Bell, John Stewart

John Stuart Bell
engelsk  John Stewart Bell
Fødselsdato 28. juni 1928( 28-06-1928 )
Fødselssted Belfast , Nordirland
Dødsdato 1. oktober 1990 (62 år)( 1990-10-01 )
Et dødssted Genève , Schweiz
Land Irland
Videnskabelig sfære teoretisk fysik
Arbejdsplads Det britiske departement for atomenergiforskning
CERN
Alma Mater Queens University (Belfast)
Akademisk grad PhD i fysik [d] (1956),honoris causa(1988) oghonoris causa(1988)
videnskabelig rådgiver Peierls, Rudolf Ernst
Kendt som Bells uligheder
Priser og præmier Medlem af Royal Society of London (1972)
Æresmedlem af American Academy of Arts and Sciences (1987) [1]
Dirac-medalje fra Institute of Physics (1988)
Hughes-medalje (1989)
Heinemann-prisen (1989)
 Mediefiler på Wikimedia Commons

John Stewart Bell ( eng.  John Stewart Bell ; 28. juni 1928 , Belfast , Nordirland  - 1. oktober 1990 , Genève , Schweiz ) er en teoretisk fysiker. Han formulerede og beviste Bells uligheder (Bells teorem), som lagde det teoretiske grundlag for eksperimentelle undersøgelser af EPJ-paradokset . Sammen med Roman Yatskivbeskrev og analyserede den chirale anomali baryoner [2] .

Biografi

Professor Whitaker [''i'' 1] fra University of Queens har brugt flere år på at studere biografien og det videnskabelige arbejde af den fremtrædende kandidat fra dette universitet. Resten af ​​præsentationen er baseret på en biografisk artikel skrevet af ham i 2002 og tilgængelig på internettet [3] . Denne artikel giver en liste over kilder (over 20) brugt af Whitaker selv. Disse data er suppleret med et mindeværdigt essay skrevet af Yakivog Shimonii 2001 [4] .

Barndom

John Stuart Bell blev født den 28. juni 1928 i Belfast , Nordirland , af en fattig irsk familie. Da hans far også hed John, kaldte hans familie ham altid ved hans mellemnavn Stuart. Ud over John Stewart havde far John og mor Annie [''i'' 2] tre andre børn: en ældre datter, Ruby, og yngre sønner, David og Robert.

Moderen drømte om at give sine børn en god uddannelse, fordi det efter hendes mening kun var en lærd person, der kunne bryde igennem til et bedre liv og, som hun sagde, "bære søndagsdragt hele ugen" [5] . John Stewart var blandt de bedste elever i folkeskolen. "Måske var jeg ikke den bedste, men ud af top tre eller fire i klassen" [5] . Han begyndte sine studier på Ulsterville  Avenue School og flyttede derefter til Fane Street School .  I en alder af 11, i stedet for 14, bestod han alle eksamener for at fortsætte sin ungdomsuddannelse.

Imidlertid var årene 1920-1930 tiden for den største arbejdsløshed i Belfast, dens skibsbygnings- og reparationsværfter var praktisk talt tomme, hvilket førte til et generelt fald i økonomien i byen [6] . På grund af manglende midler blev det besluttet, at kun John Stewart, som tilsyneladende den mest begavede af børnene, ville fortsætte sine studier efter folkeskolen. På det tidspunkt var fuld skoleundervisning ikke obligatorisk, og kun folkeskolen var gratis.

Prisen for uddannelse i Belfasts prestigefyldte gymnasier, selv for et barn, viste sig at være for dyr for familien, så John Stewart gik ind på Belfast Technical High School ( eng.  Belfast Technical High School , på det tidspunkt det omtrentlige svar på en teknisk skole ). Denne skole havde dog en akademisk akkreditering, det vil sige, at det med sit eksamensbevis var muligt at tage eksamen til universitetet.

Da John Stewart begyndte på gymnasiet, var Storbritannien allerede gået ind i Anden Verdenskrig . Krigen genoplivede økonomien i Belfast, som blev et stort flådens bygge- og reparationsværft . Dette gjorde dog også byen til et mål for regulære tyske bombardementer. Særligt ødelæggende var nattens "påske"-razzia den 15. april 1941. Derefter kastede omkring 200 Luftwaffe bombefly tonsvis af konventionelle og brandbomber på byen og skibsværfter. 955 mennesker døde, 1500 blev såret, halvdelen af ​​byen, inklusive de fleste industrianlæg, blev ødelagt. Heldigvis blev Bell-familien skånet for besværet. Ingen kom til skade, deres hus og skole overlevede, hvor undervisningen snart fortsatte.

