第440章 一塊玻璃壓諸佬!眾人震撼!李奇維終出手!
一個小小的玻璃問題,卻給所有人帶來了大大的震撼。
如果說余青松畢竟只是本科生,回答不出情有可原。
那麼康普頓可是新晉的物理學家,證明光的波粒二象性的超級新星。
可是,連他的答案也是錯誤的。
這一刻,會場內的眾人才明白,布魯斯教授提出的問題多麼非同凡響。
「明明那麼接地氣,卻又那麼難。」
物理學的神奇,再一次展現在眾人眼前。
現在大家只能把希望寄托在前排那些大佬們身上了。
只有他們或許才能知道答案。
一道道期待而灼熱的目光,聚焦在前方。
海耳即便眼睛看不到後面,他也能感受到如芒在背的刺痛感。
這位天文學大佬只能暗自苦笑:
「關鍵是我也不會啊。」
眾多美國的師生們內心悲涼。
這難道就是美國科學界的現狀嗎?
「偌大一國,竟無一人可接下布魯斯教授一招。」
「美國在科學領域任重而道遠啊。」
在這種情況下,密立根站了起來。
頓時引起一陣驚呼!
「哦!天啊!竟然是密立根教授!」
「沒想到布魯斯教授隨便一個問題,就要出動密立根教授了。」
「他可是我們美國物理學的旗幟啊!」
「我相信密立根教授一定可以的!」
這一刻,在場大多數人都興奮了。
如果說剛剛余青松的回答,激動的是華夏留學生們。
那麼現在密立根的出現,就是在挽救美國在物理學界的顏面。
雖然今天只是布魯斯教授的一場演講。
他本人也沒有任何攻擊誰的意思。
但是在這些年輕的學生眼中,這就是一場戰鬥,一場科學領域的戰鬥。
密立根瞬間就感受到了眾人的情緒。
此刻,他才明白,從麥可遜教授那裡接過的擔子有多麼重。
他一定不能倒下!
於是,密立根輕輕一笑,堅定地開口道:
「布魯斯教授,我有一個不成熟的想法。」
李奇維見狀,笑道:「請說,密立根教授。」
密立根理了理思緒,說道:
「剛剛康普頓回答的角度,是光子遇到電子的概率。」
「概率越大,說明被吸收的光子越多。」
「他認為在金屬中,由於電子可以隨意移動,所以光子遇到電子的概率大。」
「但是在晶體中,由於電子被束縛住,所以遇到光子的概率低。」
「我認為這個解釋本身是符合邏輯的。」
「但是問題就在於玻璃並不是晶體,所以無法用晶體的理論去解釋電子被束縛的情況了。」
「所以,我想提出一種新的模型。」
「布魯斯教授,你還記得二十年前,你講解光電效應的那場演講嗎?」
李奇維微微一愣。
他不知道密立根怎麼忽然提到這件事。
那時他和普朗克剛剛提出量子論,遭受了很多物理學家的反對。
於是,在量子論會議上,他當場用量子概念,解釋了光電效應的原理,一舉為量子論正名。
而密立根也是因為用實驗證明了該理論,才名聲大噪,成為著名實驗物理學家。
而李奇維更是開啟了他的崛起之路。
那是一段激情的歲月。
李奇維現在回想起來,依然充滿懷念。
「當然記得,密立根教授。」
「不知它和我的問題,有什麼聯繫嗎?」
密立根說道:
「當然有。」
「根據量子論,對於單個電子而言。」
「只有光子的能量恰好等於電子躍遷的能級差,電子才會吸收該光子。」
「否則,電子並不會吸收這個光子。」
「但是在光電效應中,只要當入射光子的能量,高於某個固定值時。」
「金屬表面的電子就會吸收該光子的能量,獲得足夠動能,從表面逃逸。」
「就好像金屬電子吸收光子,有一個閾值。」
「只要超過這個閾值,無論光子的能量是多少,電子都會吸收。」
「這種現象說明,量子論在處理宏觀物質所具有的天量原子時,有一定的局限性。」
「所以,我們可以假設。」
「對於所有的宏觀物質而言,電子吸收光子發生躍遷,不再需要特定能量的光。」
「而是只要高於某個閾值的能量就行。」
「金屬的閾值很低,而玻璃的閾值很高。」
「這樣的話,當同樣一束光照到金屬上時,電子能夠發生躍遷,所以吸收的光多。」
「而玻璃中的電子無法吸收這些光,發生躍遷,所以光就透過玻璃了。」
「這就是我的回答。」
嘩!
密立根的解釋,明顯比康普頓的還要難一個等級。
因為這不僅需要了解量子論,還要知道光電效應。
在場大部分人根本聽不懂。
「啊?有誰能告訴我,密立根教授的回答是什麼意思啊?」
「不是量子論嗎?怎麼又帶上光電效應了。」
「上帝啊!一個小小的玻璃,竟然和這麼多前沿物理扯上關係,這也太誇張了吧。」
「.」
菜鳥們處於極度懵逼的狀態。
只有吳有訓、哈勃等人,以及前排的物理學家們,才能立馬明白其中的意思。
隨即,他們的臉上就露出恍然的神色。
因為密立根的分析非常有道理!
直接從電子躍遷閾值入手,避開了玻璃是非晶體這種問題。
「確實是天才般的想法!」
「密立根教授果然不愧是和布魯斯教授同時代的物理學家。」
「他挽救了美國物理學界的臉面。」
「用華夏的俗語就是:薑還是老的辣。」
大佬們對於密立根的回答讚不絕口。
大多數人看到大佬們議論的聲音和表情,心道穩了。
「密立根教授果然沒有讓我們失望。」
同時,眾人忽然發現一個驚人的巧合。
布魯斯教授二十年前的演講,竟然解決了一個二十年後的問題。
不得不說,這種巧合,很有一種命運般的奇妙感覺。
那個男人,他的一生,好像和物理學有著某種說不清道不明的關係。
一部物理史,半篇布魯斯!
現代物理學,卷卷有他名!
此刻,李奇維站在高台之上,內心感慨。
果然不能小覷了天下英豪。
密立根在歷史上,雖然不是非常出名的物理學家。
但是他的貢獻也是巨大的。
甚至他的某些研究,還變相促進了第四量子數的發現。
這樣的大佬,僅僅用T4分級是不準確的。
李奇維的T系列,僅僅是對物理學家的學術成果做出評價和劃分。
但是對於他們本人的智商和水平,是沒有辦法劃分的。
這也是不能劃分的。
所以,哪怕是T4級的密立根,也會有很多驚才絕艷的想法。
剛剛他的回答就屬於此列。
儘管這個回答並沒有真正解決問題。
但至少思路已經很對了。
玻璃為何是透明的這個問題,李奇維之所以敢斷言無人可以解決。
是因為能解釋的理論現在還沒有被發表呢。
這個理論就是【能帶理論】。
真實歷史上,海森堡的學生,瑞典物理學家布洛赫,在1928年,提出了晶體的能帶理論。
當時量子力學已經成熟。
但是當物理學家用它研究固體時,就發現了問題。
現有的量子力學只能描述單個微觀粒子的狀態。
而固體是由無數個原子組成的,它們之間形成了複雜的聯繫。
量子力學對於固體這種宏觀物體,就有點束手無策了。
尤其是固體中電子的運動規律,是當時物理學家們研究的重點。
因為它和物質的導電性能相關。
物理學家們希望把量子力學引入固體中電子的研究之中。
在這種大背景下,布洛赫首先把目標瞄向了固體中一類特殊的物質:晶體。
因為晶體中的原子排列規則整齊,相對而言,難度會小一點。
布洛赫突發奇想,他假定晶體中原子核都是固定不動的,按照一定的周期排列。
這樣的話,其實無數個原子就可以看成一個整體。
它們形成的周期性勢場是貫穿整個晶體的。
就好像把整個湖面的波浪看成一個整體,那麼就是一個大波浪橫貫整個湖。
接著,他進一步認為電子就是在這種勢場中運動。
晶體內的所有電子,都是在整個晶體內運動的共有化電子。
如此一來,就能把多電子問題,簡化成單電子問題。
(聽不懂不要緊,知道就行,這玩意不上公式和圖示,是講不清的。)
於是,根據推導後,布洛赫就能得出一個重要的結論。
那就是,在晶體中,電子躍遷不再需要特定能量的光子。
電子吸收光子的條件,變成了一個範圍,就好像一條能帶。
比如假設某晶體的能帶寬度是10eV。
(【eV】是能量單位,讀作電子伏特,表示1個電子經過1V的電位差加速後,獲得的動能。)
(1eV=1.6×10(負十九次方)J)
那麼,只要入射光子的能量超過了10eV,不管是11eV還是12eV,電子都能吸收這些光子,並發生躍遷。
而當光子能量小於10eV時,電子就不會吸收,這些光子就穿透了晶體。
這就是晶體的能帶理論。
利用它,就可以把量子力學引入到固體電子的研究當中。
能帶理論在解釋固體導電、半導體等方面,具有重要的作用。
按照能帶理論,金屬的能帶寬度顯然就是零,因為它的電子能夠自由移動。
那就是不管入射什麼光,金屬中的電子都能吸收。(本問題只考慮可見光範圍哈)
而玻璃也有自己的能帶寬度,大概在9eV。
但是可見光的光子能量範圍是1.6eV到3.3eV之間。
所以,玻璃中的電子,不會吸收任何可見光,因此變的透明了。
現在問題來了!
玻璃它不是晶體啊!
雖然玻璃也能測出能帶,但是你不能套用晶體的這套理論。
非晶體必然有另外一種理論。
這個問題,哪怕在李奇維的前世,也依然沒有合理的解釋,是個未解之謎。
所以,玻璃為什麼是透明的,目前沒有最權威的解釋。
是不是感覺很不可思議?
人類連月球都能登上了,竟然連一塊玻璃都搞不明白。
這就是物理學的魅力。
單個粒子組合成宏觀物體後,就好像發生了某種進化。
這就和很多量子行為組合在一起後,形成了「意識」一樣奇妙。
這種量變到質變的界限,似乎涉及到了某種本源性的東西。
而現在,密立根提出的理論,其實就有點類似於能帶理論的雛形。
不過,他有點無賴。
他直接就說金屬和玻璃的能帶寬度不同。
但為什麼不同,他解釋不了。
這其實就是「金屬電子吸收光子能力比玻璃強」的變種。
只不過加上閾值範圍後,顯得比較高大上而已。
密立根自己也不知道,自己誤打誤撞,還真找對了方向。
此刻,他的目光盯著李奇維,臉上的肌肉微微抖動。
顯然,他也知道自己理論的局限性。
雖然邏輯很完美,但還是差了一點。
在眾人的注視下,李奇維開口說道:
「非常驚艷的想法,密立根教授。」
「現在的量子論還無法很好地應用在固體中。」
「躍遷閾值的概念,或許是對量子論的一種補充。」
聽到這裡,密立根鬆了一口氣。
李奇維的這一句評價,就是他的定心丸,足以證明他物理學大佬的地位。
雖然到了密立根這種層次,已經不在乎很多人的評價了。
但李奇維的意見,他永遠不敢忽略。
然而,緊接著,他就聽到:
「但是,密立根教授,你的回答依然沒有解釋清楚。」
「按照你的理論,請問為什麼金屬的閾值就要比玻璃低呢?」
「或許你會說,是因為它們的組成結構不一樣。」
「但是水晶、鑽石等也是透明的。」
「它們和玻璃的組成結構也是不一樣的。」
「那為何這次的不同,卻導致二者同樣是透明的呢?」
「所以,我認為,一定還存在更深層的本質原因。」
嘩!
李奇維的分析,讓在場大佬們皆是一驚。
剛剛他們還在認可密立根的理論,布魯斯教授就反手一擊、直搗黃龍。
一針見血地提出了密立根理論的缺陷。
「是啊,布魯斯教授說的很對。」
「密立根教授的理論,有點像根據結果倒推原因了。」
「他並沒有解釋什麼因素會影響閾值。」
「金屬、鑽石、玻璃,這三種不同結構,應該放在一起比。」
「現在密立根教授只說金屬和玻璃的閾值不同。」
「那麼按理說,鑽石和玻璃的閾值也是不同的才對。」
「但是兩種不同的結果,卻截然不同。」
「這顯然是不符合邏輯的。」
(金屬其實也屬於晶體,但和鑽石這種共價鍵晶體是不同的,這裡就不深入講了)
這一刻,眾人只感覺天都塌了。
連密立根教授都失敗了。
一塊玻璃壓的諸多天才和大佬毫無脾氣。
在今天以前,眾人絕對會認為不可能。
但事實就是那麼殘酷。
布魯斯教授又一次震驚了所有人。
「原來我們對於玻璃,真的是一無所知。」
「這簡直和天方夜譚一樣。」
「沒有布魯斯教授,我恐怕永遠都不知道這個問題。」
密立根的臉上露出一抹苦笑。
他沒想到自己的理論,在布魯斯教授面前如此不堪一擊。
他深深地感受到了李奇維的可怕。
那個男人,他又變強了。
對方現在隨口一提的問題,都讓他感覺到難如登天。
這種感覺,對於密立根這樣的大佬而言,無法形容。
就好像他明明已經站在了最巔峰,卻抬頭發現,自己只是在另一座山峰的底部。
何其悲涼!
不過這種病好治,去華夏的重慶住幾天就習慣了。
海耳等天文學大佬,則是滿臉震驚。
此刻,他們才親身體會地感受到,布魯斯教授的實力是多麼的可怕。
任何理論只要稍微有一點漏洞,就會被對方抓住。
最關鍵的是,被反駁的人,根本找不到任何的理由反駁回去。
海耳感嘆道:
「我已經迫不及待地想看見,布魯斯教授接下來對天文學的影響了。」
在他看來,雖然廣義相對論徹底改變了天文學。
但那是對方無意間造就的。
布魯斯教授的本意是研究物理學,只是順帶震驚了天文學而已。
但現在不同了。
布魯斯教授馬上就要發表真正的天文學論文了。
這完全是兩種概念。
「老天啊,以後該不會是我和布魯斯教授辯論吧。」
一直霸道無比、我行我素的海耳大佬,此刻也有點慌了。
他可以對戴森不屑一顧,甚至愛丁頓在他看來也只是運氣好的年輕人而已。
但是面對李奇維,他就沒有這種自信了。
那是實力上的絕對壓制。
海耳甚至已經能想像到一種畫面:
【布魯斯教授在國際天文學大會上,右手一揮,說道:
「關於天文學,自古以來就有一個很常見的現象。」
「但其實,我們一直對它沒有真正了解過。」
「那就是」
「海耳教授,你能解釋這個問題嗎?」】
嘶!
海耳猛然一驚,他差點被自己的想像嚇到了。
他喃喃自語:「回去後,我得好好惡補一些知識了。」
「別到時候出醜,丟了美國天文學的臉面。」
連大佬都如此震驚,就更不用提在場的普通師生們了。
他們現在已經完全處於呆滯的狀態。
不敢想像,玻璃的問題,怎麼會這麼難。
「我以後再也不敢小看任何研究領域了。」
「哪怕是研究滑輪滑塊的,說不定裡面也大有乾坤。」
「布魯斯教授實在太可怕了。」
「這種問題他到底是怎麼想出來的?」
沙普利和柯蒂斯兩人,從問題提出到現在,一直沒有說話。
他們的內心只有一個想法:幸虧布魯斯教授沒有參加5天後的天文學大辯論。
不然他倆現在就可以舉手投降了。
對方的邏輯能力太強了!
那種強大的氣場,壓的所有人喘不過氣來。
再簡單的問題,在對方的手中,就好像化腐朽為神奇一般,連帶出深刻的科學理論。
二人毫不懷疑,布魯斯教授肯定對宇宙尺度問題有自己的想法。
在對方的攻勢之下,沙普利和柯蒂斯不認為自己能堅持住。
不過很快,他們就打起精神。
這麼好的案例擺在眼前,要是不借鑑,那真是暴殄天物。
兩人在人群之中,目光交匯,火藥味十足。
余青松滿臉崇拜地看著台上那道身影。
他已經被完全征服了。
這是他第一次近距離感受到李教授的魅力。
他在美國留學,也見識了很多的教授。
每個教授都是神龍見首不見尾,牛逼哄哄的。
但是沒有任何一個,能給他這種無敵的感覺。
那種舉手投足間,輕易鎮壓大佬的風采,讓他沉迷。
密立根、康普頓、海耳.
那都是美國科學界響噹噹的人物。
但是在李教授面前,卻仿佛稚童一般。
余青松憧憬道:
「我什麼時候才能達到那種境界啊!」
這一刻,在場眾人無不處在震驚之中。
他們仿佛都忘了,演講只是剛剛開始而已。
就在這時,密立根突然又開口了。
「布魯斯,你說我們對玻璃一無所知。」
「難道就連你,也不知道玻璃為何是透明的原因嗎?」
「既然你提出了這個問題,你有答案嗎?」
嘩!
密立根的話,讓眾人瞬間清醒過來。
對啊!
布魯斯教授還沒有發表他的觀點呢?
這個世界上,哪怕任何人都解釋不了,但只要對方還在,就還有希望。
這就是李奇維在眾人心中的地位。
李奇維聞言,輕輕一笑,他很淡定地說道:
「說實話,我也不知道。」
「這個問題,需要材料學、固體學、量子論進一步發展才有可能解決。」
眾人聽後,簡直比剛才還要震驚。
竟然連布魯斯教授都解釋不了。
太駭人了!
不過大佬們倒是比較平靜,很自然地接受了。
這個世界上的未解之謎太多了。
哪怕是布魯斯教授也不可能全知全能。
玻璃這個問題,很顯然和學科的發展息息相關。
然而,就在所有人以為,這個問題暫時無解時。
李奇維緊接著說道:
「不過,和密立根教授一樣。」
「我也有一個不成熟的想法。」
「可以說給大家聽聽,僅供參考。」
嘩!
全場震撼!
(本章完)