第574章 新坑
斯塔克效應(yīng)的完美解釋得靠十多年后突然爆發(fā)的薛定諤。
具體的解決過(guò)程相當(dāng)之復(fù)雜,他用了十分復(fù)雜的數(shù)學(xué),什么拉蓋爾多項(xiàng)式、超幾何函數(shù)、微分方程巴拉巴拉的。
要是真的去看薛定諤1926年左右發(fā)的論文,真的很恐怖,最后出現(xiàn)了兩個(gè)極為復(fù)雜的積分,薛定諤硬生生給解了出來(lái)。精簡(jiǎn)后的過(guò)程都有好幾頁(yè)紙,恐怖的是計(jì)算過(guò)程幾乎沒(méi)有數(shù)字。
——數(shù)學(xué)一旦到了沒(méi)有數(shù)字、全是字母與各種奇怪的符號(hào)的時(shí)候,說(shuō)明已經(jīng)相當(dāng)可怕。
只不過(guò)目前除了少部分專(zhuān)門(mén)研究理論的,大部分物理學(xué)家們都沒(méi)有掌握到這種程度的數(shù)學(xué),因?yàn)檫缺少一個(gè)數(shù)學(xué)大佬的幫助——柯朗。
柯朗這位老哥目前同樣剛畢業(yè)沒(méi)多久,還在給希爾伯特當(dāng)助手。幾年后,準(zhǔn)確說(shuō)是一戰(zhàn)后,他才能騰出手來(lái)與希爾伯特搞應(yīng)用數(shù)學(xué),首先就是往物理上應(yīng)用。
兩人合作了一本非常著名的教科書(shū)《數(shù)學(xué)物理方法》,幫助物理學(xué)家們提升數(shù)學(xué)能力。
《數(shù)學(xué)物理方法》部分大學(xué)專(zhuān)業(yè)應(yīng)該了解過(guò),幾乎是“天書(shū)”級(jí)別,能學(xué)明白的不是一般人。
可能就是覺(jué)得物理學(xué)家們的數(shù)學(xué)實(shí)在太爛了,希爾伯特才想要親自下場(chǎng)搞搞物理學(xué)吧。而且因?yàn)橄柌氐挠绊懀缤⒏撕蠛枚鄠(gè)出名數(shù)學(xué)家都對(duì)理論物理產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
說(shuō)回會(huì)議本身,就算不管那幾個(gè)大坑,李諭可以指出玻爾方程的問(wèn)題,也很不簡(jiǎn)單。
前沿?cái)?shù)理理論想要簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)對(duì)錯(cuò)不太容易,因?yàn)闆](méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案。
——李諭能輕松看出來(lái),完全是因?yàn)榇┰秸叩某把酃狻?
這些前沿?cái)?shù)理理論要核驗(yàn)對(duì)錯(cuò),需要水平不低的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行諸如對(duì)稱(chēng)性檢查、多重辦法計(jì)算檢查之類(lèi)的,當(dāng)然最簡(jiǎn)單的辦法就是和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。
外爾道:“院士先生的數(shù)理基礎(chǔ)令我贊嘆。”
李諭說(shuō):“碰巧也在研究這個(gè)課題罷了。”
外爾是個(gè)第一流數(shù)學(xué)家,此后在數(shù)學(xué)方面幫了愛(ài)因斯坦大忙。
除了廣義相對(duì)論,外爾還對(duì)量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)有很大貢獻(xiàn),比如赫赫有名的規(guī)范場(chǎng)論。
能同時(shí)影響兩大理論的數(shù)學(xué)家不多見(jiàn)。
畢竟自從龐加萊之后,數(shù)學(xué)家已不再追求貫通所有數(shù)學(xué)分支,外爾可能是最接近達(dá)到融會(huì)貫通境界的。
外爾說(shuō):“在哥廷根工作后,我才知道物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到這種程度,也引起了我的關(guān)注。”
李諭笑道:“理論物理這下子撞到真數(shù)學(xué)家的槍口上了。”
外爾說(shuō):“我的這把槍能不能打得準(zhǔn)還不知道,如果僅憑我,根本不可能對(duì)物理學(xué)了解多么透徹。”
他還是挺謙虛的。
不過(guò)規(guī)范場(chǎng)論確實(shí)不是一個(gè)人能搞定的,怎么也得先有諾特定理作為核心思想才行。