Ungdom

Efter at have afsluttet den tekniske skole i 1944, tilbragte den 16-årige Bell et år som laboratorieassistent i fysikafdelingen på Queens University . Fakultetets undervisere professor Carl Emeleus [''i'' 3] og Dr. Robert Sloan [''i'' 4] sympatiserede med den begavede unge mand. De gav ham ikke kun lov til at bruge fakultetsbiblioteket, men tillod ham også at lytte til generelle forelæsninger fra det første år.

Endelig, i 1945, blev der indsamlet midler til uddannelse, og John Stuart Bell blev studerende i fysikafdelingen ved University of Queens. Han studerede glimrende og dimitterede i 1948 med udmærkelse fra fakultetet med speciale i eksperimentel fysik . Samtidig blev hans interesse for kvantemekanik født  - ikke i dens praktiske anvendelse, men i den dybe betydning af dens bestemmelser. I et interview med Jeremy Bernsteingivet kort før hans pludselige død, husker Bell at være "overvældet" af Heisenbergs usikkerhedsprincip :

Det så ud som om, man kunne tage sådan og sådan et stop, og så er stillingen bestemt, eller sådan og sådan et stop, og så er fremdriften bestemt. Det lød som om du kan gøre det som du vil. Først efter nogen tid indså jeg, at dette ikke var et spørgsmål om ønske, men om udstyr. Jeg var nødt til at vade igennem det her. Tilgængelige bøger og foredrag har ikke forklaret dette klart nok. Jeg kan huske, at jeg skændtes om dette med en af ​​mine lærere, Dr. Sloan. Jeg blev ophidset og beskyldte ham nærmest for uærlighed. Han blev også meget ophidset og sagde: "Du går for langt."

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Det så ud som om man kunne tage denne størrelse og så er positionen veldefineret, eller den størrelse og så er momentum veldefineret. Det lød som om du bare var fri til at gøre det, som du ville. Det var kun langsomt, at jeg indså, at det ikke er et spørgsmål om, hvad du ønsker. Det er virkelig et spørgsmål om, hvilket apparat der har skabt denne situation. Men for mig var det lidt af en kamp at komme igennem til det. Det var ikke særlig tydeligt beskrevet i de bøger og kurser, som var tilgængelige for mig. Jeg kan huske, at jeg skændtes med en af ​​mine professorer, en doktor Sloane, om det. Jeg blev meget ophedet og beskyldte ham mere eller mindre for uærlighed. Han blev også meget ophedet og sagde: "Du går for langt."

Midlerne gjorde det muligt for Bell at studere endnu et år, og han modtog igen med æresbevisninger et diplom i matematisk fysik . På dette kursus var dets leder den tyske videnskabsmand Paul Ewald , som flygtede fra det nazistiske regime., grundlægger af røntgendiffraktionsanalyse .

Tidlig karriere

Bell ville have foretrukket straks at begynde arbejdet med sin doktorafhandling og få styr på teorien om kvantemekanik. Økonomiske overvejelser tvang ham imidlertid til praksis, og han sluttede sig til det britiske departement for atomenergiforskning.i Harvel, hvorfra han snart blev overført til acceleratorudviklingsgruppen i Malvern. Der mødte han sin kommende kone Mary Ross, en fysiker og matematiker fra Skotland . De blev mand og kone fire år senere, i 1954. Deres ægteskab var stærkt, men barnløst. Da de var specialister inden for beslægtede områder, hjalp de hinanden både i livet og i arbejdet. I forordet til sin bog The Expressible and the Inexpressible in Quantum Mechanics [''i'' 5] , udgivet i 1987, skrev Bell [7] : ”Her vil jeg igen især udtrykke min varme taknemmelighed til Mary Bell. Når jeg kigger disse papirer igennem, ser jeg hende overalt."

I 1951 fik Bell et års orlov for at fortsætte sin uddannelse. Han udførte det ved University of Birmingham under professor Peierls . Der formulerede han sin version af CPT-invarianssætningen . Men lidt tidligere var lignende sætninger allerede blevet uafhængigt foreslået af Lüders og Pauli , som fik status som opdagere.

Orloven blev dog forlænget i den tid, der var nødvendig for at forberede og forsvare afhandlingen. I 1956 afsluttede Bell sin afhandling om analyse af CPT-invarians og modtog sin ph.d. Værdifuld var støtten erhvervet gennem årene af Peierls, som hjalp Bell, da han vendte tilbage til Harvel, med at overføre til en ny forskningsgruppe om teorien om elementarpartikler .

Bell og hans kone arbejdede på Harvel indtil 1960, men de blev mindre og mindre tilfredse med den konstante overgang af hele projektaktiviteten fra grundforskning til anvendte problemer inden for kernefysik. Derfor accepterede begge uden tøven forslaget fra CERN og flyttede til Schweiz .

