哥本哈根学派

哥本哈根学派概述哥布哈根学派是20世纪20年代初期形成的。1921年，在著名量子物理学家玻尔的倡议下成立了哥本哈根大学理论物理学研究所，由此建立了哥本哈根学派。该学派在创始人尼尔斯•亨利克•大卫•玻尔的玻尔带领下对量子物理学有着深入广泛的研究。于是，整个欧洲物理学界的年经人涌向了哥本哈根。在哥本哈根大学理论物理研究所聚集了一大批青年精英，在玻尔教授的教导和激励下，十几个世界一流的物理学家在20-30岁左右就脱颖而出了。玻恩、海森堡、约尔丹、泡利、罗森菲耳德以及前苏联的福克和朗道等人，这些诺贝尔奖金获得者都出自玻尔的门下。还有一大批物理学家也是吸吮着哥本哈根学派的乳汁而成长的，如狄拉克、德布罗依、德拜、考斯特等人。同玻尔同辈的其他物理学家也得益于哥本哈根学派。玻尔--爱因斯坦论战，是20世纪物理学史恒提恒新的话题，它使爱因斯坦这位物理学巨人更加丰满高大。20世纪物理学出现了两大惊人的巨大成就，一个是相对论，另一个是量子力学。迄今物理学界发展最快的当属相对论与量子力学的结合领域-基本粒子物理学。量子力学的创生与兴起是与哥本哈根学派分不开的，是与玻尔的名字分不开的；基本粒子物理学则是在哥本哈根学派理论支援下展开的。没有哥本哈根学派的刻苦努力和不懈探索，20世纪物理学的繁荣兴旺是不可想象的。哥本哈根学派已经突破了丹麦这一地域概念，它的成员来自英国、法国、德国、美国和前苏联等，具有广泛的国际性。哥本哈根学派简介其中玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等都是这个学派的主要成员。哥本哈根学派对量子力学的创立和发展作出了杰出贡献，并且它对量子力学的解释被称为量子力学的"正统解释"。玻尔本人不仅对早期量子论的发展起过重大作用，而且他的认识论和方法论对量子力学的创建起了推动和指导作用，他提出的著名的"互补原理"是哥本哈根学派的重要支柱。玻尔领导的哥本哈根理论物理研究所成了量子理论研究中心，由此该学派成为当时世界上力量最雄厚的物理学派。编辑本段哥本哈根学派对量子力学的解释哥本哈根学派的解释在定量方面首先表述为海森伯的不确定关系。这类由作用量量子h表述的数学关系，在1927年9月玻尔提出的互补原理中从哲学得到了概和总结，用来解释量子现象的基本特征--波粒二象性。所谓互补原理也就是波动性和粒子性的互相补充。该学派提出的量子跃迁语言和不确定性原理（即测不准关系）及其在哲学意义上的扩展（互补原理）在物理学界得到普遍的采用。因此，哥本哈根学派对量子力学的物理解释以及哲学观点，理所当然是诸多学派的主体，是正统的、主要的解释。编辑本段功勋卓著的哥本哈根学派地理学家们经常这样形象地比喻说，斯堪的纳维亚山脉像一座巨大的屏风，自东北绵延至半岛顶端，挡住了来自大西洋的暖风，使瑞典王国略显寒意；波罗的海像一条输热管道为丹麦王国送来春光。的确，斯德哥尔摩像一个寒冷的地方，距离它不远的哥本哈根却四季分明，湿润朗泽，怡人的气候和温暖的海滨，塑造了安徒生'海的女儿"和美丽的童话......1922年11月，哥本哈根显得格外喧闹，人们喜气洋洋，议论纷纷。原来，从斯德哥尔摩传来特大新闻：哥本哈根大学教授尼尔斯•玻尔荣获该年度诺贝尔物理学奖金。玻尔是丹麦第一个诺贝尔奖金获得者。一个小小的国家，能在科学研究领域达到世界最先进的水平，怎能让人不高兴呢？玻尔专门研究原子结构，在微观物理学方面取得了让爱因斯坦等超一流物理学家都吃惊的业绩。获奖那一年，玻尔教授只有37岁。