Im Jahr des Nobelpreises für Bells Ungleichung, in Erinnerung an Bells Leben

Der Nobelpreis für Physik 2022 wurde an drei Physiker verliehen, die Experimente zur Quantenverschränkung durchgeführt haben. In der Begründung der Auszeichnung wurde die „Bell-Ungleichung“ direkt erwähnt, was den nordirischen Physiker John Bell wieder ins Blickfeld der Öffentlichkeit rückte. Bell ist berühmt für seine Forschungen zu den Grundlagen der Quantenmechanik, insbesondere zum Bellschen Theorem und der Bellschen Ungleichung. Er erklärte uns, dass die mikroskopische Welt der Materie unvorstellbaren Gesetzen folgt, was heute die Grundlage für das Gebiet der Quanteninformation bildet. Tatsächlich wurden diese Leistungen, die ihn in die Geschichte eingehen ließen, allesamt als „Amateur“ vollbracht. Er war lange Zeit seines Lebens für die Europäische Organisation für Kernforschung tätig und leistete darüber hinaus herausragende Beiträge in den Bereichen Beschleuniger, Kernphysik und Elementarteilchen. Er wurde auch der „Heilige des CERN“ genannt. In dem Jahr, in dem Bells Ungleichung den Nobelpreis erhielt, möchten wir an Bells außergewöhnliches Leben erinnern.

Geschrieben von Liu Yuanxing (Doktorand an der School of Humanities, University of Chinese Academy of Sciences) und Guo Rongzhen (Doktorand am Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences)

Der Nobelpreis für Physik 2022 wurde den drei Physikern Alain Aspect, John F. Clauser und Anton Zeilinger für ihre Leistungen bei Experimenten mit verschränkten Photonen und bei der experimentellen Forschung zur Bellschen Ungleichung verliehen. Unter ihnen ist die Bellsche Ungleichung zweifellos eine der wichtigsten Grundlagen der Arbeit dieser Wissenschaftler. Aber wer ist Bell? Er war nicht Alexander Graham Bell, der Vater des Telefons oder berühmt für Bell Labs, sondern John Stewart Bell.

Abbildung 1 John Stewart Bell (28. Juli 1928 – 1. Oktober 1990) Bildquelle: Wikipedia

Eine turbulente, aber glückliche Kindheit

Bell wurde 1928 in Belfast, der Hauptstadt Nordirlands, geboren, einer Stadt mit langer Geschichte und ruhmreicher Vergangenheit. In den 1760er Jahren begann in Großbritannien die Industrielle Revolution und Belfast profitierte davon. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts war das Unternehmen der weltweit größte Hersteller von Leinenprodukten. Hier befindet sich auch die weltweit führende Werft Harland & Wolff, wo die berühmte „Titanic“ gebaut wurde. Doch nach dem Zweiten Weltkrieg begann der Niedergang der Stadt. Aufgrund der Frage der Souveränität Nordirlands versank die Stadt in großem Chaos und erlitt sowohl wirtschaftlich als auch politisch einen Schlag. Bell wurde in einer solchen Ära geboren.

Bell ist der älteste Sohn der Familie. Er hat eine ältere Schwester und zwei jüngere Brüder (Abbildung 2). Sein Vater Jackie ist ein einfacher Arbeiter und seine Mutter Annie ist Ladenangestellte. Beide Eltern von Bell erhielten nur eine sehr einfache Schulbildung. Bells Vater stammte aus einer einfachen Familie, während seine Mutter aus einer angesehenen Familie stammte, die in schwere Zeiten geraten war – Bells Großvater mütterlicherseits war ein sehr erfolgreicher Geschäftsmann gewesen. Belles Mutter wurde stark von ihrem Großvater beeinflusst. Anne war gut darin, den Haushalt zu führen. Obwohl sie nun in Armut lebte, konnte sie ihre Einnahmen jederzeit erhöhen und ihre Ausgaben senken, sodass die Familie ein erfülltes und glückliches Leben führen konnte. Sie kaufte ihren Kindern einmal ein gebrauchtes Fahrrad und erinnerte sich, dass das Fahren damit genauso viel Spaß machte wie mit einem neuen.[1] Der Autor spekuliert anhand dieses Vorfalls, dass Bells Begeisterung für das Motorradfahren in seiner Jugend nicht nur durch die Umgebung beeinflusst wurde, in der er damals lebte (alle jungen Männer der Gegend fuhren gern Motorrad[2]), sondern auch durch den „Fahrradvorfall“ in seiner Kindheit. Später ließ Bale sich weiterhin einen Bart wachsen. Als Grund wird ein schwerer Motorradunfall angegeben, bei dem er eine tiefe Schnittwunde in der Nähe seines Mundes erlitt[3], die er mit einem dichten Bart verbarg.

Bale war schon als Kind anders als andere. Seine Familie glaubte an die anglikanische Kirche und viele Menschen in seinem Umfeld glaubten an den Katholizismus. Bale beharrte jedoch auf seinem Streben nach der Wahrheit. Obwohl Religion konkrete Vorteile mit sich bringen konnte (zum Beispiel hatten Kinder, die Irisch glaubten, in der Schule eine größere Chance, in die Fußballmannschaft aufgenommen zu werden[4]), glaubte er an keine Religion. Aber er ist überzeugter Vegetarier. Laut Bells Frau wurde er aufgrund des Einflusses des berühmten irischen Dramatikers George Bernard Shaw Vegetarier.[5] Auch Bells Mutter Anne erinnerte sich an eine Geschichte: An einem Weihnachtsfest roch Bell den Geruch von gebratenem Truthahn und kommentierte: „Ich rieche eine brennende Leiche.“ Vielleicht ist dieses Mitgefühl für Tiere ein weiterer Grund, warum Bell Vegetarierin wurde.

