發起世紀論戰，與愛因斯坦「相愛相殺」！這才是科學家掐架的日常！

如果說泡利是最能懟人的科學家，那麼玻爾則是最能辯論的一把手。

不過，與泡利的毒舌不同，玻爾每一次辯論都有理有據，讓人難以反駁。

上帝之鞭泡利，圖片來源：《決戰量子之巔》

平時的玻爾總把自己收拾得一絲不苟，給人一副溫文爾雅的形象，說起話來語速也很慢，甚至還帶點口吃。

但在科學問題上，他一旦較真起來卻毫不含糊，說話反倒流利起來，所向披靡。

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尼爾斯·玻爾

從小他就愛給人「糾錯」，年輕時就因「不知天高地厚」地指出導師錯誤，被老師冷落。

構建了新的「原子結構模型」獲諾獎後，他便一手創立了「哥本哈根學派」。

在歷史上，他也與普朗克、愛因斯坦齊名比肩，人稱量子物理三巨頭。

量子物理三巨頭

而因他成立的「哥本哈根學派」，也以自由開放、在辯論中將科學思想發揚光大而著名。

此外，他與愛因斯坦的世紀論戰，更是為後人津津樂道，嘆為觀止。

小玻爾（最右）與家人

1885年，尼爾斯·玻爾出生於丹麥首都哥本哈根的一個知識分子家庭。

小時候的他雖態度平和友善，還有點靦腆，但卻極其反差地追求完美，從小就將「大膽而嚴謹」（愛因斯坦原話）進行到底。

在一堂圖畫課上，老師要求大家畫出自己家的房子。

但畫著畫著玻爾便向老師打報告說要回家，原因竟是「我實在不記得家裡圍牆有多少根柱子了。」

玻爾（右）與弟弟

隨著年齡漸長，玻爾這種接近「死心眼」的耿直，也開始讓他成為一個酷愛挑錯的學生。

才剛上小學不久，玻爾就敢公開叫板，指出教材中的錯誤，經常弄得場面十分尷尬。

哥本哈根大學教授霍夫丁（Harald Hoffding），與老玻爾是好友，經常到玻爾家做客

大一時，玻爾就在與哲學家霍夫丁教授的談笑風生中，多次指出他邏輯學教材中不合邏輯之處。

不過，霍夫丁教授倒是非常樂意接受批評，甚至還對玻爾嚴密的邏輯推理大為讚賞。

但批評的意見，也不是每個人都能這樣欣然接受。

畢竟玻爾在「電子之父」J.J.湯姆森面前的莽撞，就曾差點斷送了自己的前程。

「電子之父」——J.J.湯姆森

在碩士與博士期間，他研究的課題都是當時剛剛興起的金屬電子理論。

1911年，玻爾取得哥本哈根大學博士學位時，論文題目便是《金屬電子論》。

那時，正是經典物理大廈最搖搖欲墜的年代，普朗克和愛因斯坦等科學家已邁入量子物理的大門。

玻爾當時也明顯感受到經典力學在描述原子現象時的困難。

帶著各種疑問的玻爾毅然選擇了前往英國劍橋，想要與自己的偶像J.J.湯姆森進行更深入的研究。

那時電子雖然已經被發現，但是人們對原子的內部結構還一概不知。

所以J.J湯姆森提出了一種「葡萄乾蛋糕式」的原子模型，還在歷史上得到較長時間的認可。

他認為原子可分為帶正電的蛋糕，和帶負電的電子。

這些帶負點的電子，就像葡萄乾一樣鑲嵌在帶正電荷的實心蛋糕上。

我們現在知道，原子是由中子和質子組成的原子核和外面圍繞的電子組成。

而當時的玻爾，也發現了湯姆森的模型中有著諸多不合理的地方。

所以第一次見面，玻爾就拿出J.J湯姆森所著的論文，用生澀的英文指出了裡面的幾處錯誤。

湯姆森四年前才剛獲得諾獎，德高望重，完全看不懂玻爾這是什麼操作，場面幾度陷入尷尬。

