也不知道爱因斯坦这个四十多岁中年人的疲惫的身体,还能不能撑得住这一夜。
陈慕武觉得自己今晚即使在辩论当中取得胜利,但也终究是胜之不武。
昔有骑手战鹰熬老太太,今有他陈慕武熬半大老头儿?
“博士,您刚刚跨越了半个欧洲大陆,今晚又熬夜的话,不知道身体吃不吃得消?”
“当然没问题!我反而还有点儿担心你,在外面跑了一下午,到现在还没吃饭吧?赶快叫点吃的填一下肚子,等晚上,我们还有重头戏呢!”
……
其实当晚饭后这场小型讨论会的氛围整体而言还是融洽的,并没有太过激烈地争吵发生。
爱因斯坦只是列举出了他的第一个思想实验,一个带有快门的单缝衍射。
假如快门在某一时刻突然打开,然后放粒子通过狭缝。
按照辐射压强的计算,那么在快门打开的一瞬间,入射粒子还有快门的边缘,两者之间将会发生动量转移。
因为粒子和快门之间的动量是守恒的,那么只要能计算出快门的动量,就能从中反推出粒子的动量。
而只要狭缝的精度足够高,就又能同时测定粒子的位置,所以动量-位置不确定性就是不成立的。
这个思想实验很容易反驳,陈慕武完全就是摸着玻尔过河。
他假设在Δt的时间里,狭缝打开的宽度是Δx,那么快门运动的速度就应该是v=Δx÷Δt。
而如果粒子和快门之间转移的动量是Δp的话,那么也必须要伴随有能量的转移,Δe≈vΔp。
因为能量-时间不确定性,有ΔeΔt≈h。
所以vΔpΔt=ΔpΔx≈h,仍然遵循着动量-位置不确定性原理。
听到陈慕武给出来的回答,爱因斯坦露出来鱼上钩了的表情。
终于露出马脚,被我给逮到了吧!
“太棒了陈,你的想法可真是精彩。
“但不好意思,这只不过是从能量-时间的不确定性原理,推导出了动量-位置的不确定性原理。
“你自始至终都处在一个闭环当中,在我看来,这根本就算不上是一种真正的推导。”
没想到陈慕武却丝毫不慌:“博士,我不认同你的说法。
“在我看来,不确定性原理,它就是一条普适的基本原理,根本就不能从量子力学以外的假设里推导出来。我们所能做的,只是确保它在不同的实验当中,保持相同的一致性即可。”
稍加解释之后,陈慕武更是反将一军:“难道你的相对性原理和不确定性原理不同,它就能被直接推导出来吗?”
这最后一句话直接让爱因斯坦闭上了嘴。
原理,就是具有普遍意义的最基本的规律,只能由实践来确定它的正确性。
自己的相对论可以建立在相对性原理的基础上,那么陈慕武的量子力学,建立在他的不确定性原理上当然也没问题。
爱丁顿在旁边虽然没有什么表示,但在心里悄悄给陈慕武竖了个大拇指。
虽然之前他没看自己写的那本《相对论的数学原理》,但这次总算是看了他最新写的那本量子力学的科普书籍。
现在引用的这个观点,不也正是被自己写进书里的嘛!
孺子可教也!
这下,爱因斯坦勉强同意了陈慕武给出来的解释。
但他同时也找到了一种新的攻击方法,那就是如果在思想实验当中,能够找到不确定性原理没有保持一致性的地方,是不是就能说明不确定性原理,乃至建立这个原理基础之上的整个量子力学,都是不自洽的了?
稍作思考的爱因斯坦,再次发起了冲锋:“陈,你说的没错,在你的量子力学当中来看,确实不可能用同一个系统,在既确定了粒子位置的同时,来精确测量其动量的。
“可是,如果我用的是双系统呢?在狭缝后面,我再加上一个有两条狭缝的另一块光栅,通过最终屏幕上的干涉条纹……”
双缝干涉是吧?
能确定路径,也就是粒子到底是从哪条缝里面通过的是吧?
这可比刚才的那个单缝衍射更加经典,陈慕武解答起来也是毫不费力,他直接就指出来,如果能确定粒子究竟是从哪条狭缝中通过的话,体现出百分之百的粒子性的话,那么最终屏幕上的干涉条纹就会消失。
爱因斯坦想了想,也确实就应该是如此。
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