Schweiz, CERN

Hos CERN var Bells officielle specialisering partikelfysik og kvantefeltteori , men hans sande passion forblev teorien om kvantemekanik, og det var resultater på dette område, der bragte ham hovedberømmelse. Inspireret af Bohms ideer [8] (se Bohms fortolkning ), fortsatte Bell sin analyse af EPR-paradokset og formulerede i 1964 sine uligheder [9] . Bells oprindelige formulering var et idealiseret koncept, på grundlag af hvilket varianter af uligheder til fysiske eksperimenter blev konstrueret. Disse er først og fremmest Bell-Clauser-Horn og Clauser-Horn-Shimoni-Holt ulighederne[10] .

Bell beskriver den situation, der havde udviklet sig i midten af ​​1960'erne omkring EPR-paradokset i særdeleshed og teorien om kvantefysik generelt, og kalder det ironisk nok "Hvorfor bekymre dig?"-tilgangen. ( eng.  Hvorfor bekymre sig? ) [11] :

Det kan siges, at ved at prøve at se ud over kvanteteoriens formelle forudsigelser, skaber vi kun problemer for os selv. Det er nytteløst at se ud over de observerede fænomener: er dette ikke den lektie, der burde være lært, før skabelsen af ​​kvantemekanik blev mulig? Mere end det, dette særlige eksempel [''i'' 6] lærer os endnu en gang, at hele forsøgsopstillingen skal betragtes som en helhed. Vi bør ikke forsøge at analysere det i separate dele med adskilte dele af usikkerhed. Ved at modstå impulsen til at analysere og lokalisere, undgår vi mentalt ubehag.
Dette er, som jeg forstår det, den ortodokse opfattelse, som Bohr formulerede i sit svar [''i'' 7] til Einstein, Podolsky og Rosen. Mange er meget tilfredse med det.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Det kan hævdes, at når vi forsøger at se bag kvanteteoriens formelle forudsigelser, laver vi bare problemer for os selv. Var det ikke netop dette, der skulle læres, før kvantemekanikken kunne konstrueres, at det er nyttesløst at forsøge at se bag om de observerede fænomener? Desuden lærer vi igen af ​​dette særlige eksempel, at vi ikke må forsøge at analysere det i separate stykker med særskilte lokaliserede kvoter af ubestemmelighed. Ved at modstå impulsen til at analysere og lokalisere kan psykisk ubehag undgås.
Dette er, så vidt jeg forstår det, den ortodokse opfattelse, som Bohr formulerede i sit svar til Einstein, Podolsky og Rosen. Mange mennesker er ret tilfredse med det.

Bell var ikke alene i sin tvivl om København-fortolkningen , men han var den første, der turde bryde tabuet på analysen af ​​det fysiske verdensbillede, som denne fortolkning tilbyder, og på den videre analyse af EPJ-paradokset. John Clauser , den første eksperimentelle tester af Bells uligheder, mindede senere om, at ved at stille spørgsmål om EPJ-paradokset i 1950'erne, ville han højst sandsynligt have gjort sig selv arbejdsløs. Spørgsmål om grundlaget for kvantemekanikken på det tidspunkt var ifølge ham et tegn på dårlig smag [12] .

I 1982 gjorde Bell sin holdning endnu tydeligere [13] :

Hvorfor fortalte Bourne mig ikke om denne " pilotbølge "? Om end bare for at påpege dens fejltagelse. Hvorfor overvejede von Neumann det ikke? Endnu mere ekstraordinært, hvorfor efter 1952 [''i'' 8] og for nylig, endda i 1978 [''i'' 9] gider folk at bevise "umulighed"? … Hvorfor ignoreres pilotbølgen i lærebøger? Burde det ikke undervises, ikke som den eneste udvej, men som en modgift mod den herskende selvtilfredshed? For at vise os, at nebulositet, subjektivitet og indeterminisme ikke er påtvunget af eksperimentelle fakta, men af ​​bevidste teoretiske valg.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Men hvorfor havde Born så ikke fortalt mig om denne "pilotbølge"? Hvis bare for at påpege, hvad der var galt med det? Hvorfor overvejede von Neumann det ikke? Mere ekstraordinært, hvorfor blev folk ved med at producere "umulige" beviser, efter 1952 og så sent som i 1978? ... Hvorfor ignoreres pilotbølgebilledet i lærebøger? Bør det ikke undervises, ikke som den eneste måde, men som en modgift mod den herskende selvtilfredshed? For at vise os, at vaghed, subjektivitet og indeterminisme ikke påtvinges os af fakta, men af ​​bevidste teoretiske valg?

Anerkendelse og pludselig død

Bell blev accepteret som medlem af Royal Society of London tilbage i 1972, men ægte anerkendelse og priser kom først til ham i slutningen af ​​80'erne. I 1987 blev han valgt til æresmedlem af American Academy of Arts and Sciences . Dette efterfølges af Dirac-medaljen og -prisen fra Institute of Physics (1988), Hughes-medaljen (1989), Heinemann-prisen (1989). Endelig blev Bell nomineret til Nobelprisen i fysik.[ hvornår? ] , men ansøgningen blev trukket tilbage på grund af kandidatens død. Ifølge Nobelkomiteens regler uddeles prisen kun til de levende.

