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索尔维会议(01):索尔维会议的起源 13

Masir 科学羊 2024-03-30

本系列文章预计会有30个章节,这套文献将系统的讲述物理学本身,今天是第三季第14篇


接下来我们将用三节内容来介绍大名鼎鼎的——索尔维会议


今天我先为大家介绍索尔维会议的起源,大家都知道封面这张图片的故事吧,也许很少人知道这张图后面的背景故事。


这张图片正是1927年,比利时国王赞助召开的第五届索尔维会议,当时的主题正是量子力学(我们后面小节讲)。


这里面的任何一个人物放在当代都可以封神。


不过在我们的故事开始之前,我想先谈谈索尔维会议你不知道的事情。走起~



01 为什么会有索尔维会议


以前,我还以为索尔维是一个地点,后来才知道原来索尔维是一个人。所以如果我们不去了解故事背后的故事,那么我们所得到的信息永远都是片面的。


好,我们进入主题。

能斯特


在20世纪初,物理学界明确接受量子论的人并不多,为数不多的几位科学家里面有这么一个人,叫做能斯特


他一直在研究固体比热的问题。爱因斯坦用量子理论来解释固体比热,给了能斯特很大启发。


爱因斯坦说,在足够低的温度下,固体比热将随着温度的下降而下降。我们通常认为,在常温下,固体的比热是个固定不变的值。可到了超低温下,比热已经不是个固定值了。


一直到1910年,能斯特才得出实验结果,结果与爱因斯坦的预期一致。


19世纪后半叶是个大亨辈出的年代。以美国为例,先后出了铁路大亨范德比尔特、石油大王洛克菲勒、钢铁大王卡内基。


到了20世纪初,这帮子大亨都老了,他们转向搞慈善,卡内基甚至说:“一个人在巨富中死去是一种耻辱。”他们可劲儿花钱,活着一天就捐一天。


洛克菲勒也是这样,捐的比卡内基还多,因为他活得比卡内基长。


欧洲这边,诺贝尔早就去世了。他立下遗嘱,从遗产里拿出钱来搞诺贝尔奖,奖励和资助科学家。


(索尔维)


然而,还有个比利时实业家叫索尔维,是位化工专家,他创造的索尔维制碱法极大地提高了纯碱的产量,价钱也很便宜。


就靠这套制碱法,索尔维发家致富,成了腰缠万贯的实业大亨。


别看他是化学家,但是人家也有个理论物理的梦,对于宇宙和引力也有独特的看法,还写了一本书叫《万有引力与物质》。看来他打算抢爱因斯坦的饭碗。


他捐钱在布鲁塞尔建物理研究所、化学研究所,银子花得像流水一样。人老了,正好是圆梦的时候,时间不多了,再不搞就赶不上了。


索尔维也想设立奖金用来奖励科学家。但是诺贝尔抢先了,他再搞的话,有点山寨的意思。


这时,他机缘巧合碰到了能斯特,两人一拍即合。能斯特提议,咱们召开一次学术会议吧,把欧洲物理学界的名家大腕儿全请来,好吃好喝地招待,大家就物理学前沿问题畅所欲言,您也可以在大会上发言,讲述您的宇宙理论。


索尔维一听,这主意不错。他和能斯特分工协作。能斯特负责找人,准备议题,毕竟他对科研圈子比较熟。索尔维负责总后勤。


最后,大会在1911年10月30号如期开幕了,来的都有谁呢?


(第一届索尔维会议)

英国:卢瑟福,金斯。

法国:居里夫人,庞加莱,朗之万,佩兰,布里渊。

荷兰:洛伦兹(大会主席),昂内斯。

丹麦:克鲁森。

奥匈帝国:哈泽内尔。

德国:能斯特,普朗克,维恩,索末菲,沃伯格,鲁本斯,爱因斯坦。


不管怎么说,来的全是成了名的物理学大腕儿,爱因斯坦那时候算是青年才俊了,那年他32岁。讨论的议题肯定离不开最新鲜的量子论和相对论,卢瑟福还可以讲讲他最新的原子模型,也就是行星模型。


小字辈是没资格参加的,玻尔当时还不够资格。


就在这次大会上,量子理论走出德国,走向世界。



02 第一届索尔维会议的主题是啥?


是辐射与量子理论。



当时,大家对原子辐射有三个困惑:


第一个问题


原子辐射好像可以源源不断地放射出能量,似乎违反了热力学第一定律,也就是能量守恒定律。


贝克勒尔就发现,一克镭元素能把一克的水烧开,放射性元素释放出的能量是惊人的。居里夫人也很困惑,放出了辐射以后,这些元素好像也没啥大变化。那是不是可以持续放射下去呢?


当时是人们还没有了解原子能,而这和后面爱因斯坦的质能方程有关。只是大家还没发现。


第二个问题


半衰期问题,早在1900年,大家就发现放射性元素是不稳定的,每隔一段时间就会有一半衰变成其他物质,大家搞不懂,为啥它不是齐刷刷地从一种元素变成另一种元素,而是隔一段时间变一半。


第三个问题


跟第二个有关。为啥有的元素有放射性,有的元素没有放射性呢?或者,是不是可以认为,那些看上去稳定的元素,半衰期大得吓人,千万年也不会有几个原子衰变,因此看不出来呢?


其实以上问题都是基本都是因为大家打原子结构还未了解,从第一届索尔维会议到第二届索尔维会议,这几个问题都困扰着大家。剩下的就是有关量子的话题了。


好,今天先介绍到这里~

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