而提出諾特定理的傳奇女?dāng)?shù)學(xué)家埃米·諾特還沒(méi)有前往哥廷根學(xué)習(xí)。
李諭說(shuō):“仔細(xì)想想,似乎歷史上的偉大的數(shù)學(xué)家們大都對(duì)物理學(xué)的基礎(chǔ)有突出貢獻(xiàn),不管是以往的牛頓、拉格朗日、歐拉、哈密頓、龐加萊,還是現(xiàn)在的希爾伯特以及外爾先生。”
外爾哈哈一笑,然后說(shuō):“反過(guò)來(lái)講,好的物理學(xué)家也沒(méi)有數(shù)學(xué)差的。”
兩人都被對(duì)方的商業(yè)互吹搞得很舒服。
愛(ài)因斯坦和外爾比較熟,也笑道:“兩位都很有眼光,而且這位外爾先生還有一點(diǎn)與李諭先生很像,他在文學(xué)方面頗有建樹(shù)。”
愛(ài)因斯坦還朗誦了一首外爾的詩(shī):
“諸神給我的寫(xiě)作強(qiáng)加上了枷鎖,那是我在搖籃中未曾聽(tīng)過(guò)歌聲的語(yǔ)言。
“那是什么樣的感覺(jué)呢,夢(mèng)到自己胯下無(wú)馬還縱橫馳騁的人都知道。”
原文是英文,寫(xiě)得蠻不錯(cuò),很多母語(yǔ)是英語(yǔ)進(jìn)行寫(xiě)作的人也會(huì)震驚。
外爾說(shuō):“恐怕還是李諭先生的星戰(zhàn)系列更加吸引人。”
普朗克早就想問(wèn)這個(gè)問(wèn)題:“李諭先生,已經(jīng)很久沒(méi)看到你的新作。”
李諭只能再次把自己想要寫(xiě)本科幻驚悚小說(shuō)的想法告訴了他。
普朗克果然極感興趣:“科幻加上驚悚?聽(tīng)起來(lái)就很有趣,什么時(shí)候我可以看到?”
李諭說(shuō):“估計(jì)用不了多久,但何時(shí)能翻譯成德文版我就不清楚了。”
普朗克說(shuō):“有英文版或者法文版便足夠,我能讀得懂。”
薛定諤小聲插嘴(現(xiàn)在他真不敢大聲說(shuō)話)說(shuō):“我也喜歡驚悚故事,能讓我在夜晚保持頭腦清醒進(jìn)行思考。”
勞厄笑道:“晚上看驚悚故事,真有你的。”
外爾突然說(shuō):“驚悚還真有點(diǎn)迎合當(dāng)下的時(shí)局,現(xiàn)在各國(guó)劍拔弩張,總有一副要打仗的勢(shì)頭。”
愛(ài)因斯坦說(shuō):“到了柏林后,我也感受到了這樣的氛圍。要不是已經(jīng)脫離德國(guó)國(guó)籍,恐怕我還要被迫服兵役。”
薛定諤說(shuō):“不僅德國(guó),我所在的奧匈帝國(guó)實(shí)行征兵制,氛圍方面與德國(guó)沒(méi)有太大區(qū)別。”
外爾問(wèn)道:“如果打仗,你會(huì)服兵役嗎?”
薛定諤說(shuō):“那要看會(huì)不會(huì)被征募。”
一戰(zhàn)時(shí)期,薛定諤確實(shí)進(jìn)入了奧匈軍隊(duì),成了一名炮兵軍官。
大部分被征集到部隊(duì)的科學(xué)家都進(jìn)入了技術(shù)類(lèi)兵種,炮兵部隊(duì)是最多的,主要負(fù)責(zé)彈道計(jì)算。一戰(zhàn)沒(méi)有自行火炮這種先進(jìn)武器,就看誰(shuí)能更快地用固定火炮摧毀敵人目標(biāo)。
只不過(guò)奧匈軍隊(duì)在一戰(zhàn)中實(shí)在太拉胯,簡(jiǎn)直是一敗涂地,士兵陣亡非常多,很多科學(xué)家不幸命喪沙場(chǎng)。
比如薛定諤的導(dǎo)師哈澤內(nèi)爾,他是在1915年10月率隊(duì)沖鋒時(shí)陣亡的。
奧地利失去了一位正值創(chuàng)造性高峰的杰出物理學(xué)家,這種慘痛的損失無(wú)法挽回和彌補(bǔ)。
可能是不想再損失大牌學(xué)者,后來(lái)薛定諤就被編入了后方部隊(duì),主要負(fù)責(zé)培訓(xùn)。他在維也納附近的軍營(yíng)里給即將赴任的防空部隊(duì)軍官講授氣象學(xué)的基本概念和理論,例如大氣構(gòu)成,太陽(yáng)輻射,大氣的分布和每天、每年的變化;氣壓,高、低壓區(qū),大氣環(huán)流特別是大洋、大陸和山區(qū)的風(fēng),氣候分界線,風(fēng)暴,云層結(jié)構(gòu),天氣圖的解釋等等。
薛定諤在氣象方面研究得很深入,論文中便有關(guān)于氣象學(xué)的。
另外他在生物方面也是個(gè)大才,總之相當(dāng)之博學(xué)。
玻爾不喜歡戰(zhàn)爭(zhēng)話題,打斷他們的談話道:“戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)在太愚蠢了!”
