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第516章 驚世論文!量子力學之名!物理學界轟動!量子新時代!

2025-02-14 14:12:07 作者: 虛空聖堂
  第516章 驚世論文!量子力學之名!物理學界轟動!量子新時代!

  1923年1月12日。

  英國,量子研究所。

  新年剛過,大家從放鬆的心態轉變過來,重新投入到緊張的科學研究中。

  去年一年,物理學領域雖然沒有驚世級的成果,但是依然有不少重磅性的論文發表。

  從普通學者,一躍成為知名物理學家,這些科學領域的勵志故事不斷上演。

  眾人充滿了鬥志!

  其中,海森堡尤其引人注意。

  他去年離開研究所時,還是病懨懨的,感覺隨時都有可能倒下。

  但是現在從德國歸來後,卻生龍活虎、朝氣蓬勃,渾身充滿了動力。

  他熱情地與眾人打著招呼。

  完全看不出以前是個內向敏感的小夥子。

  這時,王正陽出現說道:

  「海森堡,布魯斯教授讓你去他的辦公室。」

  海森堡聞言,瞬間激動萬分。

  他顧不上和眾人寒暄,拿好自己的資料,迫不及待地前往布魯斯教授的辦公室。

  大家看著他興奮的表情,都有點納悶。

  「怎麼感覺海森堡像變了一個人。」

  「他沒有之前的陰鬱,變得更陽光開朗了。」

  「難道是他的研究有進展了?」

  薛丁格、伊蕾娜等人也很好奇。

  海森堡來研究所還不到半年,不會真的有什麼巨大成果吧。

  而且,這個時間點,布魯斯教授一般都是在外開會和交流。

  但是今天,對方卻單獨找了海森堡。

  一定有問題!

  這時,泡利又開始顯擺了。

  他輕哼一聲,欠揍地說道:

  「海森堡要崛起了。」

  「他在重構量子論上取得重大突破。」

  「說不定能完成布魯斯教授的期望。」

  嘩!

  研究所內眾人皆是一驚。

  雖然他們很討厭泡利,但是他們也相信泡利。

  因為對方從來不說假話空話,不靠忽悠裝逼。

  泡大師從不打低端局。

  他既然說海森堡取得突破,那就說明對方的成果一定是驚人的。

  不然的話,以泡利的高傲和牛逼,普通研究肯定入不了他的法眼。

  眾人頓時羨慕無比。

  「老天啊,要是海森堡真的能重構量子論。」

  「那麼他豈不是能直接比肩玻爾教授了。」

  「甚至他的成果可以比得上狹義相對論了。」

  嘶!

  大廳內響起倒吸冷氣的聲音。

  薛丁格的內心五味雜陳。

  伊蕾娜、泡利、海森堡


  這些年輕人一個比一個厲害。

  要知道,他可是最早來到量子研究所工作的。

  經過了布魯斯教授的親自面試,又擔任研究所的科學負責人。

  但是,現在的他,可以用一事無成來形容。

  儘管他發表的那些論文,已經是普通學者夢寐以求的成就了。

  然而在量子研究所裏,完全不夠看。

  一句話:不是諾獎級的成果,一律按照無成果對待。

  即便如此,布魯斯教授也從來沒有私下提醒他。

  這讓薛丁格覺得非常感激。

  布魯斯教授允許失敗!

  科學研究從來就不是能保證成功的。

  薛丁格感慨萬分,喃喃自語:

  「我的路到底在何方?」

  此刻,二樓的辦公室內。

  李奇維正與海森堡相對而坐。

  他的面前,擺放著後者的論文初稿。

  「非常有趣的想法。」

  李奇維忍不住讚嘆了一聲。

  他前世沒有讀過海森堡的論文原文。

  現在看到後,感覺非常新奇。

  海森堡的論文不是那種嚴謹細膩風格的,而是充滿了狂暴粗放的氣息。

  這點和他的性格大相逕庭。

  從他手撕矩陣,就能看出,這傢夥喜歡通過數學硬算,暴力解決問題。

  海森堡聞言,露出孩子般的笑容。

  短短一個多月,他仿佛成熟了很多。

  雖然性格沒有改變,但是明顯有了屬於自己個人的風格。

  那是一種說不清道不明的氣場。

  能讓人一眼感受到內心的投射。

  海森堡誠懇地求教:

