第433章 再現驚世預言!電子二值性!第四量子數的線索!眾人瘋狂!
第433章 再現驚世預言!電子二值性!第四量子數的線索!眾人瘋狂!
李奇維今天的演講,註定要震驚整個科學界。
他在化學界的地位,將一躍成為和在物理學領域一樣,橫壓萬古。
其光輝猶如大日高懸,讓化學的天空再無一片黑暗。
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電子殼層模型及衍生出的化學鍵理論,讓化學這門學科,成為邏輯自洽的獨立學科。
從此以後,化學家們有了自己的理論武器。
可以深入到原子級別,探究化學之本質,掌握反應之真理。
而不再是只能搗鼓瓶瓶罐罐,然後稱重測量看變化。
「布魯斯教授實現了他的承諾。」
「化學家從今往後不再是鍊金術士了。」
由此可見,李奇維在化學界的地位將會高到什麼程度。
能斯特的「現代化學之父」評價,絕非誇大其詞。
此刻,整個會場都陷入一片震撼的海洋之中。
所有人都忍不住和旁邊的人交流自己的感受。
生平能聽到這種級別的演講,對某些人而言,足以稱得上三生有幸了。
李奇維足足等了五分鐘,會場內才逐漸安靜下來。
他的臉上一直帶著微微的笑容,顯得如沐春風。
仿佛剛剛的偉大驚天成就,在他的眼裡,完全是不值一提。
他開口說道:
「大家對我剛剛的演講,有任何疑問都可以提出來?」
「我很希望和你們交流。」
人群頓時出現騷動。
眾人這才想起來,布魯斯教授的演講流程中,提問環節才是更驚心動魄的。
那是思想碰撞、智慧迸發的學術爭鋒!
是所有科學研究者畢生的夢想。
只不過,能夠有資格和布魯斯教授來回拉扯辯論的人,整個世界也沒有多少。
在如此偉大的理論面前,要是提一個非常傻的問題,那肯定直接社死了。
於是,偌大的會場內只響起了竊竊私語聲。
沒有人敢舉手。
而且大多數人也確實發現不了什麼問題。
雖然電子殼層模型和化學鍵理論,某種意義上,都只是一種猜想。
但是這種猜想,能解決的實際問題實在太多了。
這反而變相地證明了猜想的正確性。
所以,大家都是把它當作全新的正確理論看待。
李奇維的威壓瀰漫在會場之內,讓人提不起辯論的勇氣。
就在前排的大佬們,準備帶頭做個榜樣時。
忽然,泡利動了。
「布魯斯教授,我有問題。」
他剛一站起身,就引發一陣驚呼。
「哇,又是那個胖小子!」
「他這次又要幹什麼,現在可不是剛剛那種耍嘴皮子的時機。」
「你得先理解布魯斯教授的理論,才能提出有價值的問題。」
「那小子嘴上毛都沒長齊,能有什麼見識。」
「估計是年輕人想譁眾取寵了。」
「.」
眾人對於泡利顯然不看好。
按照經驗來說,一般越跳脫的人,水平就越不咋地。
但是海森堡不同。
他很清楚自己師兄的天賦之高,絕對是最頂尖的天才。
他羨慕地看著泡利,哪怕面對所有人的輕視,對方依然雲淡風輕,對周遭一點不在意。
仿佛任何流言蜚語都引不起心境起伏。
換成海森堡自己,那是萬萬做不到的。
他還想著等演講結束後,再去求自己的導師索末菲,引薦自己給布魯斯教授認識呢。
因為他不敢當著這麼多人面前,大方自信地提問。
這是他的性格使然。
前排大佬處,愛因斯坦看著索末菲尷尬的樣子,好奇問道:
「這是你的學生?」
索末菲笑道:「他就是泡利。」
愛因斯坦哦了一聲,又特意看了泡利兩眼。
顯然,他也聽聞過泡利的故事。
「原來他就是泡利啊。」
「和我想像中有點不同。」
「不過他很不錯,很有膽氣!」
「布魯斯就喜歡這樣的年輕人。」
忽然,愛因斯坦又取笑道:
「索末菲,你乾脆讓泡利到布魯斯的量子研究所學習幾年。」
「好好磨鍊他的性格。」
索末菲聞言,回頭看了一眼,露出欣慰的笑容。
他喃喃自語道:「泡利這樣也挺好的。」
此刻,在李奇維的注視下,泡利鎮定自若地開始自我介紹。
「教授您好,我是泡利,目前是德國慕尼黑大學的學生。」
「我的導師是索末菲教授。」
話音剛落,會場內響起小範圍的震驚。
顯然,泡利的名氣早已不局限在慕尼黑大學,而是傳到了德國學術界。
「哇,原來是那個號稱上帝之鞭的天才學生。」
「聽說他既是本科生,又是博士生,我從未聽過這種事情。」
「他編寫的相對論,我看過,寫的是真好啊。」
泡利在眾多學生之中儼然是被羨慕的對象。
年輕、天才,性格狂傲。
這就是學生們夢想中的自己。
大佬們則比較淡定。
畢竟現在的泡利在他們眼中只是天才,而不是真正有成果的物理學家。
天才,大佬們見到的太多了。
前排的諸位,誰年輕時又不是天才呢?
