Bell, John Stewart

John Stuart Bell
Angličtina  John Stewart Bell
Datum narození 28. června 1928( 1928-06-28 )
Místo narození Belfast , Severní Irsko
Datum úmrtí 1. října 1990 (ve věku 62 let)( 1990-10-01 )
Místo smrti Ženeva , Švýcarsko
Země Irsko
Vědecká sféra teoretická fyzika
Místo výkonu práce Britské ministerstvo pro výzkum atomové energie
CERN
Alma mater Queens University (Belfast)
Akademický titul PhD ve fyzice [d] (1956),honoris causa(1988) ahonoris causa(1988)
vědecký poradce Peierls, Rudolf Ernst
Známý jako Bellovy nerovnosti
Ocenění a ceny Člen Královské společnosti v Londýně (1972)
Čestný člen Americké akademie umění a věd (1987) [1]
Diracova medaile z Institutu fyziky (1988)
Hughesova medaile (1989)
Heinemannova cena (1989)
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

John Stewart Bell ( Eng.  John Stewart Bell ; 28. června 1928 , Belfast , Severní Irsko  – 1. října 1990 , Ženeva , Švýcarsko ) je teoretický fyzik. Formuloval a dokázal Bellovy nerovnosti (Bellův teorém), které položily teoretický základ pro experimentální studium EPR paradoxu . Spolu s Romanem Yatskivempopsal a analyzoval chirální anomálii baryony [2] .

Životopis

Profesor Whitaker [''i'' 1] z University of Queens strávil několik let studiem biografie a vědecké práce významného absolventa této univerzity. Zbytek prezentace je založen na životopisném článku, který napsal v roce 2002 a je dostupný na internetu [3] . Tento článek poskytuje seznam zdrojů (více než 20), které používá sám Whitaker. Tyto údaje doplňuje památná esej napsaná Yakivema Šimoniv roce 2001 [4] .

Dětství

John Stuart Bell se narodil 28. června 1928 v Belfastu v Severním Irsku do chudé irské rodiny. Protože se jeho otec také jmenoval John, jeho rodina mu vždy říkala jeho prostředním jménem Stuart. Kromě Johna Stewarta měli otec John a matka Annie [''i'' 2] další tři děti: starší dceru Ruby a mladší syny Davida a Roberta.

Matka snila o tom, že svým dětem dopřeje dobré vzdělání, protože podle ní jen učený člověk může prorazit k lepšímu životu a jak říkala „nosit celý týden v nedělním obleku“ [5] . John Stewart patřil mezi nejlepší studenty na základní škole. „Možná jsem nebyl nejlepší, ale z prvních tří nebo čtyř ve třídě“ [5] . Svá studia začal na Ulsterville  Avenue School , poté se přestěhoval do Fane Street School .  V 11 letech místo 14 složil všechny zkoušky, aby mohl pokračovat ve středoškolském vzdělání.

Léta 1920-1930 však byla v Belfastu dobou největší nezaměstnanosti, jeho loděnice a opravny byly prakticky prázdné, což vedlo k všeobecnému úpadku hospodářství ve městě [6] . Pro nedostatek financí bylo rozhodnuto, že po základní škole bude ve studiu pokračovat pouze John Stewart, jako zřejmě nejnadanější z dětí. V té době nebylo povinné úplné školní vzdělání a bezplatná byla pouze základní škola.

Cena vzdělání na prestižních belfastských středních školách i pro jedno dítě se ukázala být pro rodinu příliš drahá, a tak John Stewart nastoupil na Belfast Technical High School ( eng.  Belfast Technical High School , v té době přibližný ekvivalent technická škola ). Tato škola však měla akreditaci akademickou, to znamená, že s jejím diplomem bylo možné skládat zkoušky na univerzitu.

V době, kdy John Stewart začal vyučovat na střední škole, Británie již vstoupila do druhé světové války . Válka oživila ekonomiku Belfastu, který se stal hlavním námořním stavebním a opravárenským loděnicí . To však také učinilo město cílem pravidelného německého bombardování. Zvláště ničivý byl noční „velikonoční“ nálet 15. dubna 1941. Poté asi 200 bombardérů Luftwaffe shodilo na město a loděnice tuny konvenčních a zápalných bomb. Zemřelo 955 lidí, 1500 bylo zraněno, polovina města včetně většiny průmyslových zařízení byla zničena. Naštěstí byla rodina Bellových problémů ušetřena. Nikdo nebyl zraněn, přežil jejich dům a škola, ve které brzy pokračovalo vyučování.

Mládež

Po úspěšném absolvování technické školy v roce 1944 strávil 16letý Bell rok jako laborant na katedře fyziky na Queens University . Profesor Carl Emeleus [''i'' 3] a Dr. Robert Sloan [''i'' 4] s nadaným mladým mužem sympatizovali. Ty mu umožnily nejen využívat fakultní knihovnu, ale také mu umožnily poslouchat obecné přednášky prvního ročníku.

