第694章  看不懂的論文

        哥廷根。

        剛剛養(yǎng)病歸來的海森堡寫了一份論文，準(zhǔn)備一雪前恥。

        此前在慕尼黑大學(xué)的博士答辯中，竟然只得到了一個普普通通的中等評價，僅僅高于最低的“通過”。

        按照此時慕尼黑大學(xué)的博士評級標(biāo)準(zhǔn)，一名博士候選人的分?jǐn)?shù)只根據(jù)他的學(xué)位論文以及最終口試的表現(xiàn)來確定，有四種通過分?jǐn)?shù)：I（優(yōu)）、Ⅱ（良）、Ⅲ（中）、IV（通過）。

        由于慕尼黑大學(xué)的物理學(xué)由維恩和索末菲分別主持，所以他倆都出席口試，并且必須協(xié)商出一個單一分?jǐn)?shù)。

        維恩此前與海森堡有點私下矛盾，不想把博士學(xué)位授予海森堡，原因嘛，還是早前關(guān)于實驗與理論哪個更重要的爭論。

        維恩的評分為不通過（V），索末菲的評分則為優(yōu)（I），所以最終的評分取了平均值中（Ⅲ）。

        這讓海森堡相當(dāng)不服氣，立馬離開慕尼黑，到哥廷根和哥本哈根繼續(xù)進修，師從玻恩。這期間，海森堡因為枯草熱跑去一座小島休養(yǎng)了幾個月。

        就在大咖養(yǎng)病的時候，吹著海風(fēng)釣著魚突然靈感迸發(fā)，尋找到了玻爾能級理論的一個突破口，隨即帶著這篇論文回到了哥廷根。

        海森堡把論文交給導(dǎo)師玻恩：“我發(fā)現(xiàn)了一個新辦法，可以為量子力學(xué)建立理論基礎(chǔ)，而且這個方法只建立在原則上可觀察的量上。”

        畢竟是在哥廷根，一個數(shù)學(xué)更占主導(dǎo)地位的地方，玻恩馬上聯(lián)想到：“你要給量子力學(xué)進行公理化？”

        “準(zhǔn)確說，是數(shù)學(xué)化，”海森堡說，“過往的理論，即便是玻爾先生的原子能級軌道理論，也是基于一些假設(shè)，有時候很難讓別人信服，也是現(xiàn)在量子力學(xué)沉寂多年的原因，它太縹緲，不夠數(shù)學(xué)。”

        玻恩贊同海森堡的觀點：“你說得很對，但二十年前量子理論剛被普朗克教授發(fā)展出來時，他就認(rèn)為這只是一個數(shù)學(xué)技巧。也就是說從一開始大家就想往數(shù)學(xué)上靠攏，但這不是容易事。”

        海森堡自信道：“確實不容易，花了我很多時間。因為我只基于可觀測的實驗結(jié)果，也就是原子光譜，進行理論分析。”

        “聽起來和玻爾教授的做法沒有任何不一樣。”玻恩說。

        “非常不一樣！”海森堡繼續(xù)解釋，“我不再關(guān)心玻爾先生的能級軌道，而是使用一個新的物理量——狀態(tài)。”

        玻恩說：“狀態(tài)？似乎好理解一些，與經(jīng)典熱力學(xué)有關(guān)聯(lián)，接下來呢？”

        海森堡打開論文說：“我把電子的各種狀態(tài)用數(shù)字進行一一排列，形成一些小方格子，便能夠表示一個電子所有可能的情況，處理好它們，就能處理電子問題。”

        “你得出了結(jié)果？”玻恩眉頭已經(jīng)開始皺起來，確實有些復(fù)雜。

        “不然我哪敢把論文給您看，”海森堡生怕他一時看不懂，直接翻到最后一頁，“我算出了一維諧振子的問題。”

        玻恩有些驚訝：“真讓你算出來了？！”

        簡單點解釋，就是海森堡先把電子局限在單一維度，也就是一條直線上運行，而不是三維空間。如果這個模型行得通，就可以繼續(xù)擴展，從而產(chǎn)生更加接近現(xiàn)實的理論版本，用于原子模型。

