△玻尔兄弟,图源:尼尔斯·玻尔档案
在那个业余足球的时代,大多数球员都有日常工作,但像玻尔兄弟这般智慧与运动天赋兼具却很少见。这也是当时他们在国内如此受欢迎的原因。
撇开足球不谈,年轻时候的玻尔兄弟,弟弟其实也要比哥哥更优秀一些,甚至还帮他改过物理博士论文。
要知道他们俩相差两岁,但同时进入哥本哈根大学,而弟弟还要比哥哥早拿到硕士学位,一年即完成博士学位。
相较于少有所成的弟弟来说,玻尔就显得“慢一拍”,在大学时期只是稍稍崭露头角。
这或许也跟他性格有关,他不太会说话,性格内向;而弟弟则更能言善辩,颇受同学欢迎。
这一切的转机,从遇到他的伯乐卢瑟福开始。
哥本哈根学派创始人玻尔在哥本哈根大学一路从本科读到博士,当时他的博士论文「金属的电子理论」已经具有一定突破性,但因是以丹麦语写成,并没有受到北欧以外太多的关注。
于是他辗转来到英国,希望得到诺贝尔奖得主约瑟夫·汤姆孙的赏识。
不过他实在太过率直,啥话也不说就把两份论文摆在教授面前。一份是自己的,想获得他的指导;另一份则是汤姆孙的,想当面指出他的错误。
这……初印象搁谁也不会好。
结果汤姆孙曾经的学生卢瑟福刚巧来到剑桥作报告,于是汤姆孙就顺水推舟地,把玻尔介绍给了卢瑟福。
卢瑟福,原子核物理学之父,他创建的卢瑟福模型,成功证实在原子中心有个原子核。
△卢瑟福
也正因为这一契机,成就了他们多年亦师亦友的亲密关系。
在卢瑟福的研究基础上,玻尔通过引用马克斯·普朗克所提出的量子理论,构建了突破性的玻尔模型。
在这篇具有划时代意义的长篇论文——《论原子和分子的结构》中,玻尔提出了量子不连续性,成功地解释了氢原子和类氢原子的结构和性质。
玻尔模型首次引入量子化的概念来研究原子内电子的运动,成功地阐明了原子发光机制,可以说开启了通往微观世界的大门。
这一成果也被誉为近代原子结构理论发展过程中的一个重要转折点或里程碑,玻尔本人也因此获得了1922年的诺贝尔物理学奖。
此后,一战成名的玻尔先后被维多利亚大学、哥本哈根大学等院校聘为讲师、教授,并于1917年当选为丹麦皇家科学院院士。
他本人致力筹建的哥本哈根理论物理研究所(即玻尔研究所)于1920年正式成立,很快吸引了海森堡、泡利、朗道、周培源、赫韦希等一批物理学家前来投奔。
这其中有不少都是后来的量子力学大佬,一起解决了很多物理学最深奥的问题,这也就是后来的“哥本哈根学派”。
直到现在,这里仍是很多物理工作者心中的圣殿。
玻尔的理论也并非没有遭受过质疑,这就要提到他与爱因斯坦长达几十年的“针锋相对”。
与玻尔不同,爱因斯坦坚信“上帝是不会掷骰子的” (God does not play dice)。
他认为一定存在着一个更高的确定性理论,量子力学只是该理论的近似,而量子力学的内禀随机性则只是因为我们不了解这种理论而带来的误解。
为此,爱因斯坦和薛定谔等人提出了量子纠缠的概念,试图用量子纠缠这种奇怪的量子状态来论证量子力学基础的不完备和量子随机性的荒谬。
而以玻尔为首的哥本哈根学派则捍卫量子随机性,认为量子力学的基础是完备的。
两个学派进行了长达30年的争论。
在众多物理界大佬出席的1927年第五届索尔维会议、1930年第六届索尔维会议上,两人都进行了面对面的思想碰撞。