台上的那位,更是天才之王。
這時,李奇維內心一震。
「好傢夥,原來是泡利啊。」
「沒想到他還是個小胖墩。」
「他旁邊那位看起來有點害羞的,應該就是海森堡了。」
這一刻,李奇維對於二人產生了期待。
這兩位可是量子力學的關鍵人物。
沒想到在今天的場合碰到了。
他朝索末菲笑著看了一眼,然後目視那個勇敢的年輕人。
「你好,泡利同學。」
「我和你的導師是很好的朋友。」
「你有什麼問題,可以隨便問。」
泡利雖然喜歡懟人,但他也不傻。
面對當世第一的布魯斯教授,他要表現足夠的尊重。
他說道:「謝謝您,教授。」
「我的問題是關於電子數量和能級的關係。」
「在您的電子殼層理論中,你把電子的軌道進行了分層。」
「每一層能存在的最多電子數量,是有嚴格限制的。」
「按照您的理論,電子數量是能級數量的2倍。」
「第一層1個能級,可以容納2個電子。」
「第二層4個能級,可以容納8個電子。」
「以此類推.」
「但是,為什麼電子不可以都擠在最低能級上呢?」
「比如所有電子都擠在第一層里,或者擠在第二層的某個能級中。」
「這樣整個體系的能量最低,狀態也就會最穩定。」
「如果電子不能擠在同一層或者同一能級里,那為什麼每個能級可以容納2個電子呢?」
「按理來說,一個能級代表一個軌道,不應該只能存在一個電子嗎?」
「2個電子在同一個軌道上,難道不會發生碰撞或者其它效應,導致電子運動不穩定嗎?」
「這個【2】有什麼特殊的含義嗎?」
嘩!
泡利的問題,讓在場的大多數人非常吃驚。
因為他們在李奇維滔滔不絕的演講過程中,不自覺地忽略了這個問題。
好像2倍是應該的,天然的,不需要證明的。
但是,泡利敏銳的物理直覺,讓他沒有放過這個小細節。
這裡面一定隱含更深層次的秘密。
這一刻,眾人才發現,他們小看了泡利。
對方的天才之名,絕非浪得虛名。
而這種天才,喜歡懟人,也能說得通了。
畢竟天才看誰都覺得蠢嘛。
愛因斯坦笑著對索末菲說道:
「泡利這個年輕人果然不錯。」
「他能這麼快就發現這個問題,並且善於去思考。」
「我都準備問布魯斯這個問題了。」
索末菲聽到愛因斯坦的誇獎後,非常開心。
泡利沒有讓他失望,即便面對布魯斯教授,他也能一針見血地提出自己的質疑。
這才是一個優秀物理學家需要具備的素質。
可以崇拜,可以羨慕,但一定不能諂媚。
要獨立思考。
李奇維聽完泡利的問題後,內心感慨。
歷史上的那些物理學大佬,果然都是名不虛傳之輩。
泡利今年才20歲,系統學習物理也沒有多長時間,就已經能有這麼深的領悟了。
在後世的人看來,這個問題不是顯而易見,很容易提出嗎?
但是放在當初那個時代,當前方是一片迷霧時,能敏銳地抓住關鍵因素,是一個了不得的能力。
甚至它就是某種天賦。
是大佬有別於普通人的關鍵。
而這個問題,將直接引出舊量子論的最後一塊拼盤:第四量子數!
此刻,李奇維笑著說道:
「感謝你的提問,泡利同學。」
「這是一個非常好的問題。」
「甚至於,我一時間還沒有想好該怎麼回答。」
台下又是一陣驚呼。
泡利臉上也露出得意的神情。
「我果然是個天才,嘿嘿。」
海森堡偷偷拽了拽泡利的褲腳,給了他一個牛逼佩服的眼神。
李奇維繼續道:
「在思考電子殼層模型的時候,我當時很自然地就使用了2倍這個關係。」
「因為它使得電子的排布非常規律完美。」
「以至於一開始我都沒有想過,為什麼會是2。」
「今天的演講之前,我其實一直在想這個問題,只不過沒有思路。」
「但是,就在剛剛,泡利提出之後,我忽然有了靈感。」
「我想,這或許會是最有可能的答案。」
嘩!