Abbildung 2 Ein Familienausflug: obere Reihe von links: Bells Großmutter Mrs. Brownlee, Schwester Ruby Bell und Mutter Anne Bell; untere Reihe von links: Bruder David, Bell und Bruder Robert. Bildquelle: Referenz [6]

Bell war schon als Kind schlau. Er war ein guter Karten- und Schachspieler und zeigte gern, was er gelernt hatte. Er erzählte seiner Familie und sogar Fremden stets von seinem Wissen. Obwohl nicht jeder seine Persönlichkeit mag, freuen sich seine Eltern über Bells Fähigkeit, sich auszudrücken. Darüber hinaus ist Bell auch sehr geschickt im praktischen Arbeiten. Er baute einmal in einer schwach rot beleuchteten Dunkelkammer (Badezimmer) eine Lochkamera aus einer Senfdose, die innen schwarz lackiert war und in deren Deckel oben ein kleines Loch gebohrt war, und einem Stück Fotopapier.[7]

Nach seiner Schulzeit gehörten Bells Noten stets zu den Besten und bereits mit 11 Jahren äußerte er den Wunsch, Wissenschaftler zu werden. Für Kinder in Belfast endet die kostenlose Schulpflicht jedoch mit 14 Jahren und sie müssen für die weitere Ausbildung hohe Schulgebühren bezahlen. Bells Vater begann zu arbeiten, um Geld für die Familie zu verdienen, als Bell erst sechs Jahre alt war. Allerdings ging es der Familie nicht gut. Darüber hinaus war er aufgrund des Einflusses der Bildungspolitik der Ansicht, Bell solle mit 14 Jahren die Schule verlassen, um sich auf andere Weise seinen Lebensunterhalt zu verdienen.[8] Bells Mutter ermutigte Bell jedoch, sein Studium fortzusetzen. Bell versuchte mehrmals, eine weiterführende Schule mit Eigenmitteln zu besuchen, doch die Studiengebühren wurden zum Hindernis. Dank eines Stipendiums der Belfast Technical High School konnte er sich schließlich einschreiben.[9] Bells Schwester Ruby hatte nicht so viel Glück. Obwohl sie auch ein Stipendium der Schule erhielt, konnte sie ihr Studium aufgrund der Vorstellung, Jungen gegenüber Mädchen zu bevorzugen, nicht fortsetzen. Auch Bells andere beiden Brüder, David und Robert, verließen die Schule im Alter von 14 Jahren, um Geld zu verdienen.

Studieren, Arbeit suchen und Liebe suchen

Zu Beginn der Mittelschule entwickelte Bell ein starkes Interesse an der antiken griechischen Philosophie. Nachdem er eine große Zahl von Philosophiebüchern gelesen hatte, stellte er enttäuscht fest, dass die Definition eines „guten Philosophen“ lediglich darin besteht, dass er andere Philosophen widerlegen kann, und dass es in der Philosophie darum geht, sehr große Probleme zu lösen, und dass Bell bei der Lösung dieser Probleme keine Fortschritte erzielt hat.[10] Doch als er begann, sich mit Physik zu beschäftigen, stellte er zu seiner angenehmen Überraschung fest, dass in der Physik wesentlich bessere Fortschritte erzielt wurden als in der Philosophie. Von da an widmete sich Bell wieder seinem alten Traum und allmählich keimte in seinem Herzen der Wunsch, Physiker zu werden. Mit dem starren Physikunterricht in der Schule war er allerdings nicht sehr zufrieden. In der High School war Bell ein absoluter Spitzenschüler, zeigte ansonsten jedoch kein außergewöhnliches Talent.

Bell schloss die High School im Alter von 16 Jahren ab, konnte jedoch nicht an die Universität gehen, da er nicht alt genug war und sich die Studiengebühren nicht leisten konnte. Während dieser Zeit begann er, nach einem Job zu suchen, mit dem er vorübergehend seinen Lebensunterhalt bestreiten konnte. Er bewarb sich um zahlreiche Stellen, beispielsweise als Handwerker in einer kleinen Fabrik und um eine Einstiegsposition bei der BBC, blieb jedoch letztlich erfolglos. Weil die Arbeitgeber dieser Jobs dachten, dass Bells Bedingungen zu gut seien, und während der Arbeit zeigte Bells Körpersprache, dass er diesen Job nicht machen wollte[11]. Glücklicherweise halfen ihm die vielen praktischen Fähigkeiten, die Bell an der Belfast Technical School erworben hatte, eine Stelle als technischer Assistent in der Physikabteilung der Queen's University Belfast zu finden, wo er unter dem Leiter der Abteilung, Karl George Emeléus, arbeitete.[12] Während dieser Zeit durfte er auch als Gasthörer an Physikkursen teilnehmen. Nachdem er sich ein gewisses Grundwissen in Physik angeeignet und genügend Studiengebühren gespart hatte, schrieb er sich 1945 offiziell an der Queen’s University ein.

Während seiner College-Zeit behielt Bell seine Liebe zum persönlichen Ausdruck bei und entwickelte auch eine Liebe zur Debatte mit anderen. Er nahm oft an Gruppenaktivitäten in der Schule teil. Bell beschäftigte sich nicht nur mit Physik, sondern beteiligte sich auch an Diskussionen über Philosophie, Politik usw.

Bell studierte während seiner ersten College-Jahre bei Emilius und Robert Harbinson Sloane. Im ersten Schuljahr bestand Bell direkt die Fachprüfungen des ersten Studienjahres und wechselte in das zweite Studienjahr. Später studierte er Quantenmechanik und damit verbundene philosophische Fragen und wurde stark von dem Buch „Naturphilosophie von Ursache und Zufall“ des großen deutschen Physikers Max Born beeinflusst[13]. Er war zutiefst von der Quantenmechanik angezogen, insbesondere vom seltsamen Kollaps der Wellenfunktion in der Quantenmechanik, der ihn faszinierte. Dies wurde zu einer seiner Forschungsrichtungen während seines ganzen Lebens. Mit seinen beiden Lehrern kam Bell die meiste Zeit sehr gut aus, doch wenn Bell seinen Lehrern Fragen zur Quantenmechanik stellte, stritten sie sich immer und konnten sich gegenseitig nicht überzeugen. Bell glaubte, dass die Erklärungen der Lehrer ihm nicht dabei helfen könnten, die Quantenmechanik besser zu verstehen, und auch die Lehrer wurden unter Bells Fragen ungeduldig[14].

In seinem letzten Jahr am Queen’s College hatte Bell das Glück, bei Paul Ewald zu studieren, einem Physiker, der wegen der politischen Katastrophe in Deutschland nach Irland gekommen war. Er war Präsident der Technischen Universität Stuttgart und einer der Begründer der Röntgenkristallographie. Dies war auch Ewalds letztes Jahr in Belfast. Es gab eine subtile chemische Reaktion zwischen Bell und Ewald, sie konnten über alles reden und Bell hinterließ einen tiefen Eindruck bei Ewald.[15] In seinem letzten Jahr vor dem Abschluss ging Bells Wunsch endlich in Erfüllung und er begann, die Quantenmechanik langkettiger Moleküle zu studieren. Als Bell an seiner Abschlussarbeit arbeitete, schlug Ewald ihm vor, Rudolf Peierls zu besuchen, einen führenden theoretischen Physiker, der ebenfalls im deutschen Exil lebte. Doch Bell war aufgrund seiner damaligen familiären Situation eingeschränkt und wollte sofort mit der Arbeit beginnen. Er befolgte den Rat seines Mentors nicht. Das Schicksal von Bell und Rudolf Peierls endete jedoch nicht und die beiden sollten sich auch in Zukunft noch überschneiden. 1947 erhielt Bell einen erstklassigen Abschluss in experimenteller Physik und ein Jahr später einen erstklassigen Abschluss in mathematischer Physik.

