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/ TIME - Man of the Year / CompactPublishing-TimeMagazine-TimeManOfTheYear-Win31MSDOS.iso / moy / einstein / einstein.004 < prev    next >
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Text File  |  1992-08-29  |  6.5 KB  |  122 lines

  1.                                                                                 September 11, 1933Maxwell-Quantum Theory
  2.  
  3.  
  4.  
  5.      So darkly complex, so fabulously remote from the familiar
  6. things of human existence is science's probing into the
  7. fundamental secretae of the universe--of light, electricity,
  8. gravity, matter--that the language of physicists is becoming
  9. metaphysical. Efforts to fit new discoveries to demonstrable
  10. theory, or to perform the converse, simply pile paradox on
  11. paradox. While U.S. probers have been mostly content to spin new
  12. riddles by unearthing new facts in their laboratories, European
  13. physicists have tried more & more of late, by sheer sweat of
  14. mind, to coordinate, to reconcile to reduce the areas of conflict
  15. among observed phenomena. Last week U.S. readers of the British
  16. scientific journal "Nature" were apprised of an important
  17. reconciliation which Professor Max Born, theoretical physicist of
  18. the University of Gottingen, had achieved by Juggling
  19. mathematical symbols.
  20.  
  21.      What Professor Born had done, it appeared, was to revise the
  22. equations of Scotland's brilliant James Clerk Maxwell (1931-79)
  23. to accommodate the concepts of modern quantum theory. Clothing
  24. electrical phenomena in mathematical language, Maxwell discovered
  25. electromagnetic waves by inventing them out of his own head. he
  26. then correlated electromagnetic waves an light waves. But his
  27. equations were based on the assumption that these waves could
  28. represent any amount of radiant energy, depending on conditions
  29. at the source.
  30.  
  31.      Along came Max Planck to knock this assumption into a cocked
  32. hat with his discovery of bundles and jumps. In 1900 Planck
  33. announced that radiant energy could only be propagated in tiny,
  34. indivisible bundles which he called "quanta." Furthermore these
  35. bundles did not proceed through space continuously, but by jumps.
  36. It was not long before experimenters were finding this lumpiness
  37. and jerkiness everywhere. Albert Einstein used it to explain
  38. photoelectric action. Subatomic explorers found that atoms had
  39. only a fixed number of orbits in which their electrons might
  40. travel; that the electrons jumped from on orbit to another with
  41. emission or reception of energy exactly equaling one or more
  42. quanta.
  43.  
  44.      The little symbol "E" [epsilon] representing a quantum began
  45. seriously to restrict the old free & easy mechanics. Nevertheless
  46. the work of reconciliation began. Denmark's Niels Bohr ingeniously
  47. yoked classical laws and quantum laws to predict the "probable"
  48. interorbital jumps of electrons. His famed Correspondence
  49. Principle was postulated in 1913, was later abandoned when it was
  50. found not to work for atoms having more than one electron.
  51.  
  52.      Professor Born, long before last week, published results of
  53. his wrestling with the problem of retaining Maxwellian theory as
  54. a guide for what ought to happen under quantum conditions. But
  55. his equations incorporated the quantum mechanics only as a
  56. special restriction on the old laws, and they were such jungles
  57. of intricacy that encyclopedias did not bother to include them in
  58. discussions of his work.
  59.  
  60.      A different point of departure led to the solution presented
  61. last week. Maxwellian theory took no notice of the "size" of
  62. energy-radiating particles, handled them as mathematical points.
  63. By 1925 subatomic theory had reached such a stage that electrons
  64. (which Maxwell did not know existed) had to be considered as
  65. waves as well as corpuscles--hence as abstractions. Reduced to
  66. its simplest terms, Professor Born's latest work elevates them to
  67. the status of physical entities. By introducing a symbol to
  68. represent he electron's radius, by investing the electron with
  69. the four Einsteinian dimensions of time & space (which are
  70. handled symmetrically as four independent variables), Professor
  71. Born has made the old theory and the new lie down side by side in
  72. the same equation.
  73.  
  74.      As a result, stated Professor Born, the positions and
  75. velocities of orbital electrons may now both be calculated. The
  76. Uncertainty Principle advanced six years ago by Professor Werner
  77. Heisenberg held that the position "or" velocity of a given
  78. electron might be observed, never both. It has been widely
  79. accepted by theorists ever since, was reiterated last June by
  80. Niels Bohr at the American Association for the Advancement of
  81. Science meeting in Chicago. (Professor Bohr's reiteration was in
  82. connection with his new theory of complementarity--a dualistic
  83. doctrine of despair which hold that all phenomena have two
  84. aspects, like the convexity and concavity of a sphere, and that
  85. both aspects cannot be true at the same time.)
  86.  
  87.      Last week's announcement won instant acclaim. One acclaimer
  88. was Cambridge's Paul Adrien Maurice Dirac who, now only 31, three
  89. years ago startled his learned compatriots by declaring that
  90. nuclear protons were simply "holes" in the circumambient
  91. electronic field. "A major advance!" cried Dr. Dirac.
  92.  
  93.      Such great minds as Dr. Albert Einstein and Sir Arthur
  94. Stanley Eddington have long pondered the possibility of a
  95. Maxwell-quantum equation. Dr. Einstein could have used it as part
  96. of his Unified Field Theory co-ordinating the laws of
  97. electromagnetism, gravity and light, which he succeeded in
  98. expressing mathematically, only to discard the expression when
  99. flaws were detected. At first blush Professor Born's feat of
  100. cerebral acrobatics seems to hold real promise to help to Dr.
  101. Einstein to rebuilding the Unified Field Theory, to which he
  102. expects to devote the rest of his life.
  103.  
  104.      Born 50 years ago in Breslau, Max Born was the first son of
  105. Professor Gustav Born, University of Breslau anatomy professor
  106. famed for pioneer experiments in grafting tadpoles, and of
  107. Margarete Kauffmann Born, sprig of a solidly established family
  108. of industrial weavers. At Gottingen he drank the intoxicating
  109. elixir distilled by the distinguished mathematicians Hilbert,
  110. Klein & Minkowski, was only 22 when Einstein's Relativity turned
  111. the universe topsy-turvy. Four years later, a teacher of
  112. theoretical physics, he was plunging along the labyrinths opened
  113. up by the master (his mathematical treatises include an
  114. exposition of Einstein theory), but with many a nostalgic glance
  115. over his shoulder at Maxwell and classical mathematics. Now a
  116. gentle, grey-haired, square-jawed Jew with a shuffling walk and a
  117. husky voice, dislodged from Gottingen by the Nazi revolt, he
  118. lives quietly in Zurich, Switzerland with his wife and children,
  119. has turned down a professorship offered in Belgrade.
  120.  
  121. 
  122.