李奇維話音剛落,所有人都震驚了。
在眾人看來,就算布魯斯教授今天回答不了2倍的問題,也沒有什麼。
以後隨著更多人開始研究,肯定可以解決。
尤其是那些化學家們,絕對不會放棄這個理論的。
哪怕是湊,也得湊出個2倍關係的合理解釋。
但是現在,僅僅一瞬間,因為泡利的啟發,布魯斯教授竟然就想到了答案。
「這真是太不可思議了!」
愛因斯坦等大佬,也表情嚴肅,緊張起來。
因為這個問題可是純粹物理的範疇了。
它關係到量子論的未來,眾人無不關心。
李奇維頓了一會兒,然後說道:
「諸位應該知道,現在的玻爾-李模型中,一共有三個量子數。」
「正是通過對這三個量子數的深入分析,我才提出了電子的殼層結構。」
「但是於隱發現的反常塞曼效應,用三個量子數無法解釋。」
「所以,物理學界們幾乎都認為,一定存在第四個量子數。」
「我本人也是持有這種看法。」
「但是很可惜,目前為止,還沒有人發現第四量子數的蹤跡。」
「因為電子軌道的數量、形狀、方向,都已經被量子化了。」
「幾乎不可能再找出還未發現的性質。」
「但是,直覺告訴我,第四量子數一定存在。」
「它就在一個很明顯的地方,但是被所有人忽略了。」
「直到今天,泡利提出的問題,為何電子數量是能級的2倍。」
「我大概想到了,這個量子數會藏在什麼地方了。」
「它就蘊藏在【2】這個數字之中!」
轟!
這一刻,整個會場內徹底沸騰了!
所有人都激動地呼吸急促,生怕接下來聽漏一個單詞。
那是有可能關係到眾人命運的內容。
因為第四量子數太特殊了。
如果今天李奇維講的是統一場論或者相對論,在場的人還不會那麼興奮。
因為那些東西離大部分研究者都太遙遠了。
基本產生不了任何關係。
就好比現在一個國家的王位開始競爭了。
但是它和普通人又有什麼關係呢?
你沒有王子的身份,連參與這場競爭遊戲的資格都沒有。
相對論就是如此。
它太難了。
對於很多物理學家而言,都是束之高閣的東西。
普通學者簡直想都不用想。
但是第四量子數不一樣。
有了前三個量子數的參考,大家都知道該從什麼角度去思考。
雖然暫時找不到,但至少有一絲可能性。
就好比平民也具有了競爭王位的資格。
如何不讓人瘋狂!
而現在,李奇維更是馬上就要給出線索,讓眾人找到第四量子數的難度再次下降。
這簡直是難以想像的天大幸事。
每個人都渴望自己能夠成為那個幸運兒。
發現第四量子數,名震物理學界,一步登天。
這一刻,所有人都目光灼灼地看向李奇維。
那個男人接下來的話,將很有可能會造就一位頂尖物理學家。
這種實力,鬼神莫測。
面對眾人的期待,李奇維微微一笑,然後說道:
「泡利有句話說的很對。」
「既然一個能級代表一個軌道,一個軌道應該只能容納一個電子。」
「這就和火車在鐵軌上行駛類似。」
「一段時間內,一條鐵軌上只能存在一列火車。」
「但是現在,如果我的電子殼層模型是對的。」
「那麼事實就是,一條鐵軌上,確實有兩列火車。」
「一個電子軌道上,存在兩個電子。」
「我認為,這種古怪的性質,就是第四量子數導致的。」
「這個量子數,應該是作用在電子本身,使得電子發生某種獨特的變化。」
「但是它具體是電子的什麼性質,我暫時還沒有答案。」
「大家可以集思廣益,回去作為自己的研究課題。」
「也許在座的你們,比我先一步發現也說不定。」
李奇維所說的內容,其實已經無限接近於【泡利不相容原理】了。
真實歷史上,泡利在思考2倍問題時,提出了這個假設。
他堅定地認為一個軌道能級只能存在一個電子。
所謂的2倍現象,說明已知的電子軌道並不是一個能級。
怎麼理解呢。
按照三個量子數的電子軌道模型。
電子軌道由第幾序數、形狀、方向確定。
當電子處在這個軌道上時,它的狀態性質就固定了。
但是,若電子本身也存在量子數呢?
兩個電子雖然存在同一個軌道上,但是兩個電子的狀態卻不相同。
形象解釋就是:
鐵軌上已經有一列火車了,這時候還想再加一列火車怎麼辦呢?
簡單,讓另一列火車會飛就行。
它的飛行軌跡和鐵軌一樣,就相當於也存在鐵軌上了。
很明顯,這兩列火車的性質是不同的,畢竟一個會飛一個不會飛。
這就是相當於兩個電子的情況。
比如一個電子會笑,一個電子會哭。
如果電子也存在這樣一個「二值性」的量子數,那麼就能解釋這種現象了。
據此,泡利提出了以下假設:
在一個原子中,不存在兩個或者兩個以上,具有相同狀態的電子。
換句話說,確定一個電子的狀態,需要四個量子數。
如此一來,就可以很容易解釋,為什麼每個能級中的電子數量會被限制了。
比如假設某個能級有兩個電子。
雖然這兩個電子在同一個能級,但是因為二值性的量子數,它們本身是有區別的。
一個是笑電子,一個是哭電子。
所以,按照泡利不相容原理,是可以同時存在。
如果這時候,往這個能級中再加入一個電子,那麼問題就來了。
電子只有哭和笑兩種量子態,三個電子在一起,肯定其中有兩個電子的量子態會是一樣的。
這就不符合泡利不相容原理了。
所以,這個理論完美解釋了2倍的關係,以及為什麼電子不能都擠在同一個能級里。
此外,這個理論很快就會被擴展到更深的層次。
它將解釋:為什麼物質會具有體積?(後面會詳細講哈)
然而,泡利在提出不相容原理之後,他也不知道第四個量子數是什麼。
現在,李奇維提前預言,第四個量子數和二值性有關。
想必會加速泡利的進程。
果然,此刻的泡利仿佛陷入了頓悟一般。
他一直筆挺地站著,腦海中思考著二值性的想法。
「如何用二值性量子數解釋電子的行為呢?」
「電子的什麼性質會具有兩種量子態呢?」
與此同時,整個會場內安靜的可怕。
緊接著,眾人的吞咽口水聲,清楚地響起。
「哦,上帝啊,布魯斯教授這是預言了第四量子數!」
「也就是說,這個量子數一共有兩種狀態。」
「而且還和電子的本身行為有關。」
「就差一點點啊!」
「天啊,到底是什麼啊,我要瘋了!」
「一旦找到,必然能震動整個物理學界!」
「.」
無數默默無名的普通學者們,此刻簡直要抓破了腦袋。
就好像王冠近在眼前,卻怎麼也抓不到。
看似只差一步,但是猶如天塹。
前排的諸多大佬們,內心的震撼程度絲毫不弱。
但是一想到剛剛的電子殼層模型,他們忽然又覺得第四量子數也不過如此了。
對於普通物理學者,乃至資深的物理學家而言,第四量子數當然是至關重要的。
他們一生都未必能發表可以比肩的成果。
但是對於布魯斯教授而言,就顯得有點寡淡無味了。
對方返回歐洲剛剛一年。
就先後發表光的波粒二象性、質子-中子模型、電子殼層模型、化學鍵理論。
恐怖如斯!
與這些成果相比,第四量子數也就一般般。
但是大佬們很清楚,第四量子數本身雖然不夠布魯斯教授的位格。
它卻是量子論的重要拼圖,甚至有可能是最後一塊拼圖。
從這個角度看,它的重要性還要再提高几個等級。
所以,哪怕是這些大佬們也不淡定了。
完整的量子論,那可是能比肩相對論的理論啊。
無論誰做出一點貢獻,都將青史留名。
然而很快,他們就會被李奇維的話再次震驚!
這時,泡利終於從興奮的頓悟中恢復過來。
他已經迫不及待地想要整理自己的想法了。
他發現布魯斯教授到此後,並沒有更進一步。
這很奇怪。
泡利忍不住問道:
「布魯斯教授,以你的強大,難道還想不到第四量子數是什麼嗎?」
「二值性,和電子有關,應該不是特別難吧?」
索末菲聞言,露出稀奇的表情。
啥?我們家泡利也會誇人了?
看來對方是徹底被布魯斯教授折服了。
李奇維聽後,笑了笑。
他的目光掃過會場所有人,然後輕輕吸了一口氣,說道:
「我都已經發現兩個量子數了,也得給別人留點機會。」
眾人會心一笑。
接著,他正色道:
「我之所以不繼續研究第四量子數,是因為還有更重要的事情想做。」
泡利震驚!
還有比這更重要的嗎?
「教授,那是什麼?」
李奇維道:
「我想重構整個量子論!」
嘶!
全場駭然!
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