Für die Wissenschaftler der Nachkriegszeit war die eher „praktische“ Physik zweifellos ein lukrativerer Beruf als die theoretische Physik. Obwohl Bell die Quantenmechanik sehr liebte, wusste er, dass sie nur sein Hobby sein konnte und nicht als Vollzeitjob geeignet war. Vor diesem Hintergrund beschloss Bell 1949, eine Stelle beim British Atomic Energy Research Establishment (AERE) in Harwell anzunehmen. Bells Lebenslauf ist nicht beeindruckend. Er hat weder einen Doktortitel. noch ein Absolvent einer renommierten Universität. Im Vergleich zu anderen ist er sehr wettbewerbsunfähig. Glücklicherweise traf er hier seinen Mentor Klaus Fuchs, der Bell einen Arbeitsplatz in der Abteilung für theoretische Physik zur Erforschung von Reaktoren verschaffte[16]. Einige Monate später wurde Fuchs wegen Spionage verhaftet, und Bell folgte Bill Walkinshaw, einer anderen Person, die ihn bewunderte und sich sehr um ihn sorgte, zum Malvern College, 80 Meilen von Harwell entfernt, um an der Entwicklung des Linearbeschleunigers mitzuwirken. Bells anfängliche Forschung konzentrierte sich auf medizinische Linearbeschleuniger. Dabei spielten Bells tiefgreifende Kenntnisse der physikalischen Grundlagen und sein ausgeprägtes mathematisches Talent bei seiner Forschung zur Beschleunigertheorie eine entscheidende Rolle. Walkinshaw sagte einmal über Bale:

„Es lebte einmal ein junger Mann mit außerordentlichen Fähigkeiten, der sich schnell und selbstständig ein Forschungsthema aussuchen konnte. Sein besonderes Interesse galt der Teilchendynamik. Seine mathematischen Fähigkeiten waren tiefgreifend und außergewöhnlich.“ [17]

Hier kam Bells Talent endlich zum Tragen. Er veröffentlichte zahlreiche Artikel in den Bereichen Beschleunigerphysik und Hochenergiephysik. Er wies sogar auf die großen Fehler hin, die Wissenschaftler viele Jahre später gemacht hatten[18]. Wir werden dies später vorstellen.

Für Bell steht zudem ein weiteres wichtiges Ereignis in seinem Leben bevor. Hier lernte er seine Arbeitspartnerin und zukünftige Frau Mary Rose kennen. Mary wurde in Schottland geboren, ihr Vater war Angestellter. Ihre Mutter ist Grundschullehrerin. Außer Mary hat sie zwei ältere Schwestern und die ganze Familie ist Vegetarierin. Mary zeigte schon als Kind großes Interesse an Mathematik und Physik und ihre Eltern unterstützten ihr Studium sehr. Nachdem sie das Stipendium erhalten hatte, entschied sie sich für ein Studium der Mathematik und Physik an der Universität Glasgow. Später wurde sie 1944 kriegsbedingt zum Telecommunications Research Establishment in Malvern abgeordnet, um dort radarbezogene Forschung zu betreiben[19]. Nach ihrer Promotion in Physik und Mathematik kehrte sie 1947 nach Harwell zurück und zog 1950 erneut nach Malvern.[20] Ob es daran lag, dass sie sich gegenseitig von ihrem Talent und ihrer rigorosen Arbeitseinstellung angezogen fühlten oder daran, dass sie beide Vegetarier waren, zwischen ihnen sprühten die Funken der Liebe. Damals fragte jemand Bell, wer Mary sei: „Die Dicke, die Große …“ Bell antwortete: „Nein, die Hübsche“[21]. Bell schrieb auch im Vorwort zu seinem Buch „Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics“: „Wenn ich auf diese Artikel zurückblicke, ist Marys Figur überall.“[22] Sie sind nicht nur Seelenverwandte im Leben, sondern auch Partner in der wissenschaftlichen Forschung (Abbildung 3).

Abbildung 3 Mary und John Bell in Stonehenge[23]

Ein „Hobby“, das tausend Wellen schlägt

Im Jahr 1952 beschloss Bell, sein Studium fortzusetzen und einen Doktortitel anzustreben, da die damalige Politik der AERE junge Menschen dabei unterstützte, höhere Abschlüsse zu erlangen. Ursprünglich wollte Bell Feldtheorie studieren und hatte die Universitäten Glasgow und Birmingham im Visier. Schließlich entschied er sich, nach Birmingham zu gehen, um bei Rudolf Peierls zu studieren, den er nie besuchen konnte. Obwohl Peierls Bells theoretische Grundlagenforschung zur Quantenmechanik ausdrücklich ablehnte, war Bell stets von den Problemen der Quantentheorie besessen, die ihn beschäftigten, und wählte daher die Quantenfeldtheorie als seine Forschungsrichtung. Schließlich promovierte er 1956 an der Universität Birmingham.

Für Bell war die Quantenmechanik schon immer ein Knoten, der nicht gelöst werden kann. Er verfolgt und denkt weiterhin über die Entwicklung der Quantenmechanik nach, genau wie er es in seiner Studienzeit getan hat. Bell war mit der Interpretation der Quantenmechanik, die er kennengelernt hatte, schon lange unzufrieden.

Als erstes ist die Lehrmethode „Halt den Mund und rechne“ betroffen. Die Vorlesungen zur Quantenmechanik, die er besuchte, waren höchst instrumentell – es ging um die Schrödingergleichung, das Lösen der Wellenfunktion, das Lösen der Energieniveaus, das Lösen des Spektrums – und Bell war darüber zutiefst verwirrt. Diese mathematischen Operationen sind ja schön und gut, aber erfordert die Quantentheorie nicht Philosophie? Wie nehmen wir die materielle Welt tatsächlich wahr? Was steckt hinter diesen Gleichungen[24]?

Später wurde das Unschärfeprinzip zur Quelle von Bells Verwirrung über die Quantenmechanik. Bells größte Verwirrung hinsichtlich des Unschärfeprinzips bestand in der folgenden Frage: Wodurch wird in der realen Physik bestimmt, wie genau Impuls und Position vorliegen, bevor der Beobachter irgendwelche Messungen vornimmt? Mit dieser Frage im Kopf las Bell ein Buch zur Quantenmechanik nach dem anderen, doch weder Borns „Atomphysik“ noch Paul Diracs „Die Prinzipien der Quantenmechanik“ konnten seine Verwirrung beseitigen.

Bell war außerdem zutiefst beunruhigt über den Sonderstatus der Messung in der Kopenhagener Deutung. Er war sich durchaus darüber im Klaren, dass Messungen in der Wissenschaft von größter Bedeutung sind. Um eine bestimmte physikalische Größe zu verstehen, müssen wir sie messen. Bell wollte jedoch darauf hinweisen, dass wir bei der Messung einer physikalischen Größe im wissenschaftlichen Sinne zwangsläufig versuchen, einen Wert zu erhalten, der vor der Messung existierte. Er war der Ansicht, dass sich die Wissenschaft nicht nur auf Messergebnisse beschränken sollte, sondern dass sie sich mit dem befassen sollte, was auch ohne Messungen existiert. Aus diesem Grund bezeichnete sich Bell als „Anhänger Einsteins“ – er war ein überzeugter Realist.[25]

Und schließlich war Bell überhaupt nicht an den komplizierten „Gleichnissen“ interessiert, die Niels Bohr oft in seinen grundlegenden Problemen der Quantenmechanik verwendete. Verglichen mit diesen spekulativen Worten war Bell mehr an solider Mathematik und Fakten interessiert[26].

Bells Gedanken waren von seiner Unzufriedenheit mit der Kopenhagener Deutung getrieben. Im Jahr 1952 ergab sich schließlich die Gelegenheit. Er las David Bohms Arbeit über verborgene Variablen aus dem Jahr 1952 – zu diesem Zeitpunkt begann er, sich auf John von Neumann und das EPR-Paradoxon zu konzentrieren.

Tatsächlich war das EPR-Problem damals nicht so ausgeprägt wie heute. Obwohl es sich um eine von Einstein veröffentlichte Arbeit handelte, reagierte Bohr schnell. Zu dieser Zeit herrschte in der Wissenschaft allgemeiner Konsens darüber, dass die Kopenhagener Schule die heiklen konzeptionellen Probleme der Quantenmechanik bereits gelöst hatte und dass Einsteins Kritik am EPR-Problem nur darauf zurückzuführen war, dass er selbst seine Wahrnehmung noch nicht auf die neue Theorie eingestellt hatte. Laut Bells Freund Leslie Kerr kam Bell nicht durch die direkte Lektüre der Originalarbeit zu EPR zum ersten Mal mit dem EPR-Problem in Berührung, sondern durch Bohms berühmtes Buch „Quantentheorie“.

Bell selbst war von diesem Problem zutiefst fasziniert[27] – Bohms Bericht über das Buch verbindet eine Untersuchung des Problems der physikalischen Realität mit einer präzisen Diskussion der damit verbundenen technischen Details. Gleichzeitig machte Bohm selbst viele nützliche Fortschritte in der Theorie verborgener Variablen. Aus dieser Perspektive kann Bohm als Leitfaden für Bell beim Studium der Quantenmechanik angesehen werden.

Nachdem Bell Bohms Artikel von 1952 gelesen hatte, war er selbst äußerst aufgeregt. Mary sagte: „In seinen eigenen Worten: ‚Dieser Artikel war wie eine Offenbarung für mich.‘“[28] Er studierte Bohms Artikel sorgfältig und stellte Bohm aktiv Fragen, wenn dieser Vorträge hielt. Die Teilnehmer erinnerten sich, dass Bells Fragen deutlich zeigten, dass er Bohms Arbeit sehr detailliert studiert hatte. Dies führte ihn auch zu einem tieferen Verständnis von von Neumanns Arbeit, da Bohm in seinen Schriften immer seine Zweifel an der Existenz einer Falsifizierung verborgener Variablen in von Neumanns Buch zum Ausdruck gebracht hatte, Bohm selbst jedoch keinen Weg fand, seinen Standpunkt eindeutig zu beweisen. Dies gelang Bell einige Jahre später.

1960 traten Bell und Mary der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) bei. Während ihrer Arbeit in Malvern hatten sie viel Kontakt zum CERN und Bell war von der Teilchenphysik angezogen, sodass sie sich offiziell dem CERN anschlossen. Bell arbeitete in der Theorieabteilung, während Mary der Beschleunigerforschungsgruppe beitrat.[29] Bells Hauptarbeit war die Teilchenphysik und die Beschleunigerforschung, doch sein „Hobby“ – die Grundlagen der Quantenmechanik – ließ ihn nie los. Im Jahr 1963 hatten Bell und seine Frau die Möglichkeit, Urlaub zu machen, und er widmete sich dem Studium der Quantenmechanik. Er besuchte auch die Stanford University, die University of Wisconsin und die Brandeis University. Während seines kurzfristigen Gastaufenthalts an der Stanford University stellte Bell seine erste Zwischenarbeit mit dem Titel „On the problem of Hidden Variables in Quantum Mechanics“ fertig. In diesem Artikel wies Bell scharf darauf hin, dass die mathematischen Annahmen in von Neumanns klassischem Buch „Mathematical Foundations of Quantum Mechanics“, die zur Widerlegung der Existenz verborgener Variablen verwendet werden, Schlupflöcher aufweisen:

„Jede reelle Linearkombination zweier hermitescher Operatoren ist eine Observable, und der Erwartungswert jeder reellen Linearkombination zweier hermitescher Operatoren ist einfach die reelle Linearkombination der Erwartungen der beiden hermiteschen Operatoren.“

Auch Bells Argumentation hierfür war sehr einfach. Er verwendete ein Teilchen mit einem Spin von -1/2 und überlegte, den allgemeinsten hermiteschen Operator auf seinem Zustandsraum zu konstruieren. Er stellte fest, dass zumindest einige Theorien verborgener Variablen, die einfach konstruiert werden konnten, die von Neumann aufgestellten Annahmen nicht erfüllten, und lieferte damit ein einfaches und wirkungsvolles Gegenbeispiel. Ähnliche Fragen wurden in einem Artikel von Josef-Maria Jauch und Constantin Piron sowie in einem Artikel von Andrew Gleason [30] aufgeworfen. Aufgrund redaktioneller Probleme der Zeitschrift wurde Bells Artikel erst 1966 veröffentlicht. Er erklärte in dem Artikel auch, dass seine Gedanken zu diesem Thema bis ins Jahr 1952 zurückverfolgt werden könnten.[31] Bell konnte erfolgreich nachweisen, dass die latente Variablenerklärung nicht vollständig widerlegt wurde.

Durch das Auffinden von Lücken in von Neumanns strenger mathematischer Herleitung gewann Bell das nötige Selbstvertrauen, um das Nichtlokalitätsproblem der Quantenmechanik anzugehen. Bells zweiter großer Durchbruch war seine berühmteste Arbeit „Über das Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon“. In diesem Artikel konzentrierte sich Bell auf Bohms Version des EPR-Paradoxons.

Anders als bei dem uns allgemein bekannten EPR-Paradoxon auf Grundlage des Teilchenspins handelt es sich bei den verschränkten Quantenzuständen in Einsteins Originalarbeit um die Positionszustände der beiden Teilchen. Später wandelte Bohm dies in die uns heute bekannte Verschränkung von Spinzuständen um. Diese Behandlung hat viel mit der anfänglichen Konfrontation zwischen Bo und Ai zu tun. Einsteins ursprüngliche Idee bestand darin, dass das von ihnen konstruierte Messproblem der Zwei-Teilchen-Verschränkung nahelegte, dass Teilchen sowohl eine bestimmte Position als auch einen bestimmten Impuls haben könnten. Bohrs Antwort bestand daher darin, die Unschärferelation zu wiederholen, die in der Kopenhagener Schule beinahe zum Konsens geworden war. Der eigentliche Schlüssel zum EPR-Problem liegt jedoch nicht darin, sondern in der Tatsache, dass, wenn der Beobachter den Zustand eines der verschränkten Teilchenpaare kennt, der Zustand des anderen Teilchens sofort bestimmt ist – hier handelt es sich um das Problem der Lokalität. Einstein selbst stellte seine Ansichten später noch einmal klar, aber Bohr schien dies nicht zu bemerken. Bohms Transformation verdeutlichte das ursprüngliche EPR-Problem auf eine klarere und praktischere Weise.

Bell war damals der Ansicht, dass die von Bohm vorgeschlagene Theorie der verborgenen Variablen zwar viele Vorhersagen der traditionellen Quantenmechanik reproduzieren konnte, sie selbst jedoch eine sehr ausgeprägte nichtlokale Eigenschaft aufwies. Das EPR-Paradoxon weist direkt auf das Lokalitätsproblem hin, doch Bohm glaubte, dass das durch EPR aufgezeigte Nichtlokalitätsproblem der Quantenmechanik durch die Erklärung der verborgenen Variablen überwunden werden könne. Die Kombination der beiden scheint darauf hinzudeuten, dass es eine lokale Theorie verborgener Variablen gibt, die sowohl die wichtigen Vorhersagen der Quantenmechanik reproduzieren als auch die störenden nichtlokalen Merkmale des EPR-Paradoxons überwinden kann. Aber Bell bewies, dass keine lokale Theorie verborgener Variablen alle statistischen Vorhersagen der Quantenmechanik reproduzieren kann, eine Aussage, die als Bellscher Satz bekannt wurde.[32]

Der Bellsche Satz zeigt, dass der Unterschied zwischen der Theorie der lokalen verborgenen Variablen und der Quantenmechanik nicht bloß rein spekulativ ist, sondern dass sie sich messbar unterscheiden müssen – Menschen können sich auf konkrete Experimente stützen, um ein endgültiges Urteil über die beiden Theorien zu fällen. Bell fand schnell die spezifischen operativen Mittel, basierend auf dem ursprünglichen EPR-Experiment und der Korrektur von Bohms Version. Bell entdeckte, dass in Bohms verbessertem EPR-Experiment die Messungen der Spinkomponenten der beiden Teilchen immer in zueinander senkrechten Richtungen erfolgten. Dieser Punkt geht auf die ursprüngliche EPR-Arbeit zurück, da die von Einstein betrachtete Positions-Impuls-Beziehung und die Beziehung zwischen den senkrechten Richtungen der Spins beide denselben algebraischen Ursprung in der Quantenmechanik haben. Tatsächlich haben frühere Arbeiten bewiesen, dass sich die Messergebnisse der Quantenmechanik nicht von den Messergebnissen lokaler verborgener Variablen unterscheiden, wenn die jeweilige Messung immer auf Spinkomponenten in gleicher Richtung oder in zueinander senkrechten Richtungen beschränkt ist. Sobald jedoch Spinmessungen in beliebige Richtungen eingeführt werden, kann der Unterschied zwischen den beiden nicht mehr verborgen werden. Die von Bell abgeleitete Bell-Ungleichung beschreibt die Gemeinsamkeit dieser Art von Messergebnissen unter jeder lokalen Theorie verborgener Variablen, während die Messergebnisse der traditionellen Quantenmechanik diese Ungleichung definitiv nicht erfüllen. Daher ist die Gestaltung von Experimenten zur Prüfung der Gültigkeit der Bellschen Ungleichung eine faire Beurteilung zweier Theorien oder sogar zweier Weltanschauungen.

Obwohl Bells ursprüngliche Absicht beim Schreiben der Bellschen Ungleichung darin bestand, zu beweisen, dass Einstein Recht hatte, wurde sie verwendet, um zu beweisen, dass Einstein Unrecht hatte. In einer Zeit, in der die Kopenhagener Deutung bei der Erklärung zahlloser mikroskopischer Phänomene so erfolgreich war, wäre es unmöglich, eine derartige Arbeit durchzuführen, ohne sich angesichts ihrer philosophischen Implikationen unwohl zu fühlen. Als Aspers Experiment jedoch erfolgreich war, kommentierte Bell zu Recht: „Dieses Experiment zeigt, dass Einsteins Weltbild unhaltbar ist.“[33]

Ein interessanter Punkt hierbei ist, dass es für Bell, als er an der Stanford University war, selbstverständlich gewesen wäre, sich während des Einreichungsprozesses für Physical Review zu entscheiden. Allerdings verlangte Physical Review eine hohe Publikationsgebühr, und Bell hielt es für sehr unhöflich, dass ein Gastwissenschaftler diese Gebühr von der Stanford University verlangte.[34] Aus diesem Grund beschloss Bell, den Artikel bei Physics einzureichen, einer relativ unbekannten Zeitschrift, die nur bis 1968 erschien.

Klassiker der Beschleunigerphysik

Obwohl Bell für seine Forschungen in der Quantenmechanik bekannt ist, war die Quantenmechanik letztlich nur sein Hobby, während die Beschleunigerphysik und die Hochenergiephysik seine Hauptbeschäftigungen waren.

Der Großteil von Bells Beschleunigerforschung in den 1950er Jahren wurde am AERE durchgeführt, das mathematische Methoden für den Bau von Linearbeschleunigern bereitstellte, und diese Methoden können auch heute noch als Ausgangspunkt für groß angelegte Computerprogramme verwendet werden.[35]

Die hier erwähnte mathematische Methode dient der Erstellung einer allgemeinen Theorie der Bewegung von Teilchenstrahlen im starken Fokussierungssystem, das für das Prinzip des Beschleunigers von Bedeutung ist. Das sogenannte starke Fokussierungssystem basiert auf zwei Arten von Magneten mit unterschiedlichen Eigenschaften – Fokussierungsmagneten und Defokussierungsmagneten. Durch eine spezielle Anordnung und Kombination von Fokussierungsmagneten und Defokussierungsmagnetfeldern können geladene Teilchen den Teilchenstrahl immer stärker konzentrieren und gleichzeitig die Stabilität des Teilchenstrahls aufrechterhalten, genau wie ein Lichtstrahl unter einer konvexen Linse und einer konkaven Linse. Bei der erstmaligen Behandlung des Problems der starken Fokussierung wandte jeder natürlich die traditionelle Methode an, d. h. die Flugbahn des Teilchenstrahls anhand der Bewegungsgleichung zu analysieren. Für die meisten allgemeinen Designs ist die Analyse auf Grundlage von Differentialgleichungen jedoch zu umständlich und kompliziert. Am einfachsten lässt sie sich mit Matrizen durchführen. Im Jahr 1953 verfasste Bell die Abhandlung „Basic Algebra of the Strong Focusing System“, in der er die Methode der Matrixverarbeitung unter dem Problem der starken Fokussierung detailliert beschrieb und eine wichtige Invariante in dieses System einführte, die heute allgemein als Courant-Snyder-Invarianz bezeichnet wird. Es sollte betont werden, dass Bells Arbeit unabhängig von Ernest D. Courant durchgeführt wurde. Phil Burke und Ian Percival schrieben in ihrer Biografie, dass Bells Artikel „äußerst einflussreich war … und von allen Beschleunigerdesignern der damaligen Zeit gelesen wurde.“[36]

Eine weitere wichtige Arbeit Bells aus dieser Zeit war der Artikel „Linear accelerator phase oscillations“, der 1954 im AERE-Bericht veröffentlicht wurde. Dieser Artikel war zugleich ein repräsentatives Werk, das von Bells Frau Mary sorgfältig ausgewählt wurde, als sie an der Zusammenstellung von Bells Papiersammlung mitwirkte und damit ihre Bewunderung für Bells Arbeit zum Ausdruck brachte. Die wichtigsten „Gegner“ dieses Artikels sind zwei Schwergewichte der Beschleunigerphysik, Robert Serber und „Pief“ Panofsky. (Dieser Name in Anführungszeichen wurde Panofsky übrigens von seinen Verwandten und Freunden gegeben, weil sie seinen ursprünglichen Namen für zu schwer auszusprechen hielten.)

In einem Linearbeschleuniger wird der Elektronenstrahl in einem Wellenleiter mithilfe eines periodisch wechselnden elektrischen Feldes beschleunigt. Aufgrund einfacher Elektrodynamik wissen wir, dass das elektrische Feld in einem Wellenleiter aus mehreren verschiedenen Fourier-Modi besteht. Müssen wir also bei der Untersuchung des Beschleunigungsproblems dieser Art von Elektronenstrahlen nur den Einfluss eines Modus einer bestimmten Grundfrequenz berücksichtigen oder müssen wir den Beitrag aller Modi berücksichtigen? Der Artikel von John C. Slater aus dem Jahr 1948 unterstützte die erste Annahme, während die Studien von Seiber und Panofsky aus den Jahren 1948 bzw. 1951 davon ausgingen, dass der Effekt von der spezifischen Form des beschleunigenden elektrischen Felds abhänge. Bells Artikel unterstützt die erste Ansicht.

Bells Berechnungen sind für beliebige Beschleunigungsfelder unkompliziert. Der Fehler der beiden Experten bestand darin, dass sie bei ihren konkreten Berechnungen ungeeignete Näherungswerte annahmen. Wie man in der Physik eine gute Näherung vornimmt, ist eine äußerst tiefgründige Frage, und die Fähigkeiten eines Physikers lassen sich daran erkennen, wie er mit der Näherung umgeht. Wie Mary sagte, basiert Bells Artikel auf der Hamilton-Form der relativistischen Teilchendynamik unter beliebigen Beschleunigungsfeldern in einem Linearbeschleuniger. Genauer gesagt basiert die Analyse in Bells Artikel immer noch auf der Verwendung von Courant-Schneider-Invarianten, und die ursprüngliche Hamilton-Form schützt wichtige dynamische Invarianten und damit die dynamische Entwicklung. Dies bestätigt auch Bells tiefes Verständnis der grundlegenden Theorie.

Dieser Artikel wurde allerdings nicht einer Zeitschrift zur Veröffentlichung vorgelegt, sondern diente als interner Bericht des Instituts. Mary behauptete, dass spätere Wissenschaftler immer noch dieselben Fehler machten, auf die Bell in seinem Artikel hingewiesen hatte.[37]

In den 1980er Jahren wandte sich Bells Interesse wieder dem Gebiet der Beschleunigerphysik zu. Mit zunehmender Energie und Helligkeit des Beschleunigers wird der Effekt der Quantenfluktuationen auf den Teilchenstrahl im Beschleuniger stärker. In den 1950er Jahren konnte ein Beschleunigerkonstrukteur seine Arbeit noch problemlos auf der Grundlage seiner Vertrautheit mit der klassischen Theorie durchführen – genau wie Bell oben erwähnte –, doch in den 1980er Jahren musste man sich in der traditionellen Beschleunigerforschung systematisch und ernsthaft mit Quanteneffekten befassen. Gleichzeitig führte das CERN in den 1980er Jahren auch Forschung und Entwicklung für viele Beschleunigerprojekte durch, wie etwa das Initial Cooling Experiment (ICE) und den Large Electron-Positron Collider (LEP, der Ende 2000 abgebaut wurde). Sowohl sein Interesse an der physikalischen Forschung als auch der Forschungsbedarf seiner Einheit veranlassten Bell schließlich in den 1950er Jahren, sich wieder seinem Hauptforschungsschwerpunkt zuzuwenden.

In Bezug auf Eis konzentriert sich die Forschung von Bell hauptsächlich auf die Untersuchung der Partikelstrahlkühlungstechnologie. Die Untersuchung von Partikelstrahlen, die als Emittanz bezeichnet wird und sich auf den Bereich des Partikelstrahls im Phasenraum bezieht. Je niedriger die Emittanz ist, desto konzentrierter ist die räumliche Verteilung des entsprechenden Partikelstrahls, und je konsistenter die Impulsverteilung ist, was bedeutet, dass der Partikelstrahl eine bessere Qualität aufweist. Die Partikelstrahlkühlung bezieht sich auf die Technologie, um die Abgabe von Partikelstrahlen zu verringern. Bell hat eingehende Forschungen zu mehreren wichtigen technischen Richtungen dieser Technologie durchgeführt, wie z. B. Elektronenkühlung, stochastische Kühlung und Strahlungsdämpfung. Es lohnt sich besonders, dass Bell bei der Untersuchung der Strahlendämpfung als Partikelstrahlkühlungstechnologie erneut - genau wie er das Problem der starken Fokussierung getan hat - auf sein tiefes Wissen über die Physik stützte, um eine verallgemeinerte formale Theorie zu entwickeln. Diesmal waren seine theoretischen Werkzeuge LaGrange Brackets und Lagrange Invarianten.

Für LEP führte Bell eingehende Untersuchungen zur Strahlungsdämpfung und Quantum-Bremsstrahlung-Problemen innerhalb des Beschleunigers durch. Aufgrund seiner Erfahrung mit linearen Beschleunigern [38] konnte Bell die Strahlungsdämpfung der Speicherringumlaufbahn im Gaspedal mit einer sehr einfachen Formel direkt berechnen, während herkömmliche Methoden komplexe Orbit -Berechnungen erfordern [39]. Eine weitere sehr auffällige Arbeit in der LEP-bezogenen Forschung von Bell bezieht sich auf den Unruh-Effekt, ein sehr wichtiger Effekt in der Quantenfeldtheorie der gekrümmten Raumzeit. Der Unruh -Effekt ist ein Effekt, bei dem ein beschleunigender Beobachter sein eigenes Vakuum mit thermischer Strahlung findet und eng mit der berühmten Hawking -Strahlung verwandt ist. Die durch den Unruh -Effekt erzeugte thermische Hintergrundtemperatur ist jedoch so niedrig, dass die Erkennung des Unruh -Effekts bis heute ein kontroverses Thema in der Wissenschaft ist. Zu diesem Thema gab Bell seine eigene Erkennungsidee - die Beobachtung der Eigenschaften des beschleunigten Elektronenstrahls im Gaspedal. Um Bells eigenem Artikel -Titel zu zitieren: "Das Elektron ist ein beschleunigtes Thermometer." Bell untersuchte systematisch den Einfluss des Unruh -Effekts auf viele beobachtbare Effekte von Elektronenstrahlen. Dies ist auch ein Mikrokosmos von Bells doppelter Identität als herausragender theoretischer Physiker und experimenteller Physiker.

Es ist auch erwähnenswert, dass Bells tiefgreifendes Verständnis der klassischen Mechanik und der klassischen Feldtheorie es dem Autor ermöglichte, in Bells akademischer Karriere versehentlich ein weiteres interessantes „kleines Ding“ zu erfassen: Bell nahm an der Übersetzung der englischen Version der berühmten Serie „Zehn Bände von Landau“ - der "Kurs in der theoretischen Physik" -Serie - teil. Zu den Teilen, an denen Bell teilgenommen hat, gehören "Mechanik", "Quantenmechanik: eine nicht-relativistische Theorie", "Elektrodynamik der Kontinuumsmedien" und "Quantenelektrodynamik" (die früheste Version "Relative Quantum Theory"), die nur den Forschungsbereichen entsprechen, in denen Bell am besten ist.

Ein Generalist in energiereicher Physik

Bells Hauptforschungsrichtung war sein ganzes Leben lang energiereiche Physik. Aus Sicht der Forschungsmethoden umfasst es sowohl die Forschung zur Phänomenologie der Partikelphysik als auch die Forschung zur Quantenfeldtheorie. From the perspective of research objects, Bell's research breadth almost covers a series of studies that have a profound impact on high-energy physics in history: CPT theorem, beta decay, magnitude model of nuclear physics, neutrino physics, partial sub-models, quantum chromodynamics, K meon and CP failure problems, flow algebra, light hasin spectroscopy and light hasin structure, including the hasin spectroscopy of heavy quark hasinons, gauge field theory, unstable particles in quantum field theory, σ-model, solitons in quantum field theory, quantum anomalies... We are unable to introduce Bell's achievements in each direction, and only select a few of them to introduce them.

Der erste ist Bells herausragender Beitrag zum CPT -Theorem. Der CPT -Theorem ist eines der wichtigsten Theoreme in der Quantenfeldtheorie. Es weist darauf hin, dass für die willkürliche lokale Quantenfeldtheorie, die Lorentz Invarianz und Hamiltonians Hermitische Natur erfüllt, die Theorie nach drei verschiedenen diskreten Transformationen - der Ladungskonjugation (c), der Rauminversion (P) und der Zeitinversion (T) - wie zuvor. Mit Hilfe des CPT -Theorems können viele wichtige Schlussfolgerungen erhalten werden, wie positive und negative Partikel gleiche Masse usw. Bells Papiernachweis des CPT -Theorems, Zeitumkehr in der Feldtheorie (Zeitumkehr in der Feldtheorie) wurde 1955 in den Proceedings der königlichen Gesellschaft veröffentlicht, A. Bell's Glück war ein wenig schlimmer. Nach Abschluss dieses Papiers kamen Gerhard Lüders und Wolfgang Paulis Arbeiten fast gleichzeitig vor Bell (Bells Doktorarbeit wurde 1954 veröffentlicht, der tatsächlich den Inhalt des CPT -Theorem -Proofs enthielt). Aber Bells Papier liefert allgemeinere Beweise [40]. Nicht nur das, Bells Beweis ist einfacher und klarer, was sich sehr vom Beweis der Rüders unterscheidet. Dies ist auch der grundlegende Grund, warum Bells Artikel immer noch im Journal der Royal Society veröffentlicht werden kann, nachdem er Ruderpapier akzeptiert hat. Und bis heute kann Bells Arbeiten sinnvoller sein, wie Martinus JG Veltman sagte, als das Argument der axiomatischen Feldtheorie, die von Rüders danach entwickelt wurde [41]. Tatsächlich hat ihn die Frage der Zeitinversionsinvarianz immer angezogen und kann sogar als eines der Themen in der Forschung seines Lebens angesehen werden. Daher studierte er später das CP -Zerstörungsproblem, das im K -Meson -Zerfall auftritt.

Die Verbindung zwischen Bell und CPT -Symmetrie kann für uns inspirierender sein. Bell's Mentor Pells las einst Nachrichten über Partikelphysik -Experimente und sagte, es schien, dass ein negativ geladenes Teilchen entdeckt wurde, das stabil war und eine Masse leichter als Protonen hatte. Die Teilnehmer des Experiments fragten, ob das Teilchen Antiprotonen seien, und zu diesem Zeitpunkt glaubten Partikelphysiker allgemein, dass Partikel die gleiche Masse wie ihre Antipartikel haben sollten. Aber Bell zeigte Zweifel daran. Bell wird geboren, um zu hassen, setzt seine Richtigkeit voraus, weil die Menschen eine breite Aussicht haben [42] - Bell will es beweisen. Und dieses Problem wurde, wie Perles sagte, bald zu einer Herzkrankheit für Bell. Bell benutzte es auch als Forschungsthema für seine Doktorarbeit.

Eine andere Sache, die hervorgehoben werden muss, ist Bells Beitrag zur Quantun -Anomalie. Der Notiz-Theorem in der klassischen Physik, dh die Korrespondenz zwischen kontinuierlicher Symmetrie und Naturschutzgesetz, kann als bekannt sein. Kann die originale klassische Symmetrie in der Quantenfeldtheorie immer noch bei einer klassischen Theorie quantifiziert werden? Obwohl es immer noch die Identität der Ward -Takahashi gibt, die durch Symmetrie in der Quantenfeldtheorie verursacht wird, sind die Dinge nicht so einfach - Quantenanomalien markieren die Zerstörung der klassischen Symmetrie auf Quantenebene. Bells wichtiges Beispiel für Quantenanomalien in der Gauge-Feldtheorie, nämlich Adler-Bell-Jackiw-Anomalien in der Quantenelektrodynamik (QED), war ein Klassiker in der Gauge-Feldtheorie [43]. Diese Anomalie bezieht sich auf die Tatsache, dass der konservierte Elektronen-Achse-Vektorstrom unter klassischer Elektrodynamik nach Berücksichtigung der Eindrehungskorrektur von QED keine Erhaltung garantieren kann. Abj-Anomalie ist die erste in der akademische Gemeinschaft entdeckte Quantenanomalie, und ihre Bedeutung ist selbstverständlich. Dies ist von großer Bedeutung für die allgemeine Quantenmessertheorie, unabhängig davon, ob es sich um die Feldtheorie in der hochrangigen Physik oder in der Feldtheorie in der Physik der kondensierten Materie handelt [44]. Aus einer bestimmten Perspektive können Bells Erforschung von Quantenanomalien in der Untersuchung der hochenergetischen Physik einflussreicher sein als seine Forschung zur Nicht-Lokalität der Quantenmechanik. Ein Beispiel ist, dass auf der Suchwebsite Inspire HEP, eine häufig verwendete Suchwebsite für energiereiche Physik, die Zitatzahl der abnormalen Papiere von ABJ mehr als die Summe der beiden Artikel zu grundlegenden Fragen der Quantenmechanik ist.

"Cern's Saint" fällt

Bell hat insgesamt 30 Jahre bei CERN gearbeitet. Er wird hier als "Salbei von Cern" bezeichnet [45]. Viele Kollegen, die es wissen oder nicht wissen, werden Bell für verschiedene Fragen stellen, und Bell kann immer den Schlüssel zum Problem in einem Wort erkennen. Bell sagt oft, dass "Cern wie ein Bahnhof mit vielen Passanten ist" [46]. Hier kann er jeden Tag neue Freunde treffen und neue Probleme lösen, und seine Kollegen sind alle von Bells Begeisterung für Wissenschaft und Beharrlichkeit bei der Suche nach Wahrheit bewegt. Bell unterhält auch die alte britische Tradition in Cern - 4 O 'Clock Tea, die auch die Zeit ist, in der er mit seinen Freunden spricht, nicht nur über Physik, sondern auch über Politik, Philosophie und sogar Kunst, All -inclusive und seine Gedanken gehen lassen.

Bell litt sein ganzes Leben lang an Migräne, und dieses Problem verschwand mehrere Jahre. Im letzten Mal seines Lebens ereigneten sich die Migräne kurz auf Bell [47], aber es erregte seine Aufmerksamkeit nicht. Bells Freund Reinhold Bertlmann erinnerte sich auch daran, dass seine Gesundheit nicht gut aussah [48]. In diesem Jahr starb Bell an einer plötzlichen zerebralen Blutung.

Bells Leben war so kurz wie ein Schießstar. In diesen kurzen 62 Jahren hinterließ er ein extrem reiches körperliches Erbe. Er hat in seinem Leben die tiefgreifendsten und schwierigsten Fragen in der Physik verfolgt und ist bereit, dies als Grundlage für die Durchführung seiner Arbeit zu nutzen, ohne Angst vor der Einsamkeit zu haben. Als hochqualifizierter theoretischer Physikarbeiter hält er immer eine enge Beziehung zwischen Theorie und Experiment auf und ist bereit, sich der Lösung spezifischer experimenteller Probleme zu widmen und sich immer dem experimentellen Test der Theorie zu widmen. Es ist das doppelte Streben nach Theorie und Experiment, die tiefe Integration spezifischer Probleme und philosophisches Denken und die gleiche Konkurrenz zwischen der Weisheit und der Selbstreflexion der Vorgänger, die ihn dazu gebracht hat, einen epochempfindlichen Schritt bei der Erforschung grundlegender Probleme in der Quantenmechanik zu machen.

Wenn wir die lebenslange Forschung eines Gelehrten als Landschaft betrachten, dann ist die Landschaft von Bell kein einziger Baum, eine Blume, die um Schönheit konkurriert, eine Wolke aus Wolken und Bergen oder einen Fluss Flüsse, sondern wie ein gestaffelter und konvergierender Garten. Obwohl es sich nicht um eine magische Szene oder eine großartige Welt handelt, verwandelt sein Einfallsreichtum sein Verständnis der Welt in ein Gartenlayout. Wann immer Sie und ich vorbeigehen, werde ich niemals aufrichtiges Lob geben - wie glücklich Sie und ich sind, eine solche Landschaft zu genießen.

Der Legende zufolge wurde er im Jahr des Todes von Bell für den Nobelpreis für Physik nominiert [49], und es besteht kein Zweifel, dass er 2022 einen der Nobelpreis für Physik haben sollte, was eine Entschädigung für Bell sein könnte.

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