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)