第575章 精細(xì)結(jié)構(gòu)
會議開完后,愛因斯坦立刻建議大家趁著現(xiàn)在正值冬季,一同去慕尼黑滑雪,順便還能在慕尼黑大學(xué)繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)研討。
勞厄比較熱衷,最先應(yīng)和:“我早就想去滑雪了,再不去今年就沒有機(jī)會了!
玻爾說:“慕尼黑大學(xué)的索末菲教授與我通信過幾次,本人也很想去拜訪他!
薛定諤與外爾也紛紛同意。
這些年輕人肯定喜歡滑雪,普朗克多少還是比較老成持重,表示說,自己這老胳膊老腿就不去山里遭罪了。
于是乎除了普朗克,大家伙愉快地決定一起前往慕尼黑。
愛因斯坦還邀請了一位天文學(xué)家,弗雷德里希,他就是幾個月后負(fù)責(zé)前往克里米亞進(jìn)行天文觀測驗(yàn)證廣義相對論的人選,——一個有點(diǎn)倒霉的家伙。
白天滑滑雪,晚上和頂級物理大佬、數(shù)學(xué)大佬們吹吹牛還是很有意思的。
勞厄說:“弗雷德里希先生,據(jù)我所知,你剛剛新婚不久,為什么沒有去度蜜月?”
弗雷德里希說:“我與夫人在一起每天都是蜜月,但能遇到諸位優(yōu)秀的學(xué)者反而不容易。”
李諭哈哈大笑:“就憑你這樣的甜言蜜語,少度個蜜月還真沒什么影響!
愛因斯坦說:“而且我們都是一群男人,很讓人放心不是。”
弗雷德里希也笑了:“當(dāng)然放心!
這里頭搞天文的不多,李諭算一個,于是弗雷德里希又問道:“李諭先生,我對您非常敬仰,能不能請教您對愛因斯坦先生的引力彎曲時(shí)空怎么看?”
李諭說:“理論上站得住腳,我相信會成功的。”
有李諭這句話,弗雷德里希對克里米亞之行更加有斗志:“天文學(xué)竟然能與相對論聯(lián)系在一起,想想就不可思議,簡直浪漫到無以復(fù)加!
愛因斯坦隨口說:“我還是認(rèn)為有更浪漫的事!
大家在滑雪場玩了好幾天,才意猶未盡地返回慕尼黑。
對德國而言,慕尼黑是座十分重要的城市,尤其二十世紀(jì)初,它還是重要的文化中心,活躍程度幾乎僅次于巴黎。
科研方面也不弱,此后慕尼黑大學(xué)在索末菲領(lǐng)導(dǎo)下成了量子力學(xué)三大中心之一(還有玻爾的研究所,以及哥廷根)。
當(dāng)然目前的慕尼黑大學(xué)也挺厲害,畢竟有倫琴在。
雖然提過好多次索末菲,似乎還是很多人不太了解他。其實(shí)只需要說出他的兩個徒弟名字,各位就比較能理解他的價(jià)值了:海森堡與泡利。
索末菲目前是慕尼黑大學(xué)的理論物理學(xué)教授兼理論物理所所長,看到這么一群年輕學(xué)者到訪非常高興,關(guān)鍵里面有幾個已經(jīng)大大地嶄露頭角。
薛定諤是個精細(xì)人,拿出一堆手稿給索末菲:“教授先生,這是一周前在柏林開會的簡要記錄。”
索末菲說:“非常感謝!
在玻爾提出能級軌道理論后,盧瑟福是歐洲最快進(jìn)行正面評價(jià)的大物理學(xué)家,接著就是索末菲。
大體看過后,索末菲知道了什么情況:“我早就說過,玻爾的模型看起來很有道理,但我相信需要以更基本的方式重新詮釋這一模型。果然沒多久,斯塔克就發(fā)現(xiàn)了譜線分裂的情況!
玻爾提出能級理論最初是想要解釋氫原子的光譜。
現(xiàn)在斯塔克突然說以前大家以為的譜線壓根不是一條條的,每一條其實(shí)是由兩條組成,只不過它們挨得太近,過去人們一直以為是一條。
玻爾說:“事情發(fā)展得太快,但我認(rèn)為能級理論不至于全盤皆錯。”
索末菲問:“你們有沒有理出什么頭緒。”
玻爾說:“暫時(shí)還沒有,但李諭先生有一些比較驚奇的猜想。”
于是索末菲問道:“李諭先生,您是怎么想的?”
李諭仍舊稍微收著思緒說:“在玻爾的原子模型中,電子以圓形軌道圍繞原子核旋轉(zhuǎn),我在想,電子能不能繞原子核做其他類型的運(yùn)動?”
索末菲眉毛一挑:“橢圓?我剛才還在想這個可能性。”
李諭接著說:“而且,玻爾先生的論文中似乎沒有考慮相對論效應(yīng)!
索末菲瞇眼想了好半天,然后說:“很棒的思路!只是或許要用到麻煩的數(shù)學(xué)推導(dǎo)!
李諭說:“教授您的數(shù)學(xué)功底優(yōu)秀,而且我們這里還有專門從哥廷根過來的數(shù)學(xué)家。”
索末菲一開始就是研究數(shù)學(xué)的。
外爾說:“我還沒有對量子理論深入研究到諸位的程度,如果只是幫著做點(diǎn)數(shù)學(xué)校核,應(yīng)該可以勝任。”
“真遺憾,”索末菲說,“看來只能李諭先生幫忙了。”
李諭說:“盡力而為。”
隨后的幾天,李諭大部分時(shí)間都是與索末菲一同進(jìn)行理論研究和數(shù)學(xué)推導(dǎo),有了一定結(jié)果就會在研討會上與大家一起討論。
他們很快就計(jì)算發(fā)現(xiàn),如果電子在橢圓軌道上繞原子核旋轉(zhuǎn),其速度將不同于在圓形軌道上的電子。
如果再考慮電子運(yùn)動的相對論效應(yīng),那么橢圓軌道與圓周軌道之間的能量差很小,而這個能量差似乎正好對應(yīng)兩條譜線的能量差。
索末菲已經(jīng)思考這個問題很久,順勢引入了新的量子數(shù),準(zhǔn)確說是三個:軌道方向量子數(shù)、軌道形狀量子數(shù)、自選方向量子數(shù)。
更通俗的理解就是量化了軌道的形狀。
除此以外,算著算著,索末菲算出了一個奇怪的東西,他立刻叫來李諭:“我似乎發(fā)現(xiàn)了一個蹊蹺的東西,你看!”
李諭只掃了一眼其中的“1/136”就知道是什么:“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)!
“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)?”
索末菲一愣,轉(zhuǎn)念一想,李諭在《分形與混沌》中就寫到過“精細(xì)結(jié)構(gòu)”這個詞語,用一下似乎沒什么不妥。而且他們研究的分裂譜線,正是氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。
“我贊同這個名字,”索末菲說,“非常神奇的是,它竟然沒有量綱,也就是個沒有單位的純數(shù)字,這該如何解釋?”
索末菲的問題問住李諭了。
在此后經(jīng)過更加細(xì)致的計(jì)算后,精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)約等于1/137。
按照最基本的理解,精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)就是氫原子基態(tài)電子的速度v除以光速的數(shù)值。
不過后來學(xué)界又發(fā)現(xiàn)這個數(shù)字賊神奇,仿佛是宇宙的一個彩蛋,出現(xiàn)在量子理論的很多地方。
比如最典型的電磁耦合,人們發(fā)現(xiàn)電磁相互作用的強(qiáng)弱是強(qiáng)力的1/137。
換句話說,精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)決定了電磁力的強(qiáng)弱,也就決定了原子、分子的性質(zhì)。這個常數(shù)太大或者太小,原子分子或許都不會形成。
正因如此,量子電動力學(xué)中用精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)表明電子和電磁場之間的相互作用強(qiáng)弱。
這相當(dāng)神奇。
精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)上百年來困擾了許多優(yōu)秀的物理學(xué)家與數(shù)學(xué)家。
狄拉克曾說:“這個數(shù)字是物理學(xué)中最基本的未解之謎。”
泡利說:“當(dāng)我死后,我問上帝的第一個問題將是:精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的意義是什么?”
<div class="contentadv"> 泡利臨終住院的病房號正好是137號。
(上帝:你先排隊(duì),那邊希爾伯特還想問黎曼猜想有沒有被證明了哪!)
可惜的是,直到李諭穿越前,人們也沒能搞明白精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)。
乃至物理學(xué)家已經(jīng)暫時(shí)放棄思考這個問題,而是轉(zhuǎn)而思考這個數(shù)字會不會隨著時(shí)間變化。
不過這個問題更可怕:要是電磁力的耦合常數(shù)隨著時(shí)間變化,那么萬有引力常數(shù)(即引力的耦合常數(shù))會不會變?
這些東西要是隨著時(shí)間變化,絕大部分的物理理論絕對都要重新修正。
因?yàn)楝F(xiàn)代物理學(xué)大廈說白了就是建立在這些常數(shù)不變的前提下。
已經(jīng)不是兩朵烏云那么簡單了,而是一顆滅世隕石。
細(xì)思極恐。
對了,2018年阿提亞爵士聲稱證明了黎曼猜想,用的就是精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù),證明過程只有一兩頁紙……
但這事很有爭議。
總之就是索末菲發(fā)現(xiàn)了一個不得了的東西。
李諭說:“咱們現(xiàn)在只能一點(diǎn)點(diǎn)解決問題,這件事就留給其他人解決吧。”
索末菲說:“也好!我花幾天整理出論文,會將先生作為第二作者!
李諭笑道:“沒有必要!
索末菲說:“至少你是命名者!