“這個(gè)觀點(diǎn)我無(wú)比贊同!但更愚蠢的還是那些政客!”愛(ài)因斯坦說(shuō),然后問(wèn)道,“玻爾先生,你有沒(méi)有獲得教授聘書(shū)?”
“并沒(méi)有,”玻爾頹喪道,“我很想回國(guó)進(jìn)入哥本哈根大學(xué)當(dāng)一名理論物理教授,可惜這個(gè)申請(qǐng)被丹麥教育部駁回了。”
<div class="contentadv"> 李諭問(wèn)道:“為什么被駁回?”
玻爾說(shuō):“我也不知道,或許是丹麥教育部認(rèn)為理論物理學(xué)沒(méi)有實(shí)際意義。”
李諭說(shuō):“不知道我們一起聯(lián)名寫(xiě)一封推薦信有沒(méi)有幫助?”
李諭有心早點(diǎn)在這幫大佬年輕的時(shí)候多助點(diǎn)力,以后的好處肯定很多。
玻爾聽(tīng)后很高興:“多謝!”
李諭隨即手書(shū)了一封推薦信,并第一個(gè)簽名。普朗克、愛(ài)因斯坦等人也簽了名。
寄出信件后,眾人高興地吃了晚宴。
會(huì)議在第二天繼續(xù)。
這天的討論主要集中在粒子方面,因?yàn)樽蛱炖钪I提出了很多關(guān)于粒子物理學(xué)的問(wèn)題,引起了很大震動(dòng)。
玻爾首先說(shuō):“昨天晚上我與遠(yuǎn)在英國(guó)的盧瑟福教授通了電報(bào),他告訴了我一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。盧瑟福教授實(shí)驗(yàn)室一位叫做查德威克的助手發(fā)現(xiàn),元素的原子核發(fā)生衰變時(shí),可能變成一個(gè)新元素的原子核然后加上β粒子,似乎可以解釋昨天李諭先生的問(wèn)題之一,即原子核為什么會(huì)有β射線出現(xiàn)。”
李諭當(dāng)然知道查德威克的實(shí)驗(yàn),不過(guò)他僅僅是做出實(shí)驗(yàn)而已,根本無(wú)法解釋?zhuān)谑钦f(shuō)道:“是不是還有其他發(fā)現(xiàn)?”
玻爾詫異地看了李諭一眼,仿佛他知道什么,于是繼續(xù)說(shuō):“是的,查德威克還發(fā)現(xiàn),前后的能量不一致。準(zhǔn)確說(shuō),是衰變后的能量少了一點(diǎn)點(diǎn)。”
原子核中射出的β射線就是衰變產(chǎn)生的,只是目前物理學(xué)家們并不是很清楚。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)確實(shí)重要,而玻爾的第二句話更加匪夷所思。
普朗克凝眉道:“前后能量不一致?”
玻爾說(shuō):“是的,衰變后能量變少了。”
勞厄詫異道:“總不能微觀粒子領(lǐng)域連最基本的能量守恒都無(wú)法保持?”
“不可能!”普朗克斬釘截鐵道,“能量守恒是最基礎(chǔ)的原理,不會(huì)有錯(cuò)!”
“可是……”勞厄頓了頓說(shuō),“實(shí)驗(yàn)結(jié)果為什么會(huì)不守恒?”
普朗克向玻爾問(wèn)道:“這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果靠譜嗎?”
“靠譜,”玻爾說(shuō),“實(shí)驗(yàn)不僅在設(shè)備先進(jìn)的曼徹斯特大學(xué)實(shí)驗(yàn)室做過(guò),劍橋大學(xué)的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室得到了同樣的結(jié)果。”
這兩家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)相當(dāng)權(quán)威,其他實(shí)驗(yàn)室做也只能如此。
普朗克扶了扶眼鏡:“物理學(xué)大廈該不會(huì)真的要塌了?”
玻爾試探道:“會(huì)不會(huì)就像麥克斯韋與玻爾茲曼的統(tǒng)計(jì)力學(xué)那樣,在宏觀上表現(xiàn)出能量守恒,但單獨(dú)一個(gè)粒子不見(jiàn)得守恒?”
