基本介紹
- 中文名：索爾維會議
- 外文名：法語：Conseils Solvay
- 背景：二十世紀初
- 創立：歐內斯特·索爾維
- 第一屆時間：1911年
- 第一屆地點：布魯塞爾
- 次數：每3年舉行一屆
- 成果：量子力學的討論
- 領域：物理、化學
會議背景,參會人員,會議陣營,會議過程,前奏,第一次論戰,第二次論戰,歷史影響,
會議背景
二十世紀初，實業家歐內斯特·索爾維創立了索爾維會議。
1911年，第一屆索爾維會議在布魯塞爾召開，以後每3年舉行一屆。
索爾維會議照片（彩色為後期技術處理）一張匯聚了物理學界智慧之腦的“明星照”則成了這次會議的見證，數十個涵蓋了眾多分支的物理學家都留下了他們的身影，愛因斯坦、玻爾更是照片的靈魂人物，被稱為是物理學的“全明星”合影！
雖然已經過去將近一百年，但是至今沒有第二張照片能出其右。
參會人員
愛因斯坦
愛因斯坦曾經是量子力學的催生者之一，但是他不滿意量子力學的後續發展，愛因斯坦始終認為“量子力學（以波爾為首的哥本哈根詮釋：“基本上，量子系統的描述是機率的。一個事件的機率是波函式的絕對值平方。”）不完備”，但苦於沒有好的解說樣板，也就有了著名的“上帝不擲骰子”的否定式吶喊！愛因斯坦到過世前都沒有接受量子力學是一個完備的理論。愛因斯坦還有另一個名言：“月亮是否只在你看著他的時候才存在？”
1927年10月參加第五屆布魯塞爾索爾維物理討論會，開始同哥本哈根學派就量子力學的解釋問題進行激烈論戰。發表《牛頓力學及其對理論物理學發展的影響》。
M·普朗克
參加這屆索爾維會議時他已經69歲，德高望重，是當然的前輩。
19世紀末，揚棄古典物理學的觀念已提上日程。因而消除牛頓力學和麥克斯韋電磁場這兩大理論之間的不一致，就成為二十世紀物理學發展的前提。普朗克此時提出了一個大膽的假說，在科學界一鳴驚人。這一假說認為輻射能（即光波能）不是一種連續的流，而是由小微粒組成的。他把這種小微粒叫做量子。普朗克的假說與經典的光學學說和電磁學說相對立，使物理學發生了一場革命，使人們對物質性和放射性有了更為深刻的了解。
H·A·洛倫茲
1904年他提出著名的洛侖茲變換公式，並指出光速是物體相對於以太運動速度的極限。
洛倫茲不僅是物理學界的明星人物，由於其通曉人文地理，且掌握多門外語，是國際物理學界的各種集會很受歡迎的主持人，此次物理學家的峰會便是由其主持。
P·朗之萬
1931年，正值“九一八事變”發生，朗之萬受國際聯盟委託來中國考察教育，對中國人民的抗日活動表示聲援。他甚至呼籲中國物理學界聯繫起來，催化了當時醞釀已久的中國物理學會成立。朗之萬本人也成為中國物理學會第一位名譽會員。
P.埃倫費斯特
1906年，埃倫費斯特開始研究普朗克輻射定律的統計力學基礎。愛因斯坦對他的思想評價頗高，1914年稱埃倫費斯特的原理為“浸漸假說”。玻爾也充分肯定埃倫費斯特的貢獻，承認在自己後來的工作中浸漸原理起了很重要的作用。
P.A.M.狄拉克
保羅·阿德里·莫里斯·狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac，1902－1984，中排左五）是一位英國物理學家。他長期從事科學研究，創立量子電動力學；1928年建立“狄拉克方程”，即相對論形式的薛丁格方程；這個貌似簡單的方程式從理論上預言了正電子的存在，具有劃時代的意義；它對原子結構及分子結構都給予了新的詮釋。
1935年他曾來中國，在清華大學講學，並曾被選為中國物理學會名譽會員。
P.德拜
彼得·德拜（Peter Debye，1884－1966，中排左一），是出生於荷蘭的美國物理化學家，發明了著名的德拜相機，使得X光材料分析成為一門課程。
M.居里夫人
物理學，在通常的認識中是被男性占據的領地。夢之隊差一點又將佐證這一常識，但偏偏就有那么個“出格”的人打破了這一“神話”，那便是居里夫人。
1867年出生的瑪麗·斯可羅多夫斯·居里（Marie Curie，1867－1934，前排左三）儘管受教育較晚，卻一點都沒阻攔她在物理學、化學等領域的研究和所作的貢獻。
1910年她成功地分離了純鐳。
因居里夫人的突出貢獻，她曾兩次獲諾貝爾獎，1903年的物理獎，1911年的化學獎。
1927年第五屆索爾維會議與會人員：
後排左起：A.皮卡爾德（A.Piccard）E.亨利厄特(E.Henriot）P.埃倫費斯特（P.Ehrenfest）
