哥本哈根學(xué)派

1、哥本哈根學(xué)派地理學(xué)家們經(jīng)常這樣形象地比喻說(shuō)，斯堪的納維亞山脈像一座巨大的屏 風(fēng)，自東北綿延至半島頂端，擋住了來(lái)自大西洋的暖風(fēng)，使瑞典王國(guó)略顯寒意; 波羅的海像一條輸熱管道為丹麥王國(guó)送來(lái)春光。的確，斯德哥爾摩像一個(gè)寒冷 的地方，距離它不遠(yuǎn)的哥本哈根卻四季分明，濕潤(rùn)朗澤，怡人的氣候和溫暖的 海濱，塑造了安徒生“海的女兒”和美麗的童話1922年11月，哥本哈根顯得格外喧鬧，人們喜氣洋洋，議論紛紛。原來(lái), 從斯德哥爾摩傳來(lái)特大新聞：哥本哈根大學(xué)教授尼爾斯玻爾榮獲該年度諾貝爾 物理學(xué)獎(jiǎng)金。玻爾是丹麥第一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者。一個(gè)小小的國(guó)家，能在科學(xué)研究領(lǐng) 域達(dá)到世界最先進(jìn)的水平，怎能讓人不高興呢？玻爾專門(mén)

2、研究原子結(jié)構(gòu)，在微觀物理學(xué)方面取得了讓愛(ài)因斯坦等超一流物 理學(xué)家都吃驚的業(yè)績(jī)。 獲獎(jiǎng)那一年，玻爾教授只有37歲訂玻爾早年求學(xué)于英國(guó)劍橋大學(xué)，是著名的物理學(xué)家盧瑟福的高足。在學(xué) 期間，他掌握了卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)良傳統(tǒng)的真諦，先后發(fā)表了史稱“物理學(xué) 偉大的三部曲”的論文，奠定了原子結(jié)構(gòu)量子力學(xué)模型的理論基礎(chǔ)?；貒?guó)后，玻爾致力于原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)研究，取得了舉世公認(rèn)的先進(jìn) 水平。20世紀(jì)20年代，玻爾的學(xué)識(shí)、造詣和人格魅力，成了年輕一代物理學(xué)家 心儀的導(dǎo)師；哥本哈根成為青年物理學(xué)家向往的圣地。到哥本哈根去，向玻爾教授學(xué)習(xí)。于是，整個(gè)歐洲物理學(xué)界的年經(jīng)人涌向了哥本哈根。在哥本哈根大學(xué)理論 物理研究所聚

3、集了一大批青年精英，在玻爾教授的教導(dǎo)和激勵(lì)下，十幾個(gè)世界 一流的物理學(xué)家在20-30歲左右就脫穎而出了。玻恩、海森堡、約爾丹、泡利、羅森菲耳德以及前蘇聯(lián)的?？撕屠实赖热? 這些諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者都出自玻爾的門(mén)下。還有一大批物理學(xué)家也是吸吮著哥 本哈根學(xué)派的乳汁而成長(zhǎng)的，如狄拉克、德布羅依、德拜、考斯特等人。同玻爾同輩的其他物理學(xué)家也得益于哥本哈根學(xué)派。玻爾一一愛(ài)因斯坦論 戰(zhàn)，是20世紀(jì)物理學(xué)史恒提恒新的話題，它使愛(ài)因斯坦這位物理學(xué)巨人更加豐 滿高大。20世紀(jì)物理學(xué)出現(xiàn)了兩大驚人的巨大成就，一個(gè)是相對(duì)論，另一個(gè)是量子 力學(xué)。迄今物理學(xué)界發(fā)展最快的當(dāng)屬相對(duì)論與量子力學(xué)的結(jié)合領(lǐng)域一一基本粒 子物理學(xué)。