  「布魯斯教授,我需要您的幫助。」

  「到了矩陣那裡後,我就不知道該如何計算了。」

  李奇維笑道:

  「矩陣運算不滿足乘法交換律,在數學中已經被嚴格證明過了。」

  「但是這種數學形式沒有什麼實質的作用。」

  「哪怕不少數學家,都沒有聽過這個東西。」

  「你想把它應用在量子論中,建立一個邏輯自洽的理論體系,就需要下點功夫。」

  「不過,我這段時間抽空研究了一下矩陣。」

  「它雖然也有難度,但是比不上黎曼幾何。」

  「接下來,我會帶著你把理論補齊。」

  嘩!

  海森堡激動萬分。

  「布魯斯教授,太感謝您了!」

  同時,他又產生了一種高山仰止之情。

  布魯斯教授用最平靜的語氣,說出了最霸氣的話語。

  困擾了他和索末菲、玻恩等五人的矩陣,在對方的眼裡宛如小把戲。


  手到擒來!

  這種深厚如海的實力,讓人頂禮膜拜。

  海森堡羨慕道:

  「什麼時候我也能達到這種境界啊?」

  很快,李奇維詳細給海森堡講解了矩陣的運算。

  並且得出了一個關鍵的公式。

  「你這篇論文的核心就是動量p數組和位移d數組。」

  「它們兩之間的關係,其實就是原子發射光譜和概率之間的聯繫。」

  「.」

  「如此,我們就能得到一個公式:」

  「(p×d)-(d×p)=(ih/2π)I。」

  「其中i是虛數單位,h是李-普朗克常數,I是單位矩陣。」

  看到公式的一瞬間,海森堡震撼不已。

  他有強烈的直覺,這個公式一定是至關重要的。

  他徹底被征服了。

  「布魯斯教授,您太強了!」

  「這個推導,恐怕給我兩個星期都不一定能完成。」

  海森堡發自內心地崇拜和感激。

  李奇維微微一笑,逼味十足。

  「這些都是小道。」

  「海森堡,你要記住。」

  「對於理論物理而言,思考問題的方法才是核心。」

  「計算過程是怎麼都能完成的,但是創新的思想可不是靠邏輯的。」

  海森堡重重點頭,深以為意。

  「就比如你的這篇論文,你能把原子光譜用簡諧振子去模擬,這才是最關鍵的一步。」

  「至於後面的矩陣,我不會,世界上肯定也有其他人會。」

  這時,海森堡連忙拍馬屁道:

  「雖然也許有其他人了解矩陣。」

  「但除了布魯斯教授您,沒有人既懂矩陣也懂量子論。」

  「他們更不可能推導出這個矩陣公式。」

  李奇維笑罵一聲。

  ——

  接下來十多天,海森堡化身大忙人。

  他每天不是在自己的座位上瘋狂計算,就是到李奇維的辦公室請教問題。

  整個人完全沉浸在矩陣之中,瘋狂地學習相關知識。

  他的頭髮亂糟糟的,鬍子也長了一大截。

  要是以前的海森堡肯定在意形象,但是他現在全然不顧。

  眾人非但沒有笑話他,反而極其羨慕。

  「天啊!」

  「海森堡不會真的要重構量子論了吧。」

  「羨雞紫!」

  薛丁格、伊蕾娜心中都非常震撼。

  「這還是那個精緻害羞男孩海森堡嗎?」

  泡利無比開心,他覺得海森堡一定能成功。

  到時候,他們二人就是量子研究所的天罡地煞,頭號招牌。


  慕尼黑雙星!

