第469章 會議內容公布!物理學界轟動!眾人震驚!難以理解的自旋!
量子論研討會在眾人的意猶未盡中結束了。
然而,所有人都都明白,它不僅是結束,也是新的開始。
它對現代物理學的影響才剛剛開始。
會議之後,烏倫貝克三人就以共同作者的名義,立刻發表了電子自旋的論文。
論文一出,瞬間震驚了物理學界。
所有人都被這個消息驚爆了眼球。
「我的天啊!第四量子數終於被發現了!」
「這應該能和不相容原理媲美了吧。」
「我本以為泡利已經天下無敵了,沒想到還有更牛逼的天才。」
「這三人是誰的部將?」
「烏倫貝克、古德斯米特可是上了第二屆物理奧賽天才榜的大神。」
「目前是埃倫費斯特教授的學生。」
「那這個科羅尼格又是誰啊?這麼吊?」
「哦,原來是玻爾教授的博士,失敬失敬,那就沒問題了。」
大部分人第一時間就認同了電子自旋是第四量子數。
在他們看來,能在《自然》期刊封面上發表的文章,怎麼可能會出錯。
然而,對於某些大佬而言,情況就不同了。
荷蘭,首都阿姆斯特丹。
68歲的洛倫茲在退休幾年後,被返聘任為荷蘭高等教育部部長一職。
當他聽說荷蘭的兩位天才,發表了關於第四量子數的論文後,喜不自禁。
他讓人拿來論文,認真閱讀。
這一看,非同小可。
洛倫茲計算後發現了電子自旋超光速的問題。
他連忙寫信給埃倫費斯特,告知這個問題。
既然他自己能發現,那麼其他物理學大佬肯定也可以。
如果不解釋清楚這個問題,那麼這篇論文的發表意義就有待商榷。
然而,他沒想到,埃倫費斯特收到信後,直接親自登門拜訪,向他說明了來龍去脈。
洛倫茲聞言,大笑道:
「這個布魯斯啊,還是那麼喜歡咋咋呼呼的。」
「這下我看他在第三屆會議上,還有什麼內容可說了。」
埃倫費斯特聞言會心一笑。
布魯斯會議,這個物理學界的至高會議。
別人可能要擔心邀請函的問題。
但眼前這位大佬不用。
因為洛倫茲被選舉為布魯斯會議的固定主席。
也就是說,只要他活著,他就必然能參加布魯斯會議。
簡直羨煞所有人。
洛倫茲沒有猜錯,烏倫貝克三人的論文發出後,很快就有人產生了質疑。
然而,還不待他們公開討論。
緊接著,又一件大事發生了。
讓所有的討論直接失去了意義。
量子論研討會的內容,被量子研究所全部公開!
關於電子自旋的爭論過程,清楚地展示在所有人面前。
此舉一出,瞬間在物理學界引發了十八級大地震。
無論是物理學家還是普通學生們,全都沸騰了。
他們全露出不可思議的神情。
這場研討會的精彩程度,簡直超越了眾人的想像。
「我的老天啊!電子自旋竟然還不一定是正確的?」
「泡利也太牛逼了吧,竟然和布魯斯教授激情辯論!」
「自旋非旋?不可描述?」
「上帝啊!我感覺腦子已經不夠用了。」
「布魯斯教授的理論也太驚世駭俗了!」
這一刻,所有人都被布魯斯教授和泡利的辯論驚到了。
從某種程度上而言,它甚至能上升到世界本質是可知還是不可知的了。
這在哲學界可是一個永恆而未解的命題。
德國,哥廷根大學。
玻恩在今年被聘為物理系主任後,和好友弗蘭克一起任教。
弗蘭克就是當初在第二屆量子論會議上,與G·赫茲一起,用實驗驗證了玻爾模型的那位。
當時的青年俊傑,現在已經成為了知名的物理學家。
他和玻恩一起,撐起了哥廷根大學物理系。
並且他的研究方向,也包含了量子論。
所以,面對這則消息,他的震驚程度可想而知。