不過耿直的玻爾哪知尷尬為何物，臨走時還請湯姆森看自己的論文，希望湯姆森能幫自己發表在英國皇家學會的刊物上。

後來，玻爾的論文當然被不置可否地束之高閣。

那段時間的他也備受冷落，度過了陰鬱的半年。

盧瑟福

不過這種狀態沒有持續很久，因為玻爾很快就遇上了人生的伯樂盧瑟福。

盧瑟福也曾是湯姆森的學生，在一次回劍橋做報告時就為玻爾轉身。

1911年11月，玻爾便前往曼徹斯特，加入了盧瑟福的團隊。

當時的盧瑟福也剛根據自己之前完成的α粒子散射實驗*，提出了電子繞原子核運動的「行星式」模型。

*註：實驗用準直的α射線轟擊厚度為微米的金箔，發現絕大多數的α粒子都照直穿過薄金箔，但有的α粒子卻發生了不同程度的偏轉，有的甚至直接反射回來。

雖然我們現在知道這個模型已接近正確，但那時的盧瑟福就是想破腦袋，都無法回答關於原子的力學穩定問題。

因為根據經典物理，負電子在繞核旋轉時應當不斷輻射出能量。

隨著能量的耗盡電子將沿螺旋式地墜落在核上，原子將發生坍縮。

如果這個模型是對的，那麼我們的整個宇宙早就應該坍縮消失才對。

但是事實上，宇宙卻一如既往地穩定。

盧瑟福的原子模型示意圖

對於盧瑟福的這個原子模型上，玻爾也再一次發現經典力學的蒼白。

於是玻爾得出結論：這裡需要拋棄的不是盧瑟福模型，而是經典物理對它的解析。

很明顯「只有量子假說才是逃脫困境的唯一出路」。

所以在1913年，玻爾也提出了自己的新模型，引入了電子在核外的量子化軌道，解決了原子結構的穩定性問題。

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玻爾原子模型的簡單示意圖

雖然那時的量子論已誕生十幾年，但玻爾模型還是因不符常規思維，遭到眾多保守物理學家的激烈反對。

這其中J.J湯姆森就是最大的反對者之一，甚至還說「這根本就不是物理，只為掩蓋無知罷了」。

但是無論再多的反對也無法阻礙科學的發展。

從玻爾的新模型一出，也越來越多的物理新秀加入原子物理學領域。

那時玻爾的原子理論才剛起了個頭，量子世界還有著許多亟待解決的難題。

1921年，拒絕了恩師盧瑟福的工作邀請，玻爾決定創建哥本哈根大學理論物理研究所，繼續深入研究量子力學。

而研究所一成立，玻爾的人格魅力很快就像磁場一樣，吸引了一大批傑出的青年物理學家。

哥本哈根學派的量子力學大咖們

海森堡、泡利、玻恩、狄拉克等量子力學大咖都出自這個研究所，這也就是舉世聞名的「哥本哈根學派」。

除了波爾外這個研究所更是出了9位諾貝爾獎物理學獎獲得者，盛況空前。

到現在，哥本哈根仍是物理學家的「朝拜聖地」。

玻爾、海森堡、泡利

如果說，在科學上一個人沒取得的成就，在未來肯定也會有另一個人代替他成功。

但是玻爾創造的「哥本哈根精神」，卻是無法複製的存在。

這是一種在切磋中提高，在爭論中完善，平等無拘束地討論和緊密合作的學術氣氛。

通俗點表達，就是要在辯論中，推動量子力學的發展，非常符合玻爾的個性與主張。

玻爾參加的辯論無數，一個理論就能跟別人辯上個好幾年，甚至是一生。

就是與自己的徒弟海森堡在「互補原理」上就爭論了兩年，即使到最後答案都無法完全統一。

海森堡就曾這樣形容玻爾：「他在爭論的對手面前不肯退後一步，而且有絲毫的含糊不清，他都不能容忍。」

不過說起辯論，玻爾的一生之敵非愛因斯坦莫屬。