4、量子力學(xué)的創(chuàng)生與興起是與哥本哈根學(xué)派分不開(kāi)的，是與玻爾的名字分不 開(kāi)的；基本粒子物理學(xué)則是在哥本哈根學(xué)派理論支援下展開(kāi)的。沒(méi)有哥本哈根 學(xué)派的刻苦努力和不懈探索，20世紀(jì)物理學(xué)的繁榮興旺是不可想象的。哥本哈根學(xué)派已經(jīng)突破了丹麥這一地域概念，它的成員來(lái)自英國(guó).法國(guó).德國(guó). 美國(guó)和前蘇聯(lián)等，具有廣泛的國(guó)際性。玻爾曾經(jīng)訪問(wèn)過(guò)中國(guó)。1962年玻爾逝世以后，他的兒子艾吉玻爾接掌哥本哈根大學(xué)“玻爾研究所”， 1975年小玻爾獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，表現(xiàn)出玻爾家族的巨大潛力和才華。此后，哥本哈根已成為量子力學(xué)詮釋的一種精神文化傳統(tǒng)，深刻影響著每 一個(gè)物理學(xué)的傳人。由玻爾領(lǐng)導(dǎo)的哥本哈根學(xué)派展現(xiàn)了一個(gè)典型的科學(xué)學(xué)派的

5、眾多特點(diǎn)：擁有一個(gè) 魅力型科學(xué)權(quán)威，建立良好的研究場(chǎng)所，籌集到足夠多的研究資金，把握主流 的研究領(lǐng)域，活躍著幾位青年科學(xué)家，蘊(yùn)含獨(dú)特的精神文化。關(guān)于這些特點(diǎn)的 描述可以在寫(xiě)作手法截然不同的兩本玻爾傳記尼耳斯玻爾傳（旨在精確評(píng) 述玻爾的學(xué)術(shù)成就和思想，屬于科學(xué)型傳記）（美阿布拉罕派斯，戈革譯，尼 耳斯玻爾傳，商務(wù)印書(shū)館，2000）和和諧與統(tǒng)尼耳斯玻爾的一生（主要敘述的玻爾的人生經(jīng)歷，屬于生活型傳記）（丹麥尼耳斯布萊依耳，和 諧與統(tǒng)一：尼耳斯玻爾的一生，東方出版中心，1998）以及一本專門(mén)描述玻爾 建立的理論物理研究所的玻爾研究所的早年歲月（丹麥羅伯森，楊福家譯, 玻爾研究所的早年歲月：19211

6、930 ,科學(xué)出版社，1985）中找到。作為一個(gè)魅力型權(quán)威，玻爾具有突破經(jīng)典觀念的創(chuàng)新勇氣（28歲時(shí)就撰寫(xiě) 了具有劃時(shí)代意義的著名論文論原子和分子的結(jié)構(gòu)，把量子假說(shuō)應(yīng)用到原子 模型中，提出了使他1922年獲得諾貝爾獎(jiǎng)的氫原子模型）；玻爾具有熱心提攜 青年.獎(jiǎng)掖后學(xué)的美德（哥本哈根學(xué)派成員中大多數(shù)是30歲左右的年輕人）； 玻爾具有開(kāi)放性的國(guó)際性精神（不同國(guó)籍.語(yǔ)言.文化和性格的科學(xué)家紛紛趕 到哥本哈根，共同探索量子力學(xué)的深刻含義）；玻爾在性格上是幽默的、外向的. 合群的，“在生活中和思想上迫切需要和別人在一起S這一點(diǎn)與愛(ài)因斯坦在科 學(xué)上的離群個(gè)性迥異。由于對(duì)自己和助手狹小的工作場(chǎng)所不滿意，玻爾于

7、1917年申請(qǐng)?jiān)诟绫竟?大學(xué)建立理論物理研究所，從此投入了大量精力，發(fā)動(dòng)自己已成為有錢(qián)人的舊 時(shí)同學(xué)伯爾勒姆進(jìn)行私人募捐和企業(yè)贊助用以購(gòu)買地皮。這種用自己作為著名 科學(xué)家的名義擔(dān)?；I措資金的辦法，減輕了政府負(fù)擔(dān)，也為他贏得了卡爾斯伯 基金會(huì)的捐款，最后用4年時(shí)間完成了研究所的建設(shè)。從科學(xué)史來(lái)看，量子力 學(xué)的每一個(gè)進(jìn)展或多或少都與這個(gè)研究所和玻爾有著聯(lián)系，因此該研究所成了 哥本哈根學(xué)派的大本營(yíng)，玻爾則是名副其實(shí)的旗手。除玻爾本人外，哥本哈根學(xué)派的重要成員有海森伯、泡利和狄拉克，他們 都是不到30歲的年輕人。海森伯、泡利通過(guò)他們的導(dǎo)師索末菲和著名的“玻爾 節(jié)”與玻爾相連。1922年夏天，玻爾應(yīng)邀