  1月25日。

  海森堡像瘋了一般,衝到了二樓的辦公室。

  「布魯斯教授,我成功了!」

  「我通過矩陣公式,推導出了玻爾-李模型中的所有量化條件。」

  「量子論不再需要量子軌道的假設了,它是我的理論下,一個必然的推論。」

  「教授,我完成重構量子論了!」

  嘩!

  這一刻,甚至在一樓工作的薛丁格等人,都聽到了海森堡的吼聲。

  那是興奮到極點的宣洩之聲。

  李奇維從座位上站了起來,親自為他鼓掌。

  「恭喜你,海森堡!」

  「你完成了一項物理學領域的壯舉。」

  海森堡再也控制不住情緒,他的雙眼流下了淚水。

  所有的苦悶、挫折、煎熬,都化作飛灰,隻留下記憶的痕跡。

  「布魯斯教授,謝謝您!」

  「沒有您,就沒有我海森堡的今天。」

  李奇維走上前,輕輕拍了拍他的肩膀。

  「師傅領進門,修行在個人。」

  「你的成功,是通過你的努力獲得的。」

  「你最應該感謝的是你自己。」

  海森堡重重地點頭。

  這時,李奇維悠悠地說道:

  「論文發表前,你把題目改一下吧。」

  海森堡聞言一愣,他連忙用衣服擦去臉上的淚水,問道:

  「教授,要改成什麼?」

  李奇維微微一笑,突然霸氣無雙。

  「從今天起,量子論就不是量子論了,而是量子力學!」

  「二十三年前,我提出量子概念時,曾用過這個名字。」

  「因為那時的我堅信,量子一定會深刻影響物理學的未來。」

  「既然牛頓力學代表了經典物理學,那麼量子力學就代表了現代物理學!」

  「但是當時的量子概念太單薄了。」

  「在第一屆量子論會議上,我被迫取消了這個名字。」

  「而今天,海森堡,你讓這個名字重新現於世界。」

  「你的矩陣公式,就是量子力學的核心公式。」

  「通過這個公式進行的方程運算,可以得到現有量子論的一切。」

  「量子力學真正名副其實!」

  「所以,論文題目就改成《量子力學的基本方程》。」

  轟!

  海森堡聽呆了。

  他感覺一股氣息從腳底直衝天靈感,仿佛要噴湧而出。

  全身熱血沸騰,口乾舌燥,肌肉顫抖。

  那是興奮到極緻的表現。

  「教教授。」

  李奇維咧嘴一笑。

  海森堡瞬間癡了。


  ——

  1923年2月15日。

  《自然》期刊封面發表了《量子力學的基本方程》論文。

  論文的第一作者是海森堡,通訊作者是布魯斯·李。

  發表單位:量子研究所。

  論文一出,天下皆驚!

  量子力學正式面世!

  無一錯一首一發一內一容一在一一看!

  物理學界直接沸騰了!

  猶如掀起十八級超級大地震!

  「上帝啊!」

  「量子論竟然真的被重構了。」

  「量子論變成了量子力學!」

  「這是質的飛躍!」

  無數人為之震驚。

  布魯斯教授的預言又一次成功了!

  這簡直太難以置信了。

  不過,有人忽然發現了一個問題。

  「為什麼第一作者不是布魯斯教授,而是海森堡?」

  很快,海森堡就親自發文表示:

  「感謝布魯斯教授指導我的論文。」

  「他在矩陣計算方面,提供了無法替代的幫助。」

  一時間,很多人都羨慕海森堡,不僅成為了布魯斯教授的博士後,還承擔了如此重要的課題。

  「海森堡的運氣也太好了吧。」

  「他剛進入量子研究所,就能參與研究重構量子論。」

  然而,有人立刻反駁道:

  「海森堡的成功絕對不是運氣。」

  「我也是量子研究所的研究人員。」

  「布魯斯教授的所有指導都是公開的!」

  「他沒有偏愛任何人,也沒有任何藏私。」

  「論文中兩大可觀測的量,就是布魯斯教授在一次討論會上提出來的。」

  「隻不過沒有人能找出它們之間的關係。」

  「而海森堡做到了。」

  「他站在布魯斯教授的肩膀上,提出創新的解決方案。」

  嘩!