John Stuart Bell døde pludseligt af et slagtilfælde på et hospital i Genève den 1. oktober 1990 i en alder af 62 år. Han blev begravet hjemme i Belfast [''i'' 11] .

I 2009 etablerede Center  for Quantum Information & Quantum Control ved University of Toronto John Stuart Bell Award .

Eksterne medier

Se også

Noter

Kommentarer

  1. ↑ Prof. Andrew  Whitaker . Dato for adgang: 28. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 18. februar 2012.
  2. ↑ Elizabeth Mary Ann Bell , pigenavn Brownlee . Mellemnavnet John Stewart blev givet til ham til minde om hans mors skotske rødder.
  3. ↑ Karl George Emeleus , underviste i fysik på universitetet fra 1933-1966. I 1984 etablerede professorens venner og tidligere studerende en årlig universitetsmedalje og pris i hans navn Arkiveret 1. marts 2013.
  4. ↑ Robert Sloane
  5. ↑ Engelsk.  "Speakable and unspeakable in quantum mechanics" I den russiske oversættelse er spillet om ordets tvetydighed tabt, da en alternativ oversættelse kunne være "Hvad kan og ikke kan siges i kvantefysik"
  6. ↑ Dette henviser til EPJ-paradokset
  7. ↑ Bohr N. Kan kvantemekanisk beskrivelse af den fysiske virkelighed betragtes som fuldstændig?  // Fysisk anmeldelse: tidsskrift. - 1935. - T. 48 .
  8. ↑ Henviser til Bohms udgivelse af hans alternative fortolkning af kvantemekanik:
    • Bohm D. En foreslået fortolkning af kvanteteorien i termer af "skjulte" variabler. I // Physical Review Letters : journal. - 1952. - T. 85 , no. 2 . - doi : 10.1103/PhysRev.85.166 .
    • Bohm D. En foreslået fortolkning af kvanteteorien i form af "skjulte" variable. II // Physical Review Letters : journal. - 1952. - T. 85 , no. 2 . - doi : 10.1103/PhysRev.85.180 .
  9. ↑ Sandsynligvis med henvisning til udgivelsen af ​​bogen Abraham R., Marsden J. Foundations of mechanics. - 2. udg. - 1978. - ISBN 9780821844380 .
  10. ↑ Fellow of the Royal Society - Fellow of the Royal Society of London
  11. ↑ Dette kan forklare den almindelige fejl med dødsstedet, hvilket indikerer Belfast.

Links til kilder

  1. ↑ Medlemmer af American Academy of Arts & Sciences : 1780-2011  . Dato for adgang: 28. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 18. februar 2012.
  2. ↑ Bell 2002  - s. 377
  3. ↑ Whitaker A. John Stewart Bell  ( august 2002). Dato for adgang: 28. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 18. februar 2012.
  4. ↑ Shulman M. H. John Bell og hans teorem . — oversat fra Jackiw R., Shimony A. (2001), The Depth and Breadth of John Bell's Physics, arΧiv : physics/0105046v2 . . Dato for adgang: 28. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 18. februar 2012. 
  5. ↑ 1 2 Rosenblum B., Kutter F. Spooky Actions: Bell's Theorem // Kvantegåde: Fysik møder  bevidsthed . - Oxford University Press, 2011. - S.  173-175 . — ISBN 9780199753819 .
  6. ↑ Lambert T. A History of Belfast . Dato for adgang: 28. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 18. februar 2012.
  7. ↑ Bell 2004 —C.xiii
  8. ↑ Sheldon G. Bohmian Mechanics . Stanford Encyclopedia of Philosophy . Stanford University . Hentet 13. september 2011. Arkiveret fra originalen 5. februar 2012.
  9. ↑ Bell J. S. Om Einstein Podolsky Rosen-paradokset  // Phys . Phys. Fiz. / P. W. Anderson , B. T. Matthias - Pergamon Press , 1964. - Vol. 1, Iss. 3. - S. 195-200. - 6 p. — ISSN 0554-128X — doi:10.1103/PHYSICSPHYSIQUEFIZIKA.1.195
    Russisk oversættelse af Putenikhin: Einstein Podolsky Rosens paradoks . Kvantemagi. Hentet 13. september 2011. Arkiveret fra originalen 17. september 2011.
  10. ↑ Bell 2002  - s. 104
  11. ↑ Bell 2004  - s. 82-83
  12. ↑ Bell 2002  - s. 17
  13. ↑ Bell 2001 - s. 148

Litteratur

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier