第468章 舊量子論終結!以我布魯斯·李之名義!宣布量子力學之到來!
李奇維提出的「電子自旋不可描述」,讓在場所有人震撼不已。
不管是天才還是大佬們,都無法想像那是一種什麼樣的狀態。
物理學發展到最後,難道終極結果是不可知?
那對於物理學家而言,有點過於殘忍了。
真實歷史上,電子自旋概念的提出,是量子力學的一個重要分水嶺。
在它之前,稱呼是【舊量子論】;
在它之後,才是真正的【量子力學】。
舊量子論之所以帶一個「舊」字,是因為它依然採用經典物理學的觀念,來理解量子世界。
從普朗克提出量子概念,到玻爾提出量子化軌道,再到最後四大量子數全部出現。
你會發現,這其中到處都有經典物理學的身影。
比如玻爾認為電子繞原子核的運動,是以軌道的形式,軌道就是經典物理學的概念。
電子自旋中的自旋,同樣也是經典物理學的概念。
可以說,舊量子論的一切,全都是建立在經典物理學之上。
我們無法通過最基本的原理或者假設,用數學推導出電子的各種行為。
換句話說,舊量子論沒有理論基礎。
所以,它才會出現各種問題。
比如電子自旋的矛盾性。
等等。
以上這些問題,最終導致了量子力學的誕生。
它對於現代物理學的重要性,不亞於牛頓力學對於經典物理學的意義。
用任何語言形容它的偉大,都不足為過。
李奇維立於眾人之前,腦海里閃過的正是量子力學那波瀾壯闊的歷史。
對於後世每一個物理學專業的學生而言,那都是令人神往的時代。
而李奇維甚至很快要親手開闢這個黃金大世。
沒有人可以理解他內心的激動。
但是現在,他卻先要給泡利解釋電子自旋的問題。
這個問題,可不好回答。
真實歷史上,海森堡橫空出世,提出了量子力學的第一個版本:矩陣力學。
通過矩陣力學,就可以直接推導出電子的前三個量子數(除去自旋)。
震驚天下!
但是矩陣力學有個缺點,就是太晦澀難懂了。
因為它用到的數學工具:矩陣,當時根本沒有多少物理學家熟悉,更別提使用了。
強如泡利,都得花費半個月,才能使用矩陣力學推導出氫原子的電子模型。
其他人可想而知。
然而幸運的是,海森堡提出矩陣力學沒多久。
緊接著,薛丁格靈感爆發,提出了量子力學的第二個版本:波動力學(薛丁格方程)。
(薛丁格之所以能提出波動力學,是受到了德布羅意的波粒二象性的啟發。)
(這是另一段精彩的故事,涉及矩陣力學和波動力學的鬥爭,暫時不劇透哈。)
使用波動力學,同樣可以直接推導出電子具有前三個量子數。
但是對於物理學家而言,波動力學就比矩陣力學要友好太多了。
因為波的知識,可是物理學家的強項,大家都能很好地理解和計算。
所以,波動力學一出現,就力壓矩陣力學,成為量子力學的主流版本。
同時也正因為此,海森堡和薛丁格就互相看不對眼了。
但經過一段時間後,大家發現,矩陣力學和波動力學,在數學上其實是等價的。
(注意!在物理上卻是不等價的!)
兩者都沒有錯,只不過是同一理論的不同側面。
但不論是哪一個,都無法正確推導出第四量子數:電子自旋。
這時,狄拉克出手了!
他創造性地把狹義相對論和波動力學結合在一起,統一了狹義相對論和量子力學。
提出了震驚物理學界的狄拉克方程。
在這個方程中,狄拉克考慮了電子在做高速運動時的相對論效應。
通過它,就可以直接推導出電子具有自旋,且自旋量子數是1/2,同時也能推導出磁矩。
後來,就把自旋為半整數的粒子,稱為費米子,比如電子等。
而自旋為整數的粒子,稱為玻色子,比如光子,自旋量子數為1。
至此,電子的所有行為和屬性,才有了堅實的理論基礎。
這就是電子自旋推導的來龍去脈。
可以說,它貫穿了整個量子力學的發展歷程。
在這個過程中,物理學家們對於量子世界的認識逐漸加深。
大家這才發現,神秘莫測的電子自旋,也只是量子力學的冰山一角而已。
還有很多不可思議的現象,它們比電子自旋更離譜。
比如:測不準原理、波函數坍縮、量子糾纏.
於是,大家不再糾結,終於接受了電子自旋的不可描述性。
既然想不出來,把它當成電子的固有性質就行了。
同時也接受了其它的量子屬性。
這就是量子力學的詭異之處。
越到深處,越仿佛有一道無形的屏障,在阻礙著物理學家繼續探索。
在量子世界中,很多東西,只能接受,不可理解。
別問,問就是我也不知道。
而在此刻,李奇維要想說服泡利,那只有一種辦法。
「因為,以我布魯斯·李的名義!」
「五年之內,我將證明電子自旋的正確性!」
轟!
話音剛落,全場震驚!
所有人都張大了嘴巴,滿臉不可思議。
誰都沒有想到,布魯斯教授對待電子自旋這個問題,竟然如此鄭重。
甚至不惜以自己的名字起誓。
這是什麼樣的精神!
「上帝啊,我仿佛想起了二十一年前,布魯斯教授面對開爾文勳爵的那一幕。」
「只不過,身份調換了過來。」
「布魯斯教授變成了開爾文勳爵,而泡利則變成了布魯斯教授。」
「但是即便如此,布魯斯教授的熱血從未變過。」
「他對於物理的追求和熱愛,簡直比年輕人還要瘋狂。」
「四十歲,在物理學領域正是當打之年!」
這一刻,在場的眾多學生仿佛被打了雞血一般,嗷嗷直叫。
強如布魯斯教授,都還這麼拼。
他們還有什麼資格不努力。
泡利此刻的表情震撼無比。
他實在沒有想到,布魯斯教授竟然會如此看重他。
以對方的身份地位,完全不必如此。
但對方就是如此較真。
這讓泡利的靈魂都在顫慄。
他覺得布魯斯教授和他是一類人,眼中只有純粹的物理。
他泡利不會因為布魯斯教授是大佬,就不敢質疑。
而布魯斯教授也不會因為泡利是菜鳥,就選擇敷衍。
二人具有某種相同的品質。
那就是認真!
對待任何一個物理問題,都無比的認真。
這一刻,李奇維在泡利的心裡,留下了不可磨滅的印象。
驕傲如泡利,把布魯斯教授視為了一生尊敬的偶像。
這時,李奇維微微一笑,繼續對眾人說道:
「你們可不要以為,我是在拿身份壓泡利。」
「我敢說出這樣的話,是因為電子自旋讓我看到了希望。」
嘩!
眾人皆是一驚!
他們立刻打起精神,聚精會神地聽講。
因為大家知道,接下來的內容絕對是重中之重。
李奇維掃視一圈,說道:
「去年,我在德國柏林大學的演講上,曾提出一個許多人覺得不可思議的想法。」
「那就是,我想重構現有的量子論。」
房間內瞬間響起一陣嗡嗡聲,顯然在場所有人都知道這件事。
「當時,我的不少好友,對此並不看好。」
「比如盧瑟福教授、愛因斯坦教授等。」
「他們的理由很充分,因為量子論已經可以解決絕大多數的問題了。」
「為什麼還要對它進行修改呢?」
「就好比我的工具明明用的很順手,為什麼還要把它融化重新造一把呢。」
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「在當時,我並不能說服他們。」
「因為我想重構量子論,完全是來自於我強烈的直覺。」
「對物理學家而言,直覺有時候比一切都重要。」
「直到最近,我的研究有了一些突破。」
「我才大概率地確信,我選擇的路沒有錯。」
轟!
眾人無不震動!
所有人都沒想到,布魯斯教授竟然真的突破量子論了。
老天啊!
難道他要像發表廣義相對論那樣嘛?
現有的量子論就好像狹義相對論,而布魯斯教授要在它的基礎上,再次突破。
那會是什麼?
眾人已經不敢想像了。
但絕對是驚天動地級別的。
說不定又要改變物理學史了。
在場眾人都有種與有榮焉的豪情。
這時,李奇維忽然激動地說道:
「而今天,電子自旋的出現,就是最後那一縷靈光。」
「它讓我無比確定,量子論必然還有更深刻的本質!」
「現有的量子論,很多概念都是基於經典物理學。」
「所以,它無法解釋自旋這種純粹的量子屬性。」
「我們需要創造一種新的範式,徹底擺脫經典物理學的束縛。」
「利用它,可以推導出現有量子論的一切。」
「讓量子論名副其實地成為現代物理學的支柱。」
「這註定是一項偉大的事業。」
「靠我一個人,絕對不可能在五年之內完成。」
「所以!」
「諸君,讓我們一起,重鑄量子榮光!」
轟!
全場沸騰了!
駭然了!
所有人都感受到布魯斯教授那人定勝天的決心。
何等的熱血!
何等的霸氣!
何等的驚天動地!
這一幕,給在場所有人的血液里,留下了永恆的印記。
海森堡忽然感覺心臟一陣悸動。
仿佛體內有一股洪荒之力要噴薄而出。
他的靈魂都在顫慄。
冥冥中好似有宿命降臨。
量子前夜,海氏將出!
天下英雄,誰與爭鋒!
海森堡的內心在瘋狂嘶吼:
「我一定要重塑量子論,在物理學中留下我的名字!」
薛丁格一改往日的風流倜儻,表情無比嚴肅。
他被李奇維的氣場深深感染。
身上湧起一股難以言明的意志。
「在物理學面前,女人也得靠邊站。」
當然,對他而言,這個覺悟僅限今天使用。
年齡大了,偶爾激動一下,意思到了就行。
狄拉克銳利的雙眼,仿佛要刺破蒼穹。
這一刻他不再孤僻低調。
橫壓天下的蓋世之姿,毫無保留地轟然爆發!
他的野心比天還高,比海還寬!
他不僅要超越量子論,他還要超越超越量子論。
量子場論驚世間!
玻爾激動地望著自己的導師。
他感受到了久違的熱血。
仿佛又回到了那個年輕的博士時光。
作為量子論的奠基人,他比誰都更有感觸。
同時,也更有豪情。
「我玻爾,亦能繼續起舞!」
泡利終於動容,呼吸急促,面色紅潤。
他和玻爾的氣勢同時升起。
與此同時。
八百里外,法國巴黎市中心,一道氣息沖天而起。
德布羅意一雙高貴的眸子,穿透了時空。
「這場大世,怎麼能少得了我!」
一千五百里外,德國哥廷根大學,有智慧之光閃耀。
玻恩喃喃自語:
「布魯斯教授,二十一年前,一見君,誤終生!」
轟!
這兩股氣息與英國方向更雄厚的氣息,遙相呼應。
此刻,如果有誰能從天空俯瞰整個歐洲,就會發現一幅震撼人心的景象。
一道道令人心悸的波動,最終匯聚在一起,形成一團巨大的雲霧狀。
夢幻瑰麗,攝人心魄,僅僅看一眼,連靈魂都會淪陷其中。
而雲霧深處,一道霸天絕地的身影,若隱若現。
它是道,是理,是奇點,是維度。
是神臨世間!
呼!
不知過了多久,異象消失,房間內終於平靜了下來。
仿佛剛剛的一切,都不曾出現,也沒人看見。
泡利沒有繼續追問,因為已經沒有必要了。
電子自旋,不管承認也好,否定也罷。
它與量子論的關係,再也無法分割。
至少在場絕大多數人,都贊同了布魯斯教授的觀點。
因為它太不可思議了。
在布魯斯教授和泡利之間,眾人當然會選擇前者。
至此,量子論四大量子數,歸位!
泡利並沒有因此而懊惱。
因為他已經窺視到了更廣闊的世界。
就連科羅尼格和古德斯米特,也釋然了和泡利之間的芥蒂。
他們的爭論,在布魯斯教授那廣袤無垠的量子世界裡,顯得多麼微不足道。
夏蟲不可語冰。
在布魯斯教授面前,他們就像是夏蟲。
此刻,李奇維胸有驚雷而面如平湖。
「量子力學,我要來了!」
(本章完)