愛因斯坦與玻爾分別是相對論和量子力學最出名的一對天（C）才（P）。

從他們1920年第一次見面起，兩人在認識上就發生了分歧。

之後兩人便開始了終身論戰，只要一見面必有掐架要發生。

「玻爾，上帝不擲骰子！」

「愛因斯坦，別去指揮上帝應該怎麼做！」

這句經典的對話，便是這場論戰的開端與往後爭論的核心。

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愛因斯坦的相對論雖推翻了牛頓的絕對時空觀，但是卻仍保留著嚴格的因果性和決定論。

他認為物理學是有規律可循的，這也就是「上帝不會擲骰子」。

但是玻爾派的量子力學卻更為激進，推倒經典物理的同時，還宣稱人類並不能獲得確定的結果，認為世界都是概率存在的。

所以才會有那句，「愛因斯坦，別去指揮上帝該做什麼。」

1927在第五屆索爾維會議上，兩人的火藥味就濃得要嗆到當場的幾十位世紀最強大腦。

那段時間的每天清早，愛因斯坦都會向玻爾拋出一個昨天晚上冥思苦想出來的思想實驗，想要揭露量子力學的內部矛盾。

第五屆索爾維會議，20世紀智商最高的合照

而玻爾幾乎每次晚飯前後，都能把自己的解釋拋回給愛因斯坦，讓他無法反駁。

如此反覆多次，直到索爾維會議結束，愛因斯坦都沒能駁倒玻爾。

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就算越來越多人開始投向玻爾派的量子論，但這個「頑固的老頭子」（愛因斯坦語）卻「決不放棄連續性和因果性」。

愛因斯坦後來沉澱了3年，第六屆索爾維會議上，愛因斯坦就帶著他策劃已久的「光子箱」思想實驗上陣了。

他從自己的質能方程（E=mc2）出發，企圖駁倒能量-事件不確定性原理（Et≥?/2）。

光子箱構思圖

愛因斯坦精心策劃的「光子箱」一出，馬上殺了玻爾個措手不及。

當時玻爾的反應雖沒有歷史記錄記載，但走出會場後的玻爾卻一直在喃喃自語:「如果愛因斯坦是對的，那麼物理學就完了！」

然而玻爾回去抓了一晚上頭皮，第二天就給出了愛因斯坦有力的一擊。

他運用愛因斯言相對論的紅移效應，反過來用光子箱推出了不確定性原理。

這招「以彼之道還施彼身」的巧妙做法，讓愛因斯坦當時也不得不口頭承認量子力學的正確性。

在這之後，愛因斯坦的一生都在嘗試駁倒玻爾，但他也從未成功過。

而玻爾的理論雖然一直佔上風，但他卻無論如何都無法說服愛因斯坦。

這兩位20世紀最偉大的科學家，就這樣一生都未曾停止過相愛相殺。

就算愛因斯坦逝世後，已少有人能與玻爾爭論，但在玻爾心中他與愛因斯坦的爭論仍在繼續。

1962年，玻爾去世時，他工作室的黑板上，仍然畫著當年愛因斯塔光子箱的草圖。

不過就算他們終生都在爭辯，但卻絲毫不影響兩人的友誼。

玻爾曾這樣評價與愛因斯坦的爭論，認為這是自己「新思想產生的源泉」。

而愛因斯坦則也這樣評價玻爾：「他將大膽和謹慎兩種品種難得地融合，無疑是我們科學領域最偉大的發現者之一」

愛因斯坦與玻爾

人類社會中，可能幾百年才能出一個像愛因斯坦的天才。

但是，如玻爾這般敢於挑戰權威，又不斷在鞭策中前進的人物，亦必不可少。

無論誰離開了誰，這條量子銀河都會變得黯淡無光。

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