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行业新闻

量子史话(八)玻尔求学之路,第一届索尔维会议,居里夫人传绯闻

发布者:浦汇光电   发布日期:2021/5/20 12:13:50

上个视频我们说了,原子结构的汤姆逊模型、长冈模型、卢瑟福模型,其中卢瑟福模型因为有实验的论证,所以最接近真理。

不过,卢瑟福的模型也遗留下了两个最重要的问题,第一个是原子的稳定性,第二个是核外电子的排布。

解决以上问题的人是:尼尔斯·波尔,他在量子论和量子力学的发展中起到了巨大的作用。

通读人类的科学史,尤其是近代科学史,你会发现为人类科学发展做出巨大贡献的人,绝大多数出自豪门,就算不豪,家庭条件也非常优越。

毕竟只有在吃饱穿暖的情况下,才有精力去思考自然哲学。像我们这样,为一日三餐奔波,被利益熏心的人,是无法静下心来思考学问的。

同样波尔也不例外,尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔,1885年7月10号出生于哥本哈根,他的父亲是哥本哈根大学的生理学教授,家里来的客人不是教授级别,就是皇家科学院院士,小时候的波尔常常在家里就能听到精彩绝伦的科学辩论。

波尔的母亲更是家世显赫,是名副其实的富二代,父亲是丹麦数一数二的人物,波尔的家里有三位女仆和一位保姆,整个童年波尔过的既舒适,又显贵,完全属于我们平常人够不到的上层社会。

1903年波尔考进哥本哈根大学,在大学期间他和弟弟哈罗德有个共同的爱好就是踢足球,不过他的弟弟比较厉害,参加过1908的奥运会,虽然在决赛中输给了英国,但这也算是相当不错的成绩。

1911年5月波尔拿到了博士学位,这时的爱因斯坦已经是布拉格日耳曼大学的全职教师,接下来摆在波尔面前有两条路,去德国的大学继续深造,这是绝大多数丹麦人的选择,他的父亲想让波尔去莱比锡大学,他的弟弟选择去歌根廷大学

而在波尔的心里,他觉得牛顿和麦克斯韦曾经待过的地方才算得上是“物理学的中心”,这是哪?英国的剑桥大学。

现在执掌英国剑桥大学物理学系的人正是我们前面提到过的约翰·汤姆逊。

汤姆逊出生于1856年,这时的汤姆逊已经不是当年那个,28岁就自告奋勇担任卡文迪许实验室主任的年轻小伙了,此时的汤姆逊已经是快60岁的人了。是电子的发现者,也是诺奖的获得者。

波尔心里很清楚他要见的是何许人也,所以一想到要跟汤姆逊见面波尔就头疼。1911年9月波尔来到剑桥,在见汤姆逊的时候,波尔手里紧紧地握着自己获得博士学位的论文。

博士论文是敲门砖,希望汤姆逊能抽出时间阅读自己的论文,并给出好评。可能是波尔想给汤姆逊留下好的印象,见汤姆逊的时候,还专门拿了一本汤姆逊写过的书,但是波尔用他那蹩脚的英语直接当着汤姆逊的面,说,你这书中有个方程不对,说就算了,还特意给汤姆逊指了出来。

这放给谁心里都会不舒服,不过还是出于礼貌,汤姆逊让波尔把论文放在桌子上,告诉波尔有时间会看他的论文,在波尔临走时还给波尔说,下星期天一起吃晚餐。

波尔高兴地走出办公室,心里觉得汤姆逊这人还不错,挺和气的,特意恶补了一段时间英语,想着下次见到汤姆逊的时候,能跟人家多交流交流。

令波尔没想到的是,这一去汤姆逊根本没有再联系他,波尔后来也总结了这次不完美的见面,他觉得汤姆逊可能嫌他的英语不好,或者是嫌他当面指出书中的错误,也可能是汤姆逊把他论文的事忘了,根本没有看。反正汤姆逊经常不看学生的论文是常有的事。

也许上天冥冥中自有安排,内心焦急的波尔在11月初去了曼彻斯特,拜访了父亲的一位学生,这位学生现在已经是曼彻斯特大学的生理学教授,在这期间波尔有幸见到了诺贝尔幼儿园园长:卢瑟福。

卢瑟福是曼彻斯特大学的物理系主任,刚刚在布鲁塞尔参加完第一届索尔维会议,卢瑟福十分喜欢波尔,波尔也觉得卢瑟福更加的平易近人,卢瑟福绘声绘色的给波尔讲了索尔维会议上讨论的物理学问题,以及物理学的前景和发展方向。

索尔维会议是比利时一位叫索尔维的实业家,出资举办的,这位老哥通过改进制碱法赚的是盆满钵满,腰缠万贯,有了钱以后就想起了年少时的梦想,他也想当个科学家。

可现在年过半百,穷得只剩下了钱,搞科学显然跟不上节奏,那怎样才能让自己在科学界留名,发钱颁奖已经被炸药大王诺贝尔搞了,自己搞个啥?正当索尔维有钱花不出的时候,遇见了德国物理学家能斯托;

能斯托觉得现在的物理学界被量子搞得乌烟瘴气,他自己倒是挺支持爱因斯坦的光量子,但是绝大部分的人不以为然,除了量子,还有原子辐射问题,也困扰着科学家。

那时科学家之间的交流只限于熟人之间的书信往来,所以能斯托觉得是时候把大家聚起来聊聊天,搞个世界性的科学大会。

能斯托把这个想法告诉了索尔维,两人一拍即合,索尔维告诉能斯托,科学圈你熟人多,你负责找人,剩下的事只要是钱能办到的你就不要管了。

索尔维包下了大都会饭店作为会议场所,环境奢华,服务周到,任何要求都予以满足,给每个前来参加会议的科学家都准备了大红包。

能斯托也很给力,把当时各国顶尖的科学家基本上都请到了,有卢瑟福、金斯、洛伦兹、普朗克、居里夫人、庞加莱、郎之万、维恩、索末菲、鲁本斯、爱因斯坦;这些人的名字我们非常熟悉,因为他们都是大佬级别的科学家。

其中作为会议秘书,记录各位大佬发言的一位年轻人叫莫里斯·德布罗意。这个年轻人很关键,后面的视频我们会提到。

这次大会举行的时间是1911年10月30号,只有短短的五天时间,大佬们除了讨论了普朗克的黑体辐射理论,爱因斯坦的比热量子理论,原子放射性等问题以外,还吃了一个大瓜。

在会议期间,居里夫人被宣布获得了诺贝尔化学奖,这是他第二次获奖,可惜这时人们关心的并不是她再次获奖,而是她和朗之万的绯闻。

在会议期间,朗之万那脾气暴躁的妻子趁着朗之万不在,撬了他的抽屉,把朗之万和居里夫人之间的书信全部公布在报纸上,顿时天下大乱,各大报纸头版头条,连娱乐小报、狗崽队也跟着疯狂了一把,甚至编出了两人要私奔的故事。

尤其是在民间骂居里夫人的话非常难听,就是我们平时能想到的那些话,国外也一样,当时的社会对女性非常不友好,极其不公。

这张图片是当时索尔维会议留下的,此时的居里夫人也许不是在思考问题,居里夫人作为一个女性,能扎根在全是男性的科学圈里,已经是顶着巨大的压力,这次事件对居里夫人的打击非常大,工作再累,再怎么危险,她从来没有退缩,但这次她倒下了,住院好几个月。好在是科学圈的人都认为这是在胡说八道,力挺居里夫人。

爱因斯坦就说,索尔维会议是他第一次见到居里夫人,她没有看出来居里夫人和朗之万之间有什么特殊的关系,这些报道都是胡说八道,他还调侃说,居里夫人长的还没有到哪种对任何人构成危险的程度。

我个人觉得爱因斯坦是在胡说,居里夫人比米列娃要漂亮得多,比他的堂姐艾尔莎也漂亮,要不就是爱因斯坦的审美有问题。这一点他的父亲绝对赞同。

再来说玻尔,他在听了卢瑟福的一番妙趣横生的讲解以后,内心的希望又重新燃了起来,他觉得卢瑟福很好,特别好。此时心里就萌生了一个想法。

但他还是回到了剑桥,对汤姆逊依旧抱有一丝希望,可是结果大失所望,依旧等不到汤姆逊翻他的牌子。到了12月份,卡文迪许实验室举行了一年一度的聚会,卢瑟福作为这个实验室走出的人也参加的晚宴。

在宴会上,玻尔再次看见了卢瑟福,又一次被这个人的性格和风度深深地吸引,玻尔这时认真地思考了他的想法,准备改旗易帜,不管你是剑桥还是汤姆逊,老子不干了,要去曼彻斯特找卢瑟福。

在获得剑桥方面的同意之后,1912年3月玻尔来到了曼彻斯特,开始在卢瑟福的手下学习原子理论,曾经帮助卢瑟福做α散射实验的盖革和马斯登现在成为了玻尔的教员。

卢瑟福这个人并不喜欢理论学家,他认为科学要拿实验证据说话,而不是两个肩膀顶个脑袋去空想,单纯地去摆弄各种数字游戏,可不知道为何他就是看上了玻尔,当人们问起的时候,卢瑟福就说:玻尔这孩子不一样,他不完全是个理论物理学家,他还是个足球运动员。

由于卢瑟福这种重实验,不允许无端猜测的思想,让玻尔在接下来的日子里与一个重大的理论发现失之交臂,痛失了一次诺贝尔化学奖,但玻尔并没有因此怨恨自己的老师,因为他很快找到了一个可以让他名垂青史的重大发现。

这是我们下个视频的内容。

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