        不管數(shù)學(xué)還是物理學(xué)，這種方法都很常見。就是慢慢逼近唄，比如哥德巴赫猜想，從9+9慢慢到1+1；或者張益唐教授關(guān)于孿生素數(shù)猜想的論文，也是給出了一個方法。

        科學(xué)嘛，不怕困難，怕的是連破解難題的路都找不到。

        海森堡的思想非常牛，就是因為他確實找到了一條路。

        而且他沖破了一個固有觀念：玻爾的能級理論中，有一條假設(shè)，規(guī)定原子中有一些固定的軌道，電子只能在這些軌道上運行。

        海森堡思來想去，發(fā)現(xiàn)這條看似最沒破綻的假設(shè)其實最有可能有問題，于是從這里下手。

        并且過往的量子理論中，幾乎從來沒有提到過用數(shù)字來表示電子，海森堡第一個做到。

        就是吧，他這篇論文屬實太晦澀難懂。

        數(shù)學(xué)極好的玻恩看了幾天也沒完全看明白他在說什么，仿佛天書，但人家好歹有結(jié)果，于是硬著頭皮簽字發(fā)表。

        又過了幾天，玻恩才恍然大悟，海森堡的論文寫的分明是矩陣！

        海森堡從來沒學(xué)過矩陣，甚至不知道矩陣這個東西。他在把電子的不同狀態(tài)用數(shù)字小方格子表示，繼而計算時，立馬就遇到問題，一個致命問題：P×Q竟然不等于Q×P！

        對于學(xué)過線性代數(shù)的人來說這簡直稀松平常，但誰叫海森堡壓根沒聽說過矩陣哪，還一下子用到非常復(fù)雜的計算。

        海森堡搞不懂為什么這些小方格子連數(shù)學(xué)上最常規(guī)的乘法交換律（也就是對易性）都不滿足！

        既然不知道矩陣，海森堡只能強行用別的辦法繞，結(jié)果真的被他繞了過去。

        但結(jié)果就是論文基本只有他自己能看懂。

        玻恩數(shù)學(xué)好得離譜，知道是矩陣后，剩下的問題解決起來就輕松了。

        但就算哥廷根，學(xué)過矩陣的也很少，他隨即把泡利叫來辦公室。

        “這篇海森堡的論文你能幫著修改一下嗎？用正確的數(shù)學(xué)語言。”玻恩說。

        泡利懟神的名頭時刻在體現(xiàn)，他本來就不是很喜歡哥廷根這幫搞數(shù)學(xué)的，在他眼中，具有物理思維才是最牛的，于是看都沒看便說：“我認(rèn)為海森堡的物理思想已經(jīng)非常優(yōu)秀，不需要更改。”

        玻恩說：“你能看懂，不見得別人可以看懂，因為它太不數(shù)學(xué)。如果用正規(guī)的數(shù)學(xué)來寫，說不定還能有新發(fā)現(xiàn)。”

        泡利依舊是直接拒絕：“新發(fā)現(xiàn)？我可不認(rèn)為數(shù)學(xué)有這么大的能耐。”

        作為少有的同時懂相對論和量子理論的人，泡利大神在高傲這方面也是物理界數(shù)第一的。因為這個性格原因，絕世聰明的泡利與很多大發(fā)現(xiàn)失之交臂。

        泡利拒絕后，玻恩沒辦法，只能叫來另一個叫作約爾丹的學(xué)生，由他用矩陣語言修改，順便算一下文章的核心問題：既然P×Q不等于Q×P，那P×Q-Q×P等于什么？

        另外，玻恩順便讓海森堡把一篇論文寄給了劍橋。

        ——

        李諭和奧本海默抵達(dá)劍橋后，發(fā)現(xiàn)這里比之前好了一些。

        只不過卡文迪許實驗室大樓依舊沒什么變化：裸露的磚墻、陳舊的木質(zhì)地板、腳踏板制動的車床、手動真空泵、玻璃吹制設(shè)備，還有擺放在長凳上沾滿油漬的工具和設(shè)備，簡陋到放在舊貨市場都沒人要的那種。

        劍橋校方也曾考慮過這樣的環(huán)境是否適合英國紳士們使用，但這些年實驗室的成就太顯著，讓他們覺得維持現(xiàn)狀沒什么問題。

        “湯姆遜教授，這位就是奧本海默。”李諭介紹說。

        “湯姆遜教授，我對您景仰已久。”奧本海默恭敬道。

        湯姆遜點點頭：“你好。實驗室正好缺個人手，這段時間你可以幫著制備用于研究電子的鈹箔。先去找卡皮察吧，不對，還是找布萊克特，他會告訴你怎么做。”

        卡皮察也號稱天才，讓兩個桀驁不馴的人在一起，很難相處，還是布萊克特比較穩(wěn)重。

        “好的，教授。”奧本海默說。

        <div  class="contentadv">        此后的一段時間，他就要進行這項復(fù)雜的工作。鈹箔不是那么好制備的，尤其是用簡陋的設(shè)備，先要將汽化的鈹附著到火棉膠上，再費勁地除去這些火棉膠。毫無疑問是個細(xì)致活，估計奧本海默根本應(yīng)付不來。

        兩人隨后來到盧瑟福的實驗室，他正在整理去年實驗室的經(jīng)費結(jié)算。

        李諭專門買了一盒上等古巴煙絲，放在他的桌子上。

        “非常感謝！”盧瑟福說。

        湯姆遜問道：“去年實驗室花了多少錢？”

        “一共9628英鎊。”盧瑟福說。

        “這么少？”李諭訝道，“包含了所有員工的工資還有設(shè)備費？”

        “包括了。”盧瑟福說，然后把煙絲裝入煙斗，用火柴點燃，煙絲瞬間像座小火山一樣火星四濺。

        湯姆遜說：“太節(jié)省了，現(xiàn)在我擔(dān)任皇家學(xué)會主席以及三一學(xué)院院長，你可以把今年的預(yù)算大幅提升一筆。”

        “再好不過！”盧瑟福問，“提升多少？”

        “先提20%，循序漸進。”湯姆遜說。

        “如果要擴建的話，200%都不夠。”福勒走了進來。

        福勒是盧瑟福的女婿，并且是除了盧瑟福和湯姆遜兩人以外，卡文迪許實驗室中唯一擁有自己辦公室的理論物理學(xué)家。——如果是訪問學(xué)者，實驗室是沒有位置的，只能待在沒有供暖的圖書館，又或者說那座破舊的茶室里。

        盧瑟福說：“擴建項目太大，暫時無法實現(xiàn)。”

        福勒說：“愛丁頓去了趟美國，回來總是說美國大學(xué)的樓舍比我們強得多。”

        “沒什么好擔(dān)心的，他們只能做點我們剩下的事情，”盧瑟福說，然后問，“你去聽了愛丁頓的講座？”

        “聽了，”福勒說，“這場叫做《物理科學(xué)的哲學(xué)》的講座完全是一場恒星講座，難想象他可以背下來那么長的數(shù)字。”

        “什么數(shù)字？”湯姆遜問。

        “我記不下來，”福勒拿出一份演講稿，“你們自己看看吧。”

        李諭接過來，上面寫著“恒星具有穩(wěn)定的質(zhì)量，比如太陽的質(zhì)量為2×10的27次方噸”，這一句尚且比較常規(guī)的，雖然有點小瑕疵。而此后的一句就有點炸裂了：

        “我相信宇宙中有157477241  36275002577605653961181555468044717914527116709366231425076185631031296個質(zhì)子和相同數(shù)目的電子。”

        李諭問：“這個數(shù)字他可以完整說下來？”

        “而且是一個數(shù)字都沒錯。”福勒說。

        “他一定能夠背得出最少300位圓周率。”李諭笑道。

        “確實有可能，”福勒說，“愛丁頓是個數(shù)字狂人！據(jù)說他六歲時就可以背24×24乘法口訣。”

        貌似這一點在英國還是相當(dāng)牛叉的。

        盧瑟福又吸了口煙斗，站起身：“說不定一會兒就能在食堂遇見他，我看過菜譜，今天的餐品非常不錯。”

        李諭對英國料理沒有哪怕一絲的期待：“我實在吃夠了土豆。”

        “當(dāng)然不是土豆，我也討厭土豆，提到土豆就想起在新西蘭挖土豆的日子！”盧瑟福說，“今天食堂供應(yīng)的是法餐。”

        “法餐？”福勒有點震驚。

        盧瑟福說：“難得有一次，所以不能錯過。”

        李諭和他們一同來到餐廳，發(fā)現(xiàn)菜單也是用法文書寫。頭道菜是奶油烤鱈魚；然后是主菜，可以在燜野兔或是水煮牛舌中二選一；最后則是醋栗餡餅配奶油、水芹蘿卜奶酪或者沙丁吐司三選一。

        雖然是十分簡化的法餐，但對英國人來說，絕對相當(dāng)上臺面。

        愛丁頓坐在他們旁邊。

        福勒對他說：“愛丁頓教授，你今天的演講簡直太成功了，那些剛步入劍橋的新生一定欣喜于報考了數(shù)理系。”

        愛丁頓穿戴得非常整齊，是一身三件套的正式西裝，黑色領(lǐng)結(jié)很講究地打在襯衫第一個扣子的下方，他說：“我準(zhǔn)備在這批學(xué)生中挖掘出一等人才，就像福勒先生你那樣。”

        數(shù)理系是劍橋最大的系，也是最知名的一個系，學(xué)術(shù)高度和畢業(yè)生的競爭力都很強。

        只是在近百年的發(fā)展中，英國數(shù)學(xué)最熱衷的幾何學(xué)開始漸漸降低熱度，數(shù)學(xué)界已經(jīng)傾向于數(shù)學(xué)分析。英國物理學(xué)也更偏重實驗，不太重視正在崛起的量子理論和相對論。

        當(dāng)然了，就像法國能出個德布羅意，英國現(xiàn)在也有個不世出的天才。

        福勒說：“你指的是狄拉克？”

        “是的，”愛丁頓說，“雖然狄拉克不喜歡參加任何體育活動和社交活動，但他足夠用功，課業(yè)成績優(yōu)秀得不像話，在劍橋沒人敢說是尖子，但狄拉克卻有這樣的能耐。”

        劍橋在學(xué)業(yè)之外，非常看重體育活動和社交成果，如果能夠同時在學(xué)業(yè)和體育上做到優(yōu)秀，往往才能獲得最高的榮譽。可狄拉克在這兩方面都很一般。

        福勒說：“用功不見得成功，至少現(xiàn)在看不出什么。”

        愛丁頓說：“那好，聽說你過段時間要去哥本哈根訪問交流六周，這段時間不如就把狄拉克劃歸到我手下管理？”

        福勒攤攤手：“太可惜了，就在昨天晚上，聽說李諭先生來后，狄拉克主動要求那六周求教于他。”

        李諭詫異道：“劍橋從來沒說過要給我安排教學(xué)工作，只是個客座教授。”

        福勒說：“不僅狄拉克提出，還有卡皮察和布萊克特。僅僅六周而已，放心，我們會給您支付一個學(xué)期的薪金。”

        李諭尷尬道：“開開講座也就罷了，對于講課和教人，我實在不擅長。”

        盧瑟福剛吃完第二份水芹蘿卜奶酪，擦了擦嘴：“正好練習(xí)一下，無非就是布置點作業(yè)，比搞科研簡單太多。”

        湯姆遜也強留道：“我算了算，先生加入皇家學(xué)會這么多年，好像只參加了不到五場例行年會……”

        李諭趕忙投降：“好好好！我答應(yīng)還不成。”


　　(https://www.dzxsw.cc/book/13290934/135590735.html)


1秒記住大眾小說網(wǎng)：www.dzxsw.cc。手機版閱讀網(wǎng)址：m.dzxsw.cc