這明顯是個(gè)過(guò)于離經(jīng)叛道的說(shuō)法,但能量不守恒的話顯然更加無(wú)法接受。
普朗克搖了搖頭:“首先,數(shù)學(xué)對(duì)物理學(xué)雖然很重要,統(tǒng)計(jì)與概率論又是重要的數(shù)學(xué)分支,但我依舊不能接受把統(tǒng)計(jì)學(xué)引入物理之中。物理不是數(shù)學(xué),物理不能允許不確定性以及無(wú)窮存在。其次,能量守恒是不可撼動(dòng)的,否則整個(gè)物理學(xué)都要改寫(xiě)!微觀可以與宏觀不同,但在基本守恒定律方面不能有不同。”
愛(ài)因斯坦說(shuō):“我也認(rèn)為能量守恒不能夠被打破。”
普朗克對(duì)李諭說(shuō):“你哪?”
“我同樣堅(jiān)信能量守恒不可能出錯(cuò),宏觀只是微觀的表現(xiàn),”李諭說(shuō),“至于為何實(shí)驗(yàn)中能量出現(xiàn)了不守恒,或許是因?yàn)樗プ冞^(guò)程中還存在一種我們觀察不到的粒子、射線。所以實(shí)驗(yàn)中部分少掉的能量并非真的少了,只是我們的設(shè)備觀測(cè)不到。”
李諭作為穿越者知道,這部分少掉的能量是中微子引起,不過(guò)它確實(shí)小到不可思議,1956年才能在實(shí)驗(yàn)中找到。
李諭的說(shuō)法已經(jīng)非常委婉,而且這樣的解釋大家比較容易接受。
普朗克說(shuō):“我希望李諭院士的說(shuō)法是正確的,因?yàn)槲锢韺W(xué)實(shí)在無(wú)法接受能量不守恒這樣的結(jié)果。”
衰變后能量不守恒事件號(hào)稱(chēng)“能量失竊案”,將會(huì)困擾物理學(xué)界很多年。
感覺(jué)這兩天的會(huì)開(kāi)下來(lái),大家的失望情緒有點(diǎn)多,似乎什么問(wèn)題都沒(méi)解決的同時(shí),又增加了無(wú)數(shù)問(wèn)題。
李諭準(zhǔn)備說(shuō)點(diǎn)好消息:“我在美國(guó)時(shí),遇到了芝加哥大學(xué)的密立根教授,他正在做一個(gè)很有趣的實(shí)驗(yàn)。”
普朗克說(shuō):“做出油滴實(shí)驗(yàn)的密立根教授?”
李諭說(shuō):“是的。”
自從完成油滴實(shí)驗(yàn),搞定基本電荷后,密立根在物理學(xué)界已經(jīng)名聲大噪,讓美國(guó)的物理學(xué)界繼邁克爾遜后難得又抬起了一次頭。
不過(guò)總體上美國(guó)物理學(xué)還是落后于歐洲,多年后美國(guó)的科技興起完全是德國(guó)作死。
1933年小胡子當(dāng)選德國(guó)總理,立馬開(kāi)始大規(guī)模反猶,導(dǎo)致大量科學(xué)家流亡海外。
二戰(zhàn)結(jié)束后,美國(guó)又再次瘋狂搶奪德國(guó)科研人才,即大名鼎鼎的“阿爾索斯”行動(dòng)。
這幫人到了美國(guó)后,直接讓美國(guó)的科技水平上了一個(gè)大臺(tái)階。
普朗克說(shuō):“他有什么新成果?”
李諭說(shuō):“密立根教授準(zhǔn)備針對(duì)光電效應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),一旦成功,立馬可以做實(shí)光的波粒二象性。”
李諭故意說(shuō)成了“驗(yàn)證試驗(yàn)”,其實(shí)人家密立根是因?yàn)椴幌嘈艕?ài)因斯坦的理論,想要用試驗(yàn)推翻。
不過(guò)這樣說(shuō)出來(lái)似乎好聽(tīng)一點(diǎn)。
愛(ài)因斯坦太喜歡這個(gè)消息了:“希望密立根教授加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)度!”
反正現(xiàn)在理論驗(yàn)證得這么好,大家基本上已經(jīng)默認(rèn)實(shí)驗(yàn)可以做成,就等一個(gè)結(jié)果。
普朗克說(shuō):“波粒二象性?這個(gè)名字有點(diǎn)意思。”
李諭說(shuō):“實(shí)驗(yàn)同時(shí)還能證實(shí)普朗克常數(shù)的正確,并且得出更加精準(zhǔn)的數(shù)值,對(duì)整個(gè)量子理論都是一件大大的好事。”
總算聽(tīng)到一個(gè)好消息,普朗克笑道:“或許到時(shí)候很多論文還是要重寫(xiě)。”
密立根的實(shí)驗(yàn)是在1916年左右做出,雖然這個(gè)驗(yàn)證光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)不如他的油滴實(shí)驗(yàn)著名,不過(guò)物理意義同樣不小。
不管怎么說(shuō),波粒二象性都是觸及量力理論核心的東西。
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