  眾人恍然!

  原來如此。

  接著,在泡利、索末菲等人的公開表態下。

  物理學界終於了解了這篇論文的來龍去脈。

  總結下來就是:布魯斯教授藉助海森堡之手,實現了他此前的預言!

  偉大科學導師的名頭,再一次震驚了所有人。

  「嗚嗚嗚,我也想去量子研究所。」

  同時,海森堡的大名也傳遍物理學界。

  從少年天才、奧賽銀牌,到如今一朝頓悟,一飛沖天!

  他完美展現了什麼叫意氣風發。

  最關鍵的是,他今年才22歲。

  這是屬於天才的時代!

  這是屬於年輕人的時代!


  眾人紛紛羨慕。

  不過很快,他們就被論文中另外一個問題難住了。

  「矩陣是什麼東西?」

  「竟然不滿足乘法交換律?」

  「不知道,從來沒有聽說過。」

  「完蛋,我連論文都看不懂。」

  矩陣這種抽象的數學形式,讓無數人望而生畏。

  要不是有布魯斯教授的名字背書,眾人都懷疑是論文犯了低級錯誤。

  對於普通學生而言,他們關注的隻是結論。

  反正隻要知道量子論被重構就行了。

  但是對於物理學家而言,他們不得不惡補矩陣的相關知識,然後才能仔細研究這篇論文。

  而越是深入了解,他們就越震撼!

  丹麥,哥本哈根大學。

  玻爾在看到論文的那一刻,心中仿佛有團火焰在燃燒。

  他的雙手微微顫抖,被文中的內容所震撼。

  「真是太不可思議了!」

  作為量子論玻爾-李模型的奠基人,他比誰都更能理解這篇論文的牛逼之處。

  雖然矩陣非常晦澀難懂,但是對於玻爾這樣的頂級天才而言,還是勉強可以看懂的。

  他在意的不是矩陣那複雜的運算,而是論文中的物理思想。

  僅僅從兩個最基本的可觀測量入手,通過簡諧振子的模擬,就能推導出原本量子論的內容。

  玻爾已經被折服了。

  「海森堡果然不愧是天才。」

  「哪怕有布魯斯教授的指點,但是他本人的思考更難能可貴。」

  「這是一篇兩個人的文章!」

  玻爾眼光毒辣,一眼就看出最關鍵的矩陣公式。

  它是論文的真正核心。

  而這個公式,正是由布魯斯教授推導出來的。

  這時,科羅尼格羨慕道:

  「布魯斯教授太大方了。」

  「我感覺這篇論文的內容,他自己就能推導出來。」

  「但他還是無私地分享了想法。」

  「他提出的兩個可觀測量,對於矩陣公式至關重要。」

  科羅尼格因為發現第四量子數而名聲大噪。

  但是他沒有選擇立刻離開玻爾研究所,而是留下來。

  用他的話說:我想繼續跟著玻爾教授學點東西。

  因此,玻爾非常器重和喜愛他。

  玻爾微微一笑。

  「呵呵,布魯斯教授已經不需要額外的榮譽了。」

  「他當初選擇重構量子論,不是為了證明自己,而隻是為了讓物理學更加完善。」

  「不管論文是誰最先發表的,對他而言都是一樣的。」

  「布魯斯教授真正傾力研究的內容,超越了所有人的想像。」

  玻爾經常去量子研究所交流。

  李奇維並沒有隱瞞他,而是透露出自己已踏上統一之路。


  當時玻爾就震驚了。

  因為他深刻地知道,那是一條什麼樣的逆天之路!

