆桌嘉宾方在庆教授说:“玻尔和爱因斯坦实际上一开始就是相互尊重的。”1922年爱因斯坦和玻尔同时被公布获得诺贝尔奖,玻尔在奖项公布第二天就给爱因斯坦写信说:“对我而言,我能从外界环境中得到的最大的荣幸和乐事,就是和您同时被考虑授奖。”而爱因斯坦回信说:“在我离开日本前不久的时候收到您真诚的来信,我可以毫不夸张地说,它和诺贝尔奖一样令我高兴。……在旅途中,您关于原子的新研究陪伴着我……”

方在庆教授在高山科学经典导读现场

导读嘉宾金晓峰教授同样也认为玻尔跟爱因斯坦的争论过程非常友好:“玻尔是功绩绝对会被历史铭记,如果不是他如此在意这个诠释,爱因斯坦也不会一再参与辩论。争论成果无疑是非常巨大的,真正促进了整个学科的发展。”

对此,圆桌嘉宾兼主持人郭林晨老师总结道:“之前我们聊到玻尔和爱因斯坦神仙打架,就觉得可能是剑拔弩张、有赢有负的,但是现在我们知道他们只是在理论和观念上有区别,他们的实际互动非常有风度、尊重,甚至有一点点可爱。”

郭林晨老师在高山科学经典导读现场

科学家们犯过错误,也走过弯路。关于玻尔的传记,作者就将他的整个研究心路历程写了出来,其中包括玻尔犯过的错误。在方在庆教授看来:“如果了解这些科学家翻过的错误、走过的弯路,可能会对个人的研究有一定的帮助。”

圆桌论坛环节

与科学家一起读好书,“高山科学经典”是一个由高山书院发起的公益科学传播项目。邀请百位知名科学家每周导读一本科学经典书籍,引领公众参与阅读的大型科学传播公益项目,旨在提升全民科学素养、培育科学精神、传播科学思想。期望在全民学科学的时代背景下,高山科学经典能在科学传播领域尽一份绵薄之力。

高山科学经典项目书单

高山科学经典的目标是,让科学精神通过书籍,跨越地域、阶层、年龄、民族的界限,传播到每个角落、每个人心中。希望科学成为一种生活方式。与科学家们跨界对谈,让科学更有趣。

高山科学经典世界读书日发布会现场

未来,“高山科学经典”项目将打造三大重点产品:出版《高山科学经典》系列丛书;开展线上导读直播;沉淀专业级科学导读视频节目。达到出版、传播、教育多重效应。开展全民科学阅读,共同推动“科学复兴”,提升全民族科学文化素质,实现“公心大用”。

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