8、赴德國(guó)哥廷根講學(xué)，由于有眾多的知 名的和即將出名的物理學(xué)家參加，演講盛況空前，被稱為“玻爾節(jié)”。玻爾認(rèn)為, 他到哥廷根講學(xué)的最大收獲就是第一次認(rèn)識(shí)了兩位極具才華的青年一海森伯和 泡利，并很快邀請(qǐng)他們到哥本哈根進(jìn)行合作。玻爾節(jié)期間，玻爾與海森伯的歷 史性散步的情節(jié)及其雙方的重要性都得到了傳記作者的肯定性的描述，展現(xiàn)了 玻爾的識(shí)人之才和海森伯的智慧和勇氣。在很短的時(shí)間內(nèi)，量子力學(xué)得到快速發(fā)展。海森伯給出了描述微觀粒子運(yùn) 動(dòng)的矩陣力學(xué)方程；當(dāng)幾乎是同時(shí)地奧地利物理學(xué)家薛定譚給出了波動(dòng)力學(xué)方 程而引起對(duì)微觀粒子的物理本質(zhì)的爭(zhēng)論時(shí)，與海森伯同在理論物理研究所學(xué)習(xí) 的泡利發(fā)現(xiàn)了矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)的等價(jià)性；

9、隨后，英國(guó)年輕物理學(xué)家狄拉克 在哥本哈根發(fā)展了量子力學(xué)的更為普遍的理論一變換理論；海森伯接著又提出 了測(cè)不準(zhǔn)原理，玻爾則在此基礎(chǔ)了更具有哲學(xué)意義的互補(bǔ)原理。海森伯、泡利、 狄拉克都先后獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。哥本哈根學(xué)派的其他重要人物還有魏扎 克、克喇默斯、約旦、伽莫夫等。哥本哈根成員都把研究重點(diǎn)放在量子力學(xué)基礎(chǔ)的詮釋。他們?cè)谥饕幕?本觀點(diǎn)上求同存異，在切磋中提高，在爭(zhēng)論中完善，共同形成了哥本哈根學(xué)派 的主要思想和觀點(diǎn)，被稱為正統(tǒng)的或經(jīng)典的“哥本哈根解釋”。他們認(rèn)為，可觀 察量是建立理論的基礎(chǔ)和依據(jù)，在邏輯上無(wú)法排除人們的主觀成分，因此量子 理論是主客觀要素的結(jié)合體；量子躍遷是量子物理的最基本的概念，微觀粒子 的運(yùn)動(dòng)是不連續(xù)的，使得測(cè)量?jī)蓚€(gè)彼此相連的變量遵循測(cè)不準(zhǔn)原理，同時(shí)精確 測(cè)量這兩個(gè)變量就不可能；描述微觀粒子的波函數(shù)是一種幾率波（這主要是由 德國(guó)科學(xué)家玻恩給出的解釋），在宏觀領(lǐng)域中成立的因果定律和決定論在微觀領(lǐng) 域不成立；從實(shí)驗(yàn)中所觀測(cè)到的微觀現(xiàn)象只能用通常的經(jīng)典語(yǔ)言做出描述，微 觀粒子呈現(xiàn)波粒二象性佯謬是用經(jīng)典語(yǔ)言描述的結(jié)果，因此經(jīng)典語(yǔ)言描述的微 觀現(xiàn)象既是互補(bǔ)的又是互斥的。關(guān)于哥本哈根精神，不同的人有不同的描述，如“完