Bell, John Stewart

John Stuart Bell
engelsk  John Stewart Bell
Födelsedatum 28 juni 1928( 1928-06-28 )
Födelseort Belfast , Nordirland
Dödsdatum 1 oktober 1990 (62 år)( 1990-10-01 )
En plats för döden Genève , Schweiz
Land Irland
Vetenskaplig sfär teoretisk fysik
Arbetsplats Brittiska avdelningen för atomenergiforskning
CERN
Alma mater Queens University (Belfast)
Akademisk examen PhD i fysik [d] (1956),honoris causa(1988) ochhonoris causa(1988)
vetenskaplig rådgivare Peierls, Rudolf Ernst
Känd som Bells ojämlikheter
Utmärkelser och priser Medlem av Royal Society of London (1972)
Hedersmedlem av American Academy of Arts and Sciences (1987) [1]
Dirac-medalj från Institute of Physics (1988)
Hughes-medaljen (1989)
Heinemann-priset (1989)
 Mediafiler på Wikimedia Commons

John Stewart Bell ( eng.  John Stewart Bell ; 28 juni 1928 , Belfast , Nordirland  - 1 oktober 1990 , Genève , Schweiz ) är en teoretisk fysiker. Han formulerade och bevisade Bells ojämlikheter (Bells teorem), som lade den teoretiska grunden för experimentella studier av EPR-paradoxen . Tillsammans med Roman Yatskivbeskrev och analyserade den kirala anomalien baryoner [2] .

Biografi

Professor Whitaker [''i'' 1] vid University of Queens har tillbringat flera år med att studera biografin och det vetenskapliga arbetet för den framstående akademiker vid detta universitet. Resten av presentationen är baserad på en biografisk artikel skriven av honom 2002 och tillgänglig på Internet [3] . Den här artikeln ger en lista över källor (över 20) som Whitaker själv använder. Dessa data kompletteras med en minnesvärd uppsats skriven av Yakivoch Shimoniår 2001 [4] .

Barndom

John Stuart Bell föddes den 28 juni 1928 i Belfast , Nordirland , till en fattig irländsk familj. Eftersom hans far också hette John, kallade hans familj honom alltid vid hans mellannamn Stuart. Förutom John Stewart hade pappa John och mamma Annie [''i'' 2] tre andra barn: en äldre dotter, Ruby, och yngre söner, David och Robert.

Mamman drömde om att ge sina barn en bra utbildning, eftersom enligt hennes mening bara en lärd person kunde bryta igenom till ett bättre liv och, som hon sa, "ha söndagskostym hela veckan" [5] . John Stewart var bland de bästa eleverna i grundskolan. "Jag var kanske inte bäst, men bland de tre eller fyra bästa i klassen" [5] . Han började sina studier vid Ulsterville  Avenue School och flyttade sedan till Fane Street School .  Vid 11 års ålder, istället för 14, klarade han alla prov för att fortsätta sin gymnasieutbildning.

Men åren 1920-1930 var tiden för den största arbetslösheten i Belfast, dess varv för varvsbyggnad och reparation var praktiskt taget tomma, vilket ledde till en allmän nedgång i ekonomin i staden [6] . På grund av brist på pengar beslutades det att endast John Stewart, som tydligen den mest begåvade av barnen, skulle fortsätta sina studier efter grundskolan. På den tiden var hel skolutbildning inte obligatorisk, och endast grundskolan var gratis.

Priset för utbildning i Belfasts prestigefyllda gymnasieskolor, även för ett barn, visade sig vara för dyrt för familjen, så John Stewart gick in på Belfast Technical High School ( eng.  Belfast Technical High School , på den tiden den ungefärliga motsvarigheten till en teknisk skola ). Denna skola hade dock akademisk ackreditering, det vill säga med sitt diplom var det möjligt att ta prov för universitetet.

När John Stewart började på gymnasiet hade Storbritannien redan gått in i andra världskriget . Kriget återupplivade ekonomin i Belfast, som blev en stor flottans bygg- och reparationsvarv . Detta gjorde dock också staden till ett mål för regelbundna tyska bombardemang. Särskilt destruktiv var nattens "påsk"-razzia den 15 april 1941. Sedan släppte omkring 200 Luftwaffes bombplan massor av konventionella och brandbomber över staden och varven. 955 människor dog, 1500 skadades, hälften av staden, inklusive de flesta industrianläggningar, förstördes. Lyckligtvis slapp familjen Bell besväret. Ingen skadades, deras hus och skola överlevde, där lektionerna snart fortsatte.