李諭聳聳肩,也不是什么大不了的事情。
——
研討會暫時(shí)告一段落,可算能夠再喘口氣。
愛因斯坦建議說:“最近慕尼黑正在舉辦一場畫展,據(jù)說尺度有點(diǎn)……哈哈!
李諭心領(lǐng)神會:“去看看!”
德國雖然在美術(shù)方面相比其他幾個歐洲國家弱了點(diǎn),不過慕尼黑的藝術(shù)氛圍還是很好的。
前往畫展的路上,李諭與一個戴著帽子的人擦肩而過,忍不住站住腳,心中一驚:列寧?
李諭回頭看去,他的身影已漸漸消散在人群中。
愛因斯坦拍了拍李諭的肩膀:“你在看什么?”
“沒什么,”李諭轉(zhuǎn)頭說,“繼續(xù)趕路!
畫展的內(nèi)容主要是人物畫,而且素描部分相當(dāng)有“味道”。
李諭假裝很懂的樣子:“藝術(shù)啊!真是藝術(shù)!”
愛因斯坦問道:“聽說你買過一些畫作,怎么今天沒有出手?”
李諭說:“剛才我看到路上有許多擺著小攤賣畫的,他們的價(jià)格要便宜得多。”
愛因斯坦說:“我也覺得畫展太貴了,還是去攤位看看!
李諭問道:“你想買畫?”
“送人!睈垡蛩固裹c(diǎn)了點(diǎn)頭。
李諭大體能猜到他想送誰,目前愛因斯坦與愛爾莎的關(guān)系已經(jīng)非同一般,幾乎要公開關(guān)系了。
“你喜歡什么風(fēng)格作品?”李諭來到街上問道,“聽說整個慕尼黑有三千個畫家,夠你挑的!
“三千個畫家?”愛因斯坦有些驚訝,“整個慕尼黑不過六十萬人吧!
“藝術(shù)就是千軍萬馬過獨(dú)木橋,一下子來這么多畫家,確實(shí)夠內(nèi)卷,”李諭一眼望過去,“要不你也不會在街上看到這么多賣畫的,并且價(jià)格如此低!
愛因斯坦說:“為何這么多畫家集中在慕尼黑?”
“那我就不知道了,”李諭說,“可能是離著意大利、奧地利比較近吧!
愛因斯坦說:“愛爾莎喜歡風(fēng)景類的畫作!
李諭向前看了一眼:“這邊都是人物畫,前面似乎是風(fēng)景類。”
兩人剛走沒多遠(yuǎn),就聽到一些叫賣聲:
“這幅畫600馬克!”
“我的只要500馬克!”
“400馬克!看看我的!”
越往前走,價(jià)格越低。
愛因斯坦看出了規(guī)律:“離著畫展越近,價(jià)格越高。”
走了幾百米,李諭突然看到一個瘦瘦的年輕人在賣建筑類畫作,尼瑪竟然是小胡子希特勒!
小胡子見到李諭駐足,于是說:“太好了,終于有人不愿意購買人物類畫作了!
小胡子現(xiàn)在是真的想當(dāng)個靠賣畫謀生的畫家。
只不過他數(shù)次報(bào)考維也納美術(shù)學(xué)院均失敗了。
最近的一次,考官說他繪畫功底不足,沒什么天賦,并且告訴他:“你的天賦是在建筑方面,建議報(bào)考建筑學(xué)院。”
小胡子的畫比較好的基本都是建筑風(fēng)格作品,所以考官才這么說。
建筑學(xué)院也的確需要一定的美術(shù)功底。
但這個建議對小胡子來說無法接受,因?yàn)檫M(jìn)入建筑學(xué)院必須念完六年制中學(xué)并具有畢業(yè)證書,可小胡子只有四年制中學(xué)證書。
以專業(yè)的角度看,小胡子的畫不是很完善。畢竟大部分的作品都是他青年時(shí)期創(chuàng)作,沒有經(jīng)過正規(guī)的美術(shù)學(xué)院教育。
——看著很好看,就是缺乏藝術(shù)性。
建筑是小胡子最喜歡的題材,他的藝術(shù)思維相當(dāng)保守,在他以后的人生中有很大的體現(xiàn)。他對人體藝術(shù)以及當(dāng)代藝術(shù)等新潮藝術(shù)也帶有強(qiáng)烈排斥感。
在維也納實(shí)在混不下去,小胡子只能來慕尼黑討生活。
李諭說:“實(shí)際上我們想買風(fēng)景畫。”
小胡子略顯失望,但很快就有人高興道:“我擅長風(fēng)景畫!”
愛因斯坦現(xiàn)在并不知道小胡子這號人,只當(dāng)是個普普通通的青年畫家,于是直接走了過去,來到風(fēng)景畫攤前購買了一幅。
今天真是有點(diǎn)意思,這塊小小的地方竟然同時(shí)容納了未來世界的兩極。
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