Nakonec se v roce 1945 shromáždily finanční prostředky na vzdělání a John Stuart Bell se stal studentem katedry fyziky na University of Queens. Studoval skvěle av roce 1948 s vyznamenáním promoval na fakultě se specializací na experimentální fyziku . Zároveň se zrodil jeho zájem o kvantovou mechaniku  – nikoli o její praktické využití, ale o hluboký význam jejích ustanovení. V rozhovoru s Jeremym BernsteinemBell vzpomíná krátce před jeho náhlou smrtí, že byl „ohromen“ Heisenbergovým principem neurčitosti :

Vypadalo to, jako byste mohli udělat takovou a takovou zastávku a pak se určí poloha, nebo taková a taková zastávka a pak se určí hybnost . Znělo to, že to můžete dělat, jak chcete. Až po nějaké době jsem si uvědomil, že nejde o touhu, ale o vybavení. Musel jsem se tím prokousat. Dostupné knihy a přednášky to dostatečně jasně nevysvětlují. Pamatuji si, jak jsem se o tom hádal s jedním z mých učitelů, doktorem Sloanem. Vzrušil jsem se a prakticky jsem ho obvinil z nepoctivosti. Také se velmi vzrušil a řekl: "Zacházíš příliš daleko."

Původní text  (anglicky)[ zobrazitskrýt] Vypadalo to, jako byste mohli vzít tuto velikost a pak je pozice dobře definovaná, nebo tato velikost a hybnost je dobře definovaná. Znělo to, jako byste si mohli udělat to, co si přejete. Teprve pomalu jsem si uvědomoval, že to není otázka toho, co si přeješ. Je skutečně otázkou, jaký aparát tuto situaci vyvolal. Ale pro mě to byl trochu boj se do toho dostat. Nebylo to příliš jasně stanoveno v knihách a kurzech, které jsem měl k dispozici. Pamatuji si, jak jsem se o tom pohádal s jedním z mých profesorů, doktorem Sloanem. Začínal jsem být velmi vzrušený a obviňoval jsem ho, víceméně, z nečestnosti. Byl také velmi vzrušený a řekl: "Zacházíš příliš daleko."

Finanční prostředky umožnily Bellovi studovat další rok a on, opět s vyznamenáním, získal diplom z matematické fyziky . Na tomto kurzu byl jeho vůdcem německý vědec Paul Ewald , který uprchl před nacistickým režimem., zakladatel rentgenové difrakční analýzy .

Raná kariéra

Bell by raději okamžitě začal pracovat na své doktorské disertaci a vyrovnal se s teorií kvantové mechaniky. Finanční důvody ho však přiměly k praxi a nastoupil na britské ministerstvo pro výzkum atomové energie.v Harvelu, odkud byl brzy převeden do vývojové skupiny akcelerátorů v Malvernu. Tam se seznámil se svou budoucí manželkou Mary Rossovou, fyzičkou a matematičkou ze Skotska . O čtyři roky později, v roce 1954, se stali manželi. Jejich manželství bylo pevné, ale bezdětné. Jako specialisté v příbuzných oborech si pomáhali v životě i v práci. V předmluvě ke své knize Vyjádřitelné a nevyjádřitelné v kvantové mechanice [''i'' 5] , vydané v roce 1987, Bell napsal [7] : „Znovu chci zvláště vyjádřit svou vřelou vděčnost Mary Bellové. Když si prohlížím tyto papíry, vidím ji všude."

V roce 1951 dostal Bell roční volno, aby mohl pokračovat ve vzdělávání. Vedl ji na univerzitě v Birminghamu pod vedením profesora Peierlse . Tam formuloval svou verzi věty o invarianci CPT . O něco dříve však podobné teorémy již nezávisle navrhli Lüders a Pauli , kteří získali status objevitelů.

Dovolená však byla prodloužena na dobu potřebnou k přípravě a obhajobě disertační práce. V roce 1956 Bell dokončil svou disertační práci o analýze invariance CPT a získal titul Ph.D. Cenná byla podpora získaná v průběhu let Peierlsem, který pomohl Bellovi po jeho návratu do Harvelu přejít do nové výzkumné skupiny pro teorii elementárních částic .

Bell a jeho manželka pracovali v Harvelu až do roku 1960, ale stále méně byli spokojeni s neustálým přechodem celé projektové činnosti od základního výzkumu k aplikovaným problémům jaderné fyziky. Oba proto bez váhání přijali návrh CERNu a přestěhovali se do Švýcarska .