「真是沒想到啊,當初還稚嫩的玻爾模型,竟然發展到了這一步。」
「有了不相容原理,再加上第四量子數。」
「量子論應該算完善了吧。」
玻恩感慨地點點頭。
「是的。」
「不然布魯斯教授也不會說要重構量子論了。」
真實歷史上,玻恩雖然名聲不如玻爾、海森堡等人。
但是他對於量子力學貢獻非常大,甚至是不可或缺的。
量子力學中有句戲言。
叫:薛丁格不懂薛丁格方程。
意思是雖然薛丁格發表了波動力學方程,但是他卻錯誤地理解了方程的意思。
而正確的解釋,則是由玻恩給出的。
那就是大名鼎鼎的【概率詮釋】。(和電子躍遷到哪個軌道的概率不是一回事)
這是量子力學的核心觀念,極其重要。
概率詮釋,簡單理解,就是電子是以概率的形式,隨機出現在原子內部的各個地方。
也就是後世我們常說的【電子云】的形成原理。
由此可見其重要性。
此外,真實歷史上,海森堡、泡利等人都在他的手下學習過。
海森堡能發表矩陣力學,也是得到了玻恩的巨大幫助。
可以說,玻恩的貢獻貫穿了量子力學的發展前期。
所以,他是一位名副其實的量子力學大佬。
但是現在,玻恩顯然還夠不上一流物理學家的行列。
他沒有什麼顛覆性的成果在手。
他與布魯斯教授在1900年就相識了,比很多物理學家都要早。
但是現在,兩人的地位如雲泥之別。
所以,玻恩的內心感慨萬分。
「希望接下來,布魯斯教授能給物理學開拓一片新的天地。」
現有的量子論已經趨於完善,玻恩覺得自己是沒啥機會了。
只能等待新的方向。
這時,他旁邊的一位博士生,忽然問道:
「教授,我還是不能理解,電子自旋不可描述是什麼意思?」
「電子即便不是真的在旋轉,那它一定也處於某種狀態中吧。」
「只不過,這種狀態我們現在還不知道而已。」
「所以,其實不是不可描述,而是暫時不能描述。」
「也許某一天,等到理論更完善,我們就能知道自旋的狀態是什麼了。」
玻恩和弗蘭克聞言,都欣慰地點點頭。
他們不害怕學生提問題,就害怕學生沒有任何問題。
沒問題說明就是沒懂。
對於量子論,尤其如此。
弗蘭克笑著說道:
「玻恩,你收了一個好學生啊。」
「我覺得洪特未來一定能取得很好的成就。」
這個年輕人正是洪特。
今年25歲的洪特,在戰爭結束的第二年,成為了玻恩的博士生。
小伙子戴著一副金絲圓邊眼鏡,帥氣無比。
真實歷史上,他就是核外電子分布三大原則之一:洪特規則的提出者。
在泡利提出不相容原理後,物理學家就可以輕鬆地確定電子的排布。
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但是,他們會遇到一些特殊的情況。
比如,假設最外層一共有2個電子。
那麼,它們是按照自旋不同的方式,分布在同一個軌道里。
還是按照自旋相同的方式,分別占據一個不同的軌道呢。
泡利不相容原理無法解釋這個問題。
洪特在總結了大量的光譜實驗數據後,發現了一個規律。
那就是電子是按照第二種方式排列的。
這就是所謂的洪特規則。
但是洪特本人,並沒有因為這個成果獲得物理諾獎。
不得不說,是一個遺憾。
而且洪特更傳奇的是他的年齡。
這位大佬一直活到了1997年,享年101歲。
可以想像,當時的物理學家面對洪特的感覺。
簡直就像在親身經歷那一段波瀾壯闊的物理學史。
他們能從洪特的眼中,既能看到經典物理學的落日餘暉:洛倫茲、湯姆遜、普朗克、居里夫人.
也能看到現代物理學的璀璨驕陽:愛因斯坦、玻爾、海森堡、薛丁格、狄拉克
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此刻,面對洪特的問題,玻恩解釋道:
「你的問題恐怕是大多數人都有的問題。」
「我也是仔細想了好長時間,才想明白了。」
「其實,按照布魯斯教授的解釋,電子自旋的狀態本身就是不可知的。」
「並不是因為技術手段或者什麼,暫時不知道。」
「而是從本源上,就不可描述。」
「你不要把自旋想像成一種動態的狀態,一種運動。」
「電子自旋也沒有產生的原因,它是電子天生自帶的性質。」
「它是一種內稟屬性,就和人的名字一樣。」
「我們知道每個人都有名字,但是你能描述出來【名字長什麼樣嗎】」
「其實你是被【自旋】這個名詞誤導了,以為它是一種運動。」
「如果現在把電子自旋改成電子質量,恐怕你就沒有問題了。」
「你肯定不會問質量是一種什麼狀態。」
洪特聽完後,恍然大悟。
他一直帶著經典物理學的思維,去理解電子自旋,總覺得需要給出一個定義。
但是現在玻恩教授用名字和質量舉例後,他就能明白了。
電子自旋是一種屬性,而不是一種運動。
但是,這就更驚世駭俗了。
「布魯斯教授怎麼能斷定它就是屬性,而不是某種運動呢?」
玻恩聞言,似是回憶了一番,而後感慨道:
「說實話,我第一眼看到這個解釋時,其實和你一樣震驚。」
「這個問題,我沒辦法回答你。」
「我只能說:相信布魯斯教授的直覺。」
「你沒有接觸過他,你無法想像那是一個什麼樣的男人。」
「無數的事例證明了:布魯斯教授的直覺是通往真理的捷徑。」
「而且,這一次,他同樣給出了期限。」
「他的重構量子論有了重大突破,說不定以後就可以解釋,為什麼電子自旋是一種屬性。」
「當然,你現在可以不接受他的觀點,不承認電子自旋的正確性。」
「就和當初光的波粒二象性一樣。」
「物理學的發展,是需要時間來證明的。」
聽完導師一席話,洪特鄭重地點點頭。
他已經清楚了電子自旋的所有前因後果。
總之,以目前的物理學視角而言,電子自旋依然是一個猜想。
但是這個猜想非常完美,能解釋遺留的反常塞曼效應。
而且使用布魯斯教授的觀點,就可以很好地理解這個猜想。
但是,這不代表它一定是對的。
接下來,物理學家要做的,就是從更高的層次,去研究電子自旋。
至於那是什麼,洪特就不知道了。
不過他對自己很有自知之明。
那種層次的物理學,還輪不到他去插手。
把手邊的研究完成,趕緊博士畢業才是正道。
這時,洪特忽然笑著說道:
「對了,教授。」
「我最近研究不相容原理,發現它在處理電子排布問題時,會有一種無法處理的情況。」
「我想約您的時間和您討論一下。」
玻恩聞言,驚訝了一下。
不相容原理竟然也有問題?
弗蘭克打趣道:
「哎呦,洪特,那你可要當心了。」
「泡利那小子可不是好惹的。」
「小心他聽到消息後,直接來哥廷根大學找你辯論。」
「我們可幫不了你啊。」
「連布魯斯教授都無法完全說服他。」
說罷,玻恩和弗蘭克哈哈大笑。
洪特則尷尬地摸了摸腦袋,他可不敢與那些絕世天才們爭鋒哦。
而此刻,三人口中的泡利,正在量子研究所耍的不亦樂乎。
李奇維接受了索末菲的推薦,收下了泡利當自己的助手。
泡利到了新環境後,完全沒有拘謹不安的感覺,反而非常自來熟。
他很快就和薛丁格、伊蕾娜等人打成了一片。
「薛哥,你怎麼看起來萎靡不振的,昨晚幹什麼去了?」
「伊姐,你怎麼找約里奧當男朋友啊,長得那麼丑。」
在研究所全體人的抗議聲中,李奇維無奈,只好忽悠泡利道:
「泡利,不要埋沒你的才華。」
「我希望你經常能到世界各地去交流見識。」
「一方面宣傳量子研究所,另一方面宣講你的不相容原理。」
「讓更多的人了解量子論,找到更多像電子自旋這樣的問題。」
「你放心,研究所出資,公費出差。」
泡利聞言大喜。
「布魯斯教授對我也太好了吧。」
泡利的事只是插曲。
李奇維最近的重要工作,是準備馬上到來的第三屆布魯斯會議。
而這一次的會議,必將再次震撼物理學界。
(本章完)