玻尔早年求学于英国剑桥大学，是著名的物理学家卢瑟福的高足。在学期间，他掌握了卡文迪许实验室的优良传统的真谛，先后发表了史称"物理学伟大的三部曲"的论文，奠定了原子结构量子力学模型的理论基础。回国后，玻尔致力于原子结构的量子力学研究，取得了举世公认的先进水平。20世纪20年代，玻尔的学识、造诣和人格魅力，成了年轻一代物理学家心仪的导师；哥本哈根成为青年物理学家向往的圣地。编辑本段到哥本哈根去，向玻尔教授学习于是，整个欧洲物理学界的年经人涌向了哥本哈根。在哥本哈根大学理论物理研究所聚集了一大批青年精英，在玻尔教授的教导和激励下，十几个世界一流的物理学家在20-30岁左右就脱颖而出了。玻恩、海森堡、约尔丹、泡利、罗森菲耳德以及前苏联的福克和朗道等人，这些诺贝尔奖金获得者都出自玻尔的门下。还有一大批物理学家也是吸吮着哥本哈根学派的乳汁而成长的，如狄拉克、德布罗依、德拜、考斯特等人。同玻尔同辈的其他物理学家也得益于哥本哈根学派。玻尔--爱因斯坦论战，是20世纪物理学史恒提恒新的话题，它使爱因斯坦这位物理学巨人更加丰满高大。20世纪物理学出现了两大惊人的巨大成就，一个是相对论，另一个是量子力学。迄今物理学界发展最快的当属相对论与量子力学的结合领域-基本粒子物理学。量子力学的创生与兴起是与哥本哈根学派分不开的，是与玻尔的名字分不开的；基本粒子物理学则是在哥本哈根学派理论支援下展开的。没有哥本哈根学派的刻苦努力和不懈探索，20世纪物理学的繁荣兴旺是不可想象的。哥本哈根学派已经突破了丹麦这一地域概念，它的成员来自英国、法国、德国、美国和前苏联等，具有广泛的国际性。编辑本段玻尔逝后影响1962年玻尔逝世以后，他的儿子艾吉•玻尔接掌哥本哈根大学，玻尔研究所"，1975年小玻尔获诺贝尔物理学奖，表现出玻尔家族的巨大潜力和才华。此后，哥本哈根已成为量子力学诠释的一种精神文化传统，深刻影响着每一个物理学的传人。编辑本段玻尔的哥本哈根学派由玻尔领导的哥本哈根学派展现了一个典型的科学学派的众多特点:拥有一个魅力型科学权威，建立良好的研究场所，筹集到足够多的研究资金，把握主流的研究领域，活跃着几位青年科学家，蕴含独特的精神文化。关于这些特点的描述可以在写作手法截然不同的两本玻尔传记《尼耳斯•玻尔传》（旨在精确评述玻尔的学术成就和思想，属于科学型传记）（［美］阿布拉罕•派斯，戈革译，尼耳斯•玻尔传，商务印书馆，2000）和《和谐与统一--尼耳斯•玻尔的一生》（主要叙述的玻尔的人生经历，属于生活型传记）（［丹麦］尼耳斯•布莱依耳，和谐与统一：尼耳斯玻尔的一生，东方出版中心，1998）以及一本专门描述玻尔建立的理论物理研究所的《玻尔研究所的早年岁月》（［丹麦］罗伯森，杨福家译，玻尔研究所的早年岁月：1921〜1930，科学出版社，1985）中找到。作为一个魅力型权威，玻尔具有突破经典观念的创新勇气（28岁时就撰写了具有划时代意义的著名论文《论原子和分子的结构》，把量子假说应用到原子模型中，提出了使他1922年获得诺贝尔奖的氢原子模型）；玻尔具有热心提携青年、奖掖后学的美德（哥本哈根学派成员中大多数是30岁左右的年轻人）；玻尔具有开放性的国际性精神（不同国籍、语言、文化和性格的科学家纷纷赶到哥本哈根，共同探索量子力学的深刻含义）；玻尔在性格上是幽默的、外向的、合群的，"在生活中和思想上迫切需要和别人在一起"，这一点与爱因斯坦在科学上的离群个性迥异。