Švýcarsko, CERN

V CERNu byla Bellova oficiální specializace částicová fyzika a kvantová teorie pole , ale jeho skutečnou vášní zůstala teorie kvantové mechaniky a hlavní slávu mu přinesly úspěchy v této oblasti. Inspirován Bohmovými nápady [8] (viz Bohmův výklad ), Bell pokračoval ve své analýze EPR paradoxu a v roce 1964 formuloval své nerovnosti [9] . Bellova původní formulace byla idealizovaným konceptem, na jehož základě byly konstruovány varianty nerovností pro fyzikální experimenty. Jsou to především nerovnosti Bell-Clauser-Horn a Clauser-Horn-Shimoni-Holt[10] .

Bell popisuje situaci, která se vyvinula v polovině 60. let zejména kolem paradoxu EPR a teorie kvantové fyziky obecně, ironicky přístup „Proč se obávat?“. ( angl.  Proč se obávat? ) [11] :

Dá se říci, že tím, že se snažíme dívat za hranice formálních předpovědí kvantové teorie, si jen vytváříme potíže. Je zbytečné dívat se za pozorované jevy: není to lekce, která se měla naučit, než bylo možné vytvořit kvantovou mechaniku? Více než to, tento konkrétní příklad [''i'' 6] nás opět učí, že celé experimentální uspořádání je třeba posuzovat jako celek. Neměli bychom se to pokoušet analyzovat v oddělených částech s odděleně rozmístěnými částmi nejistoty. Odoláním nutkání analyzovat a lokalizovat se vyhneme psychické nepohodě.
Toto, jak tomu rozumím, je ortodoxní názor formulovaný Bohrem ve své odpovědi [''i'' 7] Einsteinovi, Podolskému a Rosenovi. Mnozí jsou s ním velmi spokojeni.

Původní text  (anglicky)[ zobrazitskrýt] Dá se namítnout, že když se snažíme vidět za formálními předpovědi kvantové teorie, děláme si problémy. Nebyla právě tato lekce, která se musela naučit, než mohla být zkonstruována kvantová mechanika, že je marné snažit se vidět za pozorovanými jevy? Z tohoto konkrétního příkladu se navíc znovu učíme, že se jej nesmíme pokoušet analyzovat do samostatných částí se samostatně lokalizovanými kvótami neurčitosti. Odoláním nutkání analyzovat a lokalizovat se lze vyhnout duševní nepohodě.
Toto je, pokud tomu dobře rozumím, ortodoxní pohled, jak jej formuloval Bohr ve své odpovědi Einsteinovi, Podolskému a Rosenovi. Mnoho lidí je s tím docela spokojeno.

Bell nebyl sám ve svých pochybnostech o Kodaňské interpretaci , ale byl první, kdo se odvážil prolomit tabu v analýze fyzického obrazu světa, kterou tato interpretace nabízí, a v další analýze paradoxu EPR. John Clauser , první experimentální tester Bellových nerovností, později připomněl, že kladením otázek o paradoxu EPR v 50. letech 20. století by se s největší pravděpodobností stal nezaměstnaným. Tehdejší otázky ohledně základů kvantové mechaniky byly podle něj známkou nevkusu [12] .

V roce 1982 Bell svou pozici ještě ujasnil [13] :

Proč mi tehdy Bourne neřekl o této " pilotní vlně "? I kdyby jen poukázat na jeho omyl. Proč to von Neumann nezvážil? Ještě neobvyklejší je, proč se lidé po roce 1952 [''i'' 8] a v poslední době dokonce v roce 1978 [''i'' 9] obtěžují dokazovat „nemožnost“? … Proč je pilotní vlna v učebnicích ignorována? Nemělo by se to učit ne jako jediné východisko, ale jako protijed na převládající samolibost? Ukázat nám, že mlhovina, subjektivita a indeterminismus nejsou vnuceny experimentálními fakty, ale vědomým teoretickým výběrem.

Původní text  (anglicky)[ zobrazitskrýt] Ale proč mi Born neřekl o této "pilotní vlně"? Kdyby jen poukázat na to, co je na tom špatného? Proč to von Neumann nezvážil? Ještě zvláštnější je, proč lidé pokračovali ve výrobě důkazů „nemožnosti“ po roce 1952 a až v roce 1978? ... Proč je obrázek pilotní vlny v učebnicích ignorován? Nemělo by se to učit ne jako jediný způsob, ale jako protijed na převládající samolibost? Ukázat nám, že vágnost, subjektivita a indeterminismus nám nejsou vnucovány fakty, ale záměrným teoretickým výběrem?

Rozpoznání a náhlá smrt

Bell byl přijat za člena Královské společnosti v Londýně již v roce 1972, ale skutečné uznání a ocenění se mu dostalo až koncem 80. let. V roce 1987 byl zvolen čestným členem Americké akademie umění a věd . Následuje Diracova medaile a cena od Ústavu fyziky (1988), Hughesova medaile (1989), Heinemannova cena (1989). Nakonec byl Bell nominován na Nobelovu cenu za fyziku.[ kdy? ] , ale přihláška byla stažena z důvodu úmrtí jmenovaného. Podle pravidel Nobelovy komise se cena uděluje pouze žijícím.

John Stuart Bell náhle zemřel na mrtvici v ženevské nemocnici 1. října 1990 ve věku 62 let. Byl pohřben doma v Belfastu [''i'' 11] .

V roce 2009 založilo Centrum  pro kvantové informace a kvantovou kontrolu na University of Toronto cenu Johna Stuarta Bella .

Externí média

Viz také

Poznámky

Komentáře

  1. ↑ Prof. Andrew  Whitaker . Datum přístupu: 28. října 2011. Archivováno z originálu 18. února 2012.
  2. ↑ Elizabeth Mary Ann Bell , rodným jménem Brownlee . Prostřední jméno John Stewart mu bylo dáno na památku skotských kořenů své matky.
  3. ↑ Karl George Emeleus , vyučoval fyziku na univerzitě v letech 1933-1966. V roce 1984 založili profesorovi přátelé a bývalí studenti na jeho jméno výroční univerzitní medaili a cenu Archivováno 1. března 2013.
  4. ↑ Robert Sloane
  5. ↑ anglicky.  „Vyslovitelné a nevyslovitelné v kvantové mechanice“ V ruském překladu se hra s nejednoznačností slova ztrácí, protože alternativní překlad by mohl znít „Co lze a nelze říci v kvantové fyzice“
  6. ↑ To se týká EPR paradoxu
  7. ↑ Bohr N. Lze kvantově-mechanický popis fyzické reality považovat za úplný?  // Physical Review : journal. - 1935. - T. 48 .
  8. ↑ Odkazuje na Bohmovu publikaci jeho alternativní interpretace kvantové mechaniky:
    • Bohm D. Navrhovaná interpretace kvantové teorie z hlediska „skrytých“ proměnných. I // Physical Review Letters : journal. - 1952. - T. 85 , čís. 2 . - doi : 10.1103/PhysRev.85.166 .
    • Bohm D. Navrhovaná interpretace kvantové teorie z hlediska „skrytých“ proměnných. II // Physical Review Letters : journal. - 1952. - T. 85 , čís. 2 . - doi : 10.1103/PhysRev.85.180 .
  9. ↑ Pravděpodobně s odkazem na vydání knihy Abraham R., Marsden J. Základy mechaniky. - 2. vyd. - 1978. - ISBN 9780821844380 .
  10. ↑ Člen Královské společnosti – Člen Královské společnosti v Londýně
  11. ↑ To může vysvětlit častý omyl s místem úmrtí, které označuje Belfast.

Odkazy na zdroje

  1. ↑ Členové Americké akademie umění a věd : 1780-2011  . Datum přístupu: 28. října 2011. Archivováno z originálu 18. února 2012.
  2. ↑ Bell 2002  - str. 377
  3. ↑ Whitaker A. John Stewart Bell  ( srpen 2002). Datum přístupu: 28. října 2011. Archivováno z originálu 18. února 2012.
  4. ↑ Shulman M. H. John Bell a jeho věta . — přeloženo z Jackiw R., Shimony A. (2001), The Depth and Breadth of John Bell's Physics, arΧiv : physics/0105046v2 . . Datum přístupu: 28. října 2011. Archivováno z originálu 18. února 2012. 
  5. ↑ 1 2 Rosenblum B., Kutter F. Strašidelné akce: Bellův teorém // Kvantová hádanka: Fyzika se setkává s  vědomím . - Oxford University Press, 2011. - S.  173-175 . — ISBN 9780199753819 .
  6. ↑ Lambert T. Historie Belfastu . Datum přístupu: 28. října 2011. Archivováno z originálu 18. února 2012.
  7. ↑ Bell 2004 —C.xiii
  8. ↑ Sheldon G. Bohmovská mechanika . Stanfordská encyklopedie filozofie . Stanfordská univerzita . Získáno 13. září 2011. Archivováno z originálu 5. února 2012.
  9. ↑ Bell J. S. On the Einstein Podolsky Rosen Paradox  // Phys . Phys. Fiz. / P. W. Anderson , B. T. Matthias - Pergamon Press , 1964. - Sv. 1, Iss. 3. - S. 195-200. - 6p. — ISSN 0554-128X — doi:10.1103/PHYSICSPHYSIQUEFIZIKA.1.195
    Ruský překlad Putenikhina: Paradox Einsteina Podolského Rosena . Kvantová magie. Získáno 13. září 2011. Archivováno z originálu 17. září 2011.
  10. ↑ Bell 2002  - str. 104
  11. ↑ Bell 2004  - s. 82-83
  12. ↑ Bell 2002  - str. 17
  13. ↑ Bell 2001 - str. 148

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie