塑造现代的大思想家们-53爱因斯坦_孤军奋战的晚年
上一节中我们说到了爱因斯坦与现代宇宙学的关系。这一节我将为大家讲一讲爱因斯坦的理论局限。这里特别主要讲的就是爱因斯坦与量子力学的关系。
我们知道量子力学是20世纪与相对论并列的两大基础学科,也是20世纪最激动人心的一场物理学的思想G命。爱因斯坦本人其实就是量子力学早期的领军人物之一。爱因斯坦获得诺贝尔奖的那个发现,就所谓的光电效应,其实就是用量子论来解决。当时的一个小现象叫做光电效应。
那么什么叫量子力学?什么叫量子论?所谓量子论指的是在微观领域里为了解释那些稀奇的现象所提出的一个假说,叫做量子假说。就是在微观领域里能量的这个分布,能量的变化不再是连续的,而是以一种一份一份的方式来发生变化。这个基本单位叫普朗克常量。普朗克本人是量子理论的开创者,但是普朗克本人对量子这件事情,它究竟意味着什么始终是迷惑不解的那我们知道爱因斯坦当时在1905年的77年那一年,他发表光电效应论文的时候,他是大胆的用量子论作为一个有实际物理意义的理论来解决的光电效应。
什么叫光电效应呢?光就像你说的,是当你拿个光去照射金属的表面的时候,那个光的能量将会激发这个金属里面电子给冒出来。但是人们发现一个问题,冒出来那个电子的能量,只与光的这个频率有关系,然后光的强度没有关系。按道理光的强度越多,那不就意味着光的能量越多吗?为什么他们不能够激发出更加高能的电子呢?只是会增加电子的数量,而不能增加电子的能量?这是很令人吃惊的这就意味着你用光照一个金属表面,你光再强,那蹦出来电子能量还是那么多。而不是说光越强电子的能量就越大。
那是因为什么?按照普朗克原理来解释,就是说其实这个能量是有个档次的,它是按照分级的方式来进行的。爱因斯坦就采用了光量子假说,他认为光并不是传统意义上的波,不是单纯的波。它其实光就是一个携带一份的能量包的这样一个微利状态。所以某种意义上说,爱因斯坦的光电效应其实就标志着量子论早期的一个重要的成就。但是我们看到量子力学的深入发展引发了一些新的问题。随着量子力学的发展,人们越来越发现量子力学以更加奇怪的方式改变了人们对微观世界的认识。
第一个波粒二象性就是一个微观粒子一有时候看起来像波,有时候看起来例子。比方说一个电子它就很奇怪,一个电子它的行踪是飘浮不定的,它不像普通的宏观粒子那样的,它有确定的边界,有确定的位置和动量。在做双缝实验的话……