由于对自己和助手狭小的工作场所不满意，玻尔于1917年申请在哥本哈根大学建立理论物理研究所，从此投入了大量精力，发动自己已成为有钱人的旧时同学伯尔勒姆进行私人募捐和企业赞助用以购买地皮。这种用自己作为著名科学家的名义担保筹措资金的办法，减轻了政府负担，也为他赢得了卡尔斯伯基金会的捐款，最后用4年时间完成了研究所的建设。从科学史来看，量子力学的每一个进展或多或少都与这个研究所和玻尔有着联系，因此该研究所成了哥本哈根学派的大本营，玻尔则是名副其实的旗手。编辑本段哥本哈根学派的重要成员除玻尔本人外，哥本哈根学派的重要成员有海森伯、泡利和狄拉克，他们都是不到30岁的年轻人。海森伯、泡利通过他们的导师索末菲和著名的"玻尔节"与玻尔相连。1922年夏天，玻尔应邀赴德国哥廷根讲学，由于有众多的知名的和即将出名的物理学家参加，演讲盛况空前，被称为"玻尔节"。玻尔认为，他到哥廷根讲学的最大收获就是第一次认识了两位极具才华的青年一海森伯和泡利，并很快邀请他们到哥本哈根进行合作。玻尔节期间，玻尔与海森伯的历史性散步的情节及其双方的重要性都得到了传记作者的肯定性的描述，展现了玻尔的识人之才和海森伯的智慧和勇气。在很短的时间内，量子力学得到快速发展。海森伯给出了描述微观粒子运动的矩阵力学方程；当几乎是同时地奥地利物理学家薛定谔给出了波动力学方程而引起对微观粒子的物理本质的争论时，与海森伯同在理论物理研究所学习的泡利发现了矩阵力学和波动力学的等价性；随后，英国年轻物理学家狄拉克在哥本哈根发展了量子力学的更为普遍的理论-变换理论；海森伯接着又提出了测不准原理，玻尔则在此基础了更具有哲学意义的互补原理。海森伯、泡利、狄拉克都先后获得了诺贝尔物理学奖。哥本哈根学派的其他重要人物还有魏扎克、克喇默斯、约旦、伽莫夫等。编辑本段量子力学研究哥本哈根成员都把研究重点放在量子力学基础的诠释。他们在主要的基本观点上求同存异，在切磋中提高，在争论中完善，共同形成了哥本哈根学派的主要思想和观点，被称为正统的或经典的"哥本哈根解释"。他们认为，可观察量是建立理论的基础和依据，在逻辑上无法排除人们的主观成分，因此量子理论是主客观要素的结合体；量子跃迁是量子物理的最基本的概念，微观粒子的运动是不连续的，使得测量两个彼此相连的变量遵循测不准原理，同时精确测量这两个变量就不可能；描述微观粒子的波函数是一种几率波（这主要是由德国科学家玻恩给出的解释），在宏观领域中成立的因果定律和决定论在微观领域不成立；从实验中所观测到的微观现象只能用通常的经典语言做出描述，微观粒子呈现波粒二象性佯谬是用经典语言描述的结果，因此经典语言描述的微观现象既是互补的又是互斥的。关于哥本哈根精神，不同的人有不同的描述，如"完全自由的判断与讨论的美德"；"高度的智力追求，大胆的涉险精神，深奥的研究内容与快乐的乐天主义的混合物；"玻尔给人的鼓舞和指导，与他周围年轻物理学家的天才和个人才干的协同一致，一种领导与群众之间的互补性"；"由于他的洞察力和鼓舞力量，玻尔点燃了想象的火炬，并让他周围人们的聪明才智充分地发挥出来"。编辑本段非哥本哈根一量子力学诠释：霍金膜上的四维编辑本段决定论样的量子论诠释以爱因斯坦为代表的少数派，但他是趋向真谛，返朴归真，揭示原本的直觉本真。编辑本段量子论爱因斯坦的诠释一上帝不掷骰子类似10维或11维的"弦论"=振动的弦、震荡中的象弦一样的微小物体。--超弦理论霍金膜上四维世界的量子理论的近代诠释（邓宇等，80年代）：振动的量子（波动的量子=量子鬼波）=平动微粒子的振动；振动的微粒子；震荡中的象量子（粒子）一样的微小物体。波动量子=量子的波动=微粒子