Ungdom

Efter framgångsrik examen från teknisk skola 1944 tillbringade den 16-åriga Bell ett år som laboratorieassistent på fysikavdelningen vid Queens University . Fakultetslektorerna professor Carl Emeleus [''i'' 3] och Dr. Robert Sloan [''i'' 4] sympatiserade med den begåvade unge mannen. De tillät honom inte bara att använda fakultetsbiblioteket, utan lät honom också lyssna på allmänna föreläsningar under det första året.

Slutligen, 1945, samlades medel för utbildning in, och John Stuart Bell blev student på fysikavdelningen vid University of Queens. Han studerade briljant och tog 1948 examen med utmärkelser från fakulteten med inriktning på experimentell fysik . Samtidigt föddes hans intresse för kvantmekanik  - inte i dess praktiska tillämpning, utan i den djupa innebörden av dess bestämmelser. I en intervju med Jeremy Bernsteinges kort innan hans plötsliga död, minns Bell att han var "överväldigad" av Heisenbergs osäkerhetsprincip :

Det såg ut som om man kunde ta ett och annat stopp och sedan bestäms läget, eller ett och annat stopp och sedan bestäms farten . Det lät som att du kan göra det som du vill. Först efter ett tag insåg jag att det här inte var en fråga om önskan, utan om utrustning. Jag var tvungen att vada igenom detta. Tillgängliga böcker och föreläsningar har inte förklarat detta tillräckligt tydligt. Jag minns att jag bråkade om detta med en av mina lärare, Dr Sloane. Jag blev upphetsad och anklagade honom praktiskt taget för oärlighet. Han blev också väldigt upphetsad och sa: "Du går för långt."

Originaltext  (engelska)[ visaDölj] Det såg ut som om man kunde ta den här storleken och då är positionen väl definierad, eller den storleken och då är momentumet väl definierat. Det lät som om du bara var fri att göra det som du ville. Det var bara långsamt som jag insåg att det inte är frågan om vad man önskar. Det är egentligen en fråga om vilken apparat som har skapat denna situation. Men för mig var det lite av en kamp att komma igenom det. Det stod inte särskilt tydligt i de böcker och kurser som fanns tillgängliga för mig. Jag minns att jag bråkade med en av mina professorer, en doktor Sloane, om det. Jag blev väldigt hetsig och anklagade honom, mer eller mindre, för oärlighet. Han blev också väldigt hetsig och sa: "Du går för långt."

Medlen gjorde det möjligt för Bell att studera ytterligare ett år, och han, återigen med utmärkelser, fick ett diplom i matematisk fysik . På denna kurs var dess ledare den tyske vetenskapsmannen Paul Ewald , som flydde från nazistregimen., grundare av röntgendiffraktionsanalys .

Tidig karriär

Bell hade föredragit att omedelbart börja arbeta med sin doktorsavhandling och komma till rätta med teorin om kvantmekanik. Men ekonomiska överväganden tvingade honom till praktiken och han gick med i den brittiska avdelningen för atomenergiforskning.i Harvel, varifrån han snart överfördes till acceleratorutvecklingsgruppen i Malvern. Där träffade han sin blivande fru Mary Ross, en fysiker och matematiker från Skottland . De blev man och hustru fyra år senare, 1954. Deras äktenskap var starkt, men barnlöst. Eftersom de var specialister inom närliggande områden hjälpte de varandra både i livet och i arbetet. I förordet till sin bok The Expressible and the Inexpressible in Quantum Mechanics [''i'' 5] , publicerad 1987, skrev Bell [7] : ”Här vill jag återigen särskilt uttrycka min varma tacksamhet till Mary Bell. När jag tittar igenom dessa papper ser jag henne överallt.”

1951 fick Bell ett års ledighet för att fortsätta sin utbildning. Han genomförde det vid University of Birmingham under professor Peierls . Där formulerade han sin version av CPT-invarianssatsen . Men lite tidigare hade liknande satser redan föreslagits oberoende av Lüders och Pauli , som fick status som upptäckare.

Ledigheten förlängdes dock med den tid som behövdes för att förbereda och försvara avhandlingen. 1956 avslutade Bell sin avhandling om analys av CPT-invarians och fick sin doktorsexamen. Värdefullt var stödet som förvärvats under åren av Peierls, som hjälpte Bell, när han återvände till Harvel, överföra till en ny forskargrupp om teorin om elementarpartiklar .

Bell och hans fru arbetade på Harvel fram till 1960, men de blev mindre och mindre nöjda med den stadiga övergången av hela projektverksamheten från grundforskning till tillämpade problem inom kärnfysik. Därför accepterade båda, utan att tveka, förslaget från CERN och flyttade till Schweiz .