Ed.赫爾岑（Ed.Herzen） Th.頓德爾（德康德）（Th. de Donder）
W.海森堡（W.Heisenberg） R.H.否勒（R.H.Fowler） L.布里淵（L.Brillouin ）
中排左起：P.德拜（P.Debye） M.克努森（M.Knudsen） W.L.布拉格（W.L.Bragg） H.A.克萊默（H.A.Kramers） P.A.M狄拉克（P.A.M.Dirac） A.H.康普頓（A.H.Compton ） L.德布羅意（L. de Broglie） M.波恩（M.Born） N.玻爾（N.Bohr ）
後期上色的索爾維會議照片
後期上色的索爾維會議照片Ch.E.古伊（Ch.E.Guye） C.T.R.威爾遜（C.T.R.Wilson）
O.W.里查遜（O.W.Richardson）
會議陣營
哥本哈根學派
馬克斯·玻恩（MaxBorn，1882－1970，中排右二）是德國理論物理學家，量子力學的奠基人之一。從1923年開始，他致力於發展量子理論。由於他從具體的碰撞問題的分析出發，提出了波函式的統計詮釋波函式的二次方代表粒子出現的機率，於1954年獲得了諾貝爾物理學獎。
索爾維會議上的討論
索爾維會議上的討論同為德國人的海森伯（Werner Karl Heisenberg，1901－1976，後排右三）是量子力學第一種有效形式（矩陣力學）的創建者，他更是為後人留下了一個神秘詭譎的“海森伯之謎”（後稱為“不確定關係”）。1929年，他同W.E.泡利一道曾為量子場論的建立打下基礎 ，首先提出基本粒子中同位旋的概念。1932年獲諾貝爾物理學獎。“二戰”期間，納粹德國召集眾多科學家研製核子彈，海森伯是其中核心人物，但最後德國並沒有造出核子彈，有一說法正是海森堡沒有盡全力，但海森伯本人一直拒絕披露其中的真相。
美籍奧地利科學家沃爾夫岡·泡利（Wolfgang Pauli，1900－1958，後排右四）是迎著20世紀的曙光來到世界的，父親、教父堅深的物理學背景使其從小在物理學的潤“物”細無聲中成長。泡利是上世紀主要的理論物理學家之一。不相容原理、核子自旋的假設、中微子的假設，以及粒子自旋和統計之間關係的闡述，都是他對物理學的發展作出的卓越的貢獻。
哥本哈根反對派
阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein，1879－1955，前排正中）的名字與相對論是截然不可分的，不過這位20世紀最有智慧的頭腦還提出過光量子，他和馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾一樣為量子力學最初的發展做出了巨大貢獻。在這張照片中，他居於最突出的位置，可見他當時的地位。
埃爾溫·薛丁格（Erwin Schrodinger，1887－1961，後排右六）是奧地利理論物理學家。20世紀20年代，因為量子力學的發展，薛丁格的名字與愛因斯坦、玻爾、玻恩、海森堡等捆在了一起，而那隻半死半活的“薛丁格的貓”更是科學史上著名的怪異形象之一。1933年，薛丁格因建立描述電子和其他亞原子粒子的運動的波動方程，獲得諾貝爾物理獎。在愛因斯坦和玻爾的論戰中，他是支持愛因斯坦最有力的科學家。
路易斯·德布羅意（Louls－Victorde Broglie，1892－1987，中排右三）是法國著名理論物理學家，物質波理論的創立者。1924年11月，德布羅意在博士論文中闡述了著名的物質波理論，並指出電子的波動性。這一理論為建立波動力學奠定了堅實基礎。由於這一划時代的研究成果，使他獲得1929年的諾貝爾物理學獎，同時也使他成為第一個以學位論文獲得諾貝爾獎金的學者。
實驗派
照片中，除以愛因斯坦和玻爾為軸心人物的兩大陣營外，還有另一派，那是只關心實驗結果的實驗派，包括布喇格和康普敦。
康普敦（A.H.Compton，1892—1962，中排右四），他於1922—1923年間研究了X射線經金屬或石墨等物質散射後的光譜。在索爾維的峰會上，他傾心於他的實驗成果，報告了康普頓實驗以及其和經典電磁理論的不一致，而勞倫斯·布拉格則做了關於X射線的實驗報告。出現在照片中的威廉·亨利·布拉格（W.H.Bragg，1862－1942，中排左三）便是其父親，現代固體物理學的奠基人之一。由於在使用X射線衍射研究晶體原子和分子結構方面所作出的開創性貢獻，他與兒子分享了1915年諾貝爾物理學獎。
會議過程
量子力學論戰
量子力學產生以來，正確性已被大量實驗驗證。
然而，量子力學存在一個重大問題沒有解決：量子力學是否是完備的，波函式是否精確描寫了單個體系的狀態。
前奏
哥本哈根學派認為：
1.波函式精確地描述了單個體系的狀態。
3.在空間，時間中發生的微觀過程和經典因果律不相容。
愛因斯坦對此並不認同，一個沒有嚴格因果律的物理世界是不可想像的。
他認為：量子力學可能出了問題。
一場世紀大辯論即將展開。
第一次論戰
派系
會議分為三派：
論戰展開
德布羅意說：粒子是波場中的一個奇異點，波引導著粒子運動。
泡利狠狠批評這個理論，舉出一系列實驗結果反駁德布羅意，德布羅意被迫放棄自己的觀點。
薛丁格承認自己的計算不完美，但談論電子軌道是胡扯。
愛因斯坦發言
愛因斯坦終於說話了，他提出一個模型：
一個電子通過一個小孔得到衍射圖像。
愛因斯坦指出兩種觀點：
1.這裡沒有一個電子，只有一團電子云。
2.的確只有一個電子，波函式是“幾率分布”。
愛因斯坦反對觀點2，因為：
這種隨機性表明同一過程產生不同結果。
即感應屏的許多區域同時對電子觀測作出反應。
而這似乎暗示一種超距作用，從而違背相對論。
海森伯的回憶
"討論很快就變成一場愛因斯坦和波爾之間的決鬥。"
"我們一般在旅館用早餐就見面，於是愛因斯坦就描繪一個思維實驗，他認為從中可以清楚地看出歌本哈根解釋的內部矛盾。"
"一般來說玻爾在傍晚的時候就對這些理想實驗完全心中有數，他會在晚餐時把它們分析給愛因斯坦聽。愛因斯坦對這些分析提不出反駁，但在心裡他是不服氣的。"
愛因斯坦的失利
愛因斯坦如此虔誠地信仰因果律，以致決不能相信哥本哈根那種憤世嫉俗的機率解釋。
"上帝不擲骰子！"
但是第一次論戰他輸了。輸給玻爾的哥本哈根學派。
第二次論戰
三年後的秋天，第六屆索爾維會議在布魯塞爾召開。
愛因斯坦的算盤
愛因斯坦憑著和玻爾交手的經驗知道：
在細節問題上是爭不出個什麼所以然
他必須得瞄準最關鍵的精髓所在：不確定性原理!
愛因斯坦提出光箱實驗
箱子裡有若干光子。
打開時間Δt，只放出一個光子，Δt確定
於是箱子輕了Δm，可以用理想的秤測出
將Δm代入E=mc^2，ΔE也確定
ΔE和Δt都確定，測不準原理
ΔEΔt > h/2π不成立
這個實驗的精髓所在是：
在精確測量Δt時，可以精確測量Δm
而Δm可以由質能方程轉化為精確的ΔE
ΔE，Δt都是精確的，測不準關係失效了
玻爾對此毫無準備，他臉如死灰，呆若木雞
第二天，玻爾的勝利到來了
玻爾指出：
一個光子跑了，箱子輕了Δm
用彈簧秤稱，設定零點,設位移Δq
根據廣義相對論的紅移效應,箱子在引力場移動Δq，Δt也相應改變ΔT
可以計算：ΔT>h/Δmc^2
代入E=mc^2得ΔEΔT > h/2π
Δq
這次輪到愛因斯坦說不出話了
愛因斯坦的廣義相對論推翻了他自己。
哥本哈根學派大獲全勝。
玻爾又贏了。
愛因斯坦並不甘心
愛因斯坦不得不承認哥本哈根的解釋是沒有矛盾的，量子力學依靠機率論。但他認為這種統計描述並不是完整的"圖像"。
用愛因斯坦自己的話說，量子力學理論是不完備的，波函式並不能精確描寫單個體系的狀態。它所涉及的是許多體系，只是一個"系宗"。
哥本哈根學派的統計描述只是一個中間階段,應當尋求更完備的理論。
與此類似,玻姆的理論認為：
量子力學之所以是一個統計理論(哥本哈根派的解釋)，是因為存在還未發現的隱變數。個別體系的規律,正是由它們決定。
如果能找出隱變數就可以準確地決定微觀現象每一次測量的結果，而不只是決定各種可能出現的結果的幾率。
也就是說，如果發現隱變數，那么因果律還是存在的，"上帝不擲骰子"。
歷史影響
愛因斯坦沒有出席第七屆索爾維會議，由於納粹德國的迫害而背井離鄉。
而這次會議的主題已改成原子物理。
量子力學的索爾維會議已經結束了。
然而事情並沒有就此完結。
1935年，薛丁格發表論文《量子力學的現狀》，提出了惡夢般的貓實驗。
對此，哥本哈根學派只能吞下苦水，承認那隻貓是處於"死活混合"的幽靈態。
他們對此的解釋甚至涉及了"意識"。
索爾維會議如一個歷史舞台，見證著量子力學的發展與存在。
愛因斯坦似乎成了"反派”，扮演著與當年那些妄圖推翻相對論的人相似的角色。
而玻爾經受住這些考驗，哥本哈根學派的思想廣泛流傳。