  「導師,他終於開始實現多年前的諾言了。」

  德國,柏林大學。

  普朗克、愛因斯坦等一眾物理學大佬們,為海森堡的論文而震撼。

  愛因斯坦笑著說道:

  「我這些天嘗試用海森堡的矩陣,推導量子論的各個結論。」

  「它的難度簡直是地獄級別的。」

  「我感覺布魯斯和海森堡簡直是在用魔法進行計算。」

  眾人聞言,皆是會心一笑。

  能讓大名鼎鼎的愛因斯坦都如此費勁,可見矩陣的可怕之處。

  普朗克嘴角含笑,他思緒萬千。

  他想到了二十三年前的那場會議。

  布魯斯和他一起舌戰群儒,與當世眾多物理學家公開辯論,闡述量子概念的正確性。

  「哦,不,那時還叫量子力學。」

  期間居裏夫人問道:

  「量子概念我能理解,為什麼要加上力學呢?」

  那時的布魯斯怎麼回答,普朗克已經忘了。

  反正最後是取消量子力學的稱呼,改稱量子論。

  但是量子力學卻印在了他的腦海裏。

  如今,時隔23年,量子力學之名,終於重現物理學界!

  恐怕會引起很多人的回憶吧。

  這時,愛因斯坦打斷了普朗克的遐想。

  「但是,我認為海森堡的理論存在一個問題。」

  眾人皆是一驚。

  論文剛出來,愛因斯坦教授就發現問題了?

  至少他們沒有發現。

  海森堡的矩陣雖然晦澀難懂,但整個邏輯是清晰通順的。

  它不像之前的量子論,需要各種假設。

  量子力學完全是從最基本的光譜量入手,一步步推導出來的。

  根基牢不可破!

  眾人想不明白會有什麼問題。

  哪怕是普朗克也來了興趣。

  作為量子概念的提出者,他雖然退出一線研究,但是依然十分關注量子論的發展。

  量子力學這樣開天闢地的大事,他當然非常上心。

  「愛因斯坦教授,說說你的看法。」

  愛因斯坦朝眾人點點頭,說道:

  「海森堡的矩陣理論,雖然從數學上推導出電子的量子化條件。」

  「但是根據它的理論,我們無法想像可視化的圖景。」

  「即電子到底是如何運動的?」

  「原子的內部到底是什麼情況?」

  「我們隻能通過純粹的數學,去計算電子的一切行為。」

  「但物理畢竟不是數學,物理是研究物質的理論。」

  「電子是已知的確定存在,但是現在我們卻隻能用數學去描述。」


  「這是不是一種捨本逐末呢?」

  「比如布魯斯教授的廣義相對論,雖然它裡面也有很難懂的黎曼幾何。」

  「但是我們依然可以想像物質是如何彎曲時空的。」

  「把一塊薄布固定住,在中間放個鐵球,布從中間到外緣就會凹陷。」

  「這就是時空彎曲的圖景。」

  「但是矩陣理論,要如何理解電子的運動呢?」

  「甚至它還不如之前的量子論。」

  「至少軌道這種東西,雖然看不見,但是我們能夠想像出來。」

  嘩!

  愛因斯坦說完之後,房間內一片沉默。

  所有人都被他的想法震驚住了。

  果然不愧是狹義相對論的提出者,愛因斯坦的思想與眾不同。

  他說的非常有道理。

  物理不是數學,它是需要描述物質的運動和變化。

  但是矩陣理論,把這一切都抽象成了數字遊戲。

  這到底是好是壞?

  最後,愛因斯坦又補充道:

  「當然,矩陣理論肯定是對的,這一點毋庸置疑。」

  「我隻是認為這個理論可能需要優化。」

  「最好能兼顧物理的可視化。」

  量子力學剛出現,就成為了物理學界的頭號大事。

  許多物理大佬和愛因斯坦一樣,都在研究它的深刻內涵。

  它雖然驚艷,但過於抽象。

  很多人惡補了矩陣知識後,都得花費很長時間,才能用它解決實際問題。

  但是不管怎麼樣,量子力學都是前所未有的重大突破。

  李奇維公開評價道:

  「這篇論文是從黑暗通向新物理學之光道路上的轉折點。」

  「它意味著,玻爾-李模型為代表的舊量子論,成為歷史。」

  「接下來,將是量子力學的時代!」

  嘩!

  評價之高,學界震動。

  至此,量子力學之名正式確立。

  它也俗稱為矩陣力學。

  (本章完)


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