Schweiz, CERN

Vid CERN var Bells officiella specialisering partikelfysik och kvantfältteori , men hans sanna passion förblev teorin om kvantmekanik, och det var prestationer inom detta område som gav honom största berömmelse. Inspirerad av Bohms idéer [8] (se Bohms tolkning ), fortsatte Bell sin analys av EPR-paradoxen och formulerade 1964 sina ojämlikheter [9] . Bells ursprungliga formulering var ett idealiserat koncept, utifrån vilket varianter av ojämlikheter för fysiska experiment konstruerades. Dessa är först och främst ojämlikheterna Bell-Clauser-Horn och Clauser-Horn-Shimoni-Holt[10] .

Bell beskriver den situation som hade utvecklats i mitten av 1960-talet kring EPR-paradoxen i synnerhet och teorin om kvantfysik i allmänhet, och kallar det ironiskt nog "Varför oroa sig?"-metoden. ( sv.  Varför oroa sig? ) [11] :

Man kan säga att genom att försöka se bortom kvantteorins formella förutsägelser skapar vi bara problem för oss själva. Det är meningslöst att se bortom de observerade fenomenen: är inte detta den läxa som borde ha lärts innan skapandet av kvantmekaniken blev möjligt? Mer än så, detta speciella exempel [''i'' 6] lär oss återigen att hela experimentupplägget måste betraktas som en helhet. Vi bör inte försöka analysera det i separata delar, med separat åtskilda delar av osäkerhet. Genom att stå emot impulsen att analysera och lokalisera undviker vi psykiskt obehag.
Detta är, som jag förstår det, den ortodoxa uppfattning som Bohr formulerade i sitt svar [''i'' 7] till Einstein, Podolsky och Rosen. Många är väldigt nöjda med det.

Originaltext  (engelska)[ visaDölj] Det kan hävdas att när vi försöker se bakom kvantteorins formella förutsägelser gör vi bara problem för oss själva. Var inte just detta den läxa som måste dras innan kvantmekaniken kunde konstrueras, att det är meningslöst att försöka se bakom de observerade fenomenen? Dessutom lär vi oss återigen av detta specifika exempel att vi inte får försöka analysera det i separata delar, med separata lokaliserade kvoter av obestämdhet. Genom att motstå impulsen att analysera och lokalisera kan psykiskt obehag undvikas.
Detta är, så vitt jag förstår det, den ortodoxa uppfattningen, som Bohr formulerade i sitt svar till Einstein, Podolsky och Rosen. Många människor är ganska nöjda med det.

Bell var inte ensam om sina tvivel om Köpenhamnstolkningen , men han var den förste som vågade bryta tabut på analysen av den fysiska världsbilden som denna tolkning erbjuder och om den vidare analysen av EPR-paradoxen. John Clauser , den första experimentella testaren av Bells ojämlikheter, påminde sig senare om att han med största sannolikhet skulle ha gjort sig själv arbetslös genom att ställa frågor om EPR-paradoxen på 1950-talet. Frågor om grunderna för kvantmekaniken vid den tiden var enligt honom ett tecken på dålig smak [12] .

1982 gjorde Bell sin position ännu tydligare [13] :

Varför berättade inte Bourne för mig då om denna " pilotvåg "? Även om det bara är för att påpeka dess felaktighet. Varför övervägde inte von Neumann det? Ännu mer extraordinärt, varför bryr sig folk efter 1952 [''i'' 8] och, på senare tid, även 1978 [''i'' 9] att bevisa "omöjlighet"? … Varför ignoreras pilotvågen i läroböcker? Borde det inte läras ut, inte som den enda utvägen, utan som ett motgift mot den rådande självgodheten? För att visa oss att nebulositet, subjektivitet och indeterminism inte påtvingas av experimentella fakta, utan av medvetna teoretiska val.

Originaltext  (engelska)[ visaDölj] Men varför hade då Born inte berättat för mig om denna "pilotvåg"? Om bara för att påpeka vad som var fel med det? Varför övervägde inte von Neumann det? Mer extraordinärt, varför fortsatte folk att producera "omöjlighetsbevis" efter 1952 och så sent som 1978? ... Varför ignoreras pilotvågsbilden i läroböcker? Bör det inte läras ut, inte som det enda sättet, utan som ett motgift mot den rådande självgodheten? Att visa oss att vaghet, subjektivitet och indeterminism inte tvingas på oss av fakta, utan av medvetna teoretiska val?

Erkännande och plötslig död

Bell antogs som medlem av Royal Society of London redan 1972, men verkligt erkännande och utmärkelser kom till honom först i slutet av 80-talet. 1987 valdes han till hedersmedlem i American Academy of Arts and Sciences . Detta följs av Dirac-medaljen och priset från Institute of Physics (1988), Hughes-medaljen (1989), Heinemann-priset (1989). Slutligen nominerades Bell till Nobelpriset i fysik.[ när? ] , men ansökan återkallades på grund av förvaltarens död. Enligt Nobelkommitténs regler tilldelas priset endast de levande.

John Stuart Bell dog plötsligt av en stroke på ett sjukhus i Genève den 1 oktober 1990, 62 år gammal. Han begravdes hemma i Belfast [''i'' 11] .

År 2009 inrättade Center for  Quantum Information & Quantum Control vid University of Toronto John Stuart Bell Award .

Extern media

Se även

Anteckningar

Kommentarer

  1. ↑ Prof. Andrew  Whitaker . Datum för åtkomst: 28 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 18 februari 2012.
  2. ↑ Elizabeth Mary Ann Bell , flicknamn Brownlee . Mellannamnet John Stewart fick honom till minne av sin mors skotska rötter.
  3. ↑ Karl George Emeleus , undervisade i fysik vid universitetet 1933-1966. 1984 instiftade professorns vänner och tidigare studenter en årlig universitetsmedalj och pris i hans namn Arkiverad 1 mars 2013.
  4. ↑ Robert Sloane
  5. ↑ Engelska.  "Sägbart och outsägligt i kvantmekaniken" I den ryska översättningen går leken om ordets tvetydighet förlorad, eftersom en alternativ översättning kan vara "Vad kan och inte kan sägas i kvantfysik"
  6. ↑ Detta hänvisar till EPR-paradoxen
  7. ↑ Bohr N. Kan kvantmekanisk beskrivning av fysisk verklighet anses vara komplett?  // Fysisk recension: tidskrift. - 1935. - T. 48 .
  8. ↑ Hänvisar till Bohms publicering av hans alternativa tolkning av kvantmekaniken:
    • Bohm D. En föreslagen tolkning av kvantteorin i termer av "dolda" variabler. I // Physical Review Letters : journal. - 1952. - T. 85 , nr. 2 . - doi : 10.1103/PhysRev.85.166 .
    • Bohm D. En föreslagen tolkning av kvantteorin i termer av "dolda" variabler. II // Physical Review Letters : journal. - 1952. - T. 85 , nr. 2 . - doi : 10.1103/PhysRev.85.180 .
  9. ↑ Syftar förmodligen på publiceringen av boken Abraham R., Marsden J. Foundations of mechanics. - 2:a uppl. - 1978. - ISBN 9780821844380 .
  10. ↑ Fellow of the Royal Society - Fellow i Royal Society of London
  11. ↑ Detta kan förklara det vanliga misstaget med dödsplatsen, vilket indikerar Belfast.

Länkar till källor

  1. ↑ Medlemmar av American Academy of Arts & Sciences : 1780-2011  . Datum för åtkomst: 28 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 18 februari 2012.
  2. ↑ Bell 2002  - s. 377
  3. ↑ Whitaker A. John Stewart Bell  ( augusti 2002). Datum för åtkomst: 28 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 18 februari 2012.
  4. ↑ Shulman M. H. John Bell och hans teorem . — översatt från Jackiw R., Shimony A. (2001), The Depth and Breadth of John Bell's Physics, arΧiv : physics/0105046v2 . . Datum för åtkomst: 28 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 18 februari 2012. 
  5. ↑ 1 2 Rosenblum B., Kutter F. Spöklika handlingar: Bell's Theorem // Kvantgåta: Fysik möter  medvetande . - Oxford University Press, 2011. -  S. 173-175 . — ISBN 9780199753819 .
  6. ↑ Lambert T. A History of Belfast . Datum för åtkomst: 28 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 18 februari 2012.
  7. ↑ Bell 2004 —C.xiii
  8. ↑ Sheldon G. Bohmian Mechanics . Stanford Encyclopedia of Philosophy . Stanford University . Hämtad 13 september 2011. Arkiverad från originalet 5 februari 2012.
  9. ↑ Bell J. S. On the Einstein Podolsky Rosen Paradox  // Phys . Phys. Fiz. / P. W. Anderson , B. T. Matthias - Pergamon Press , 1964. - Vol. 1, Iss. 3. - S. 195-200. - 6p. — ISSN 0554-128X — doi:10.1103/PHYSICSPHYSIQUEFIZIKA.1.195
    Rysk översättning av Putenikhin: Einstein Podolsky Rosens paradox . Kvantmagi. Hämtad 13 september 2011. Arkiverad från originalet 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 till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk