第519章 論文發表！學界震動！物質波驗證方案！貓在哪裡？

  第519章 論文發表！學界震動！物質波驗證方案！貓在哪裡？

  郎之萬在收到布魯斯教授的肯定之後，立刻就安排了德布羅意的博士答辯。

  與此同時，德布羅意還將他的物質波理論寫成小論文，準備發表。

  所謂小論文就是指發表在正規學術期刊上的論文，而大論文是指碩博士答辯用的畢業論文。

  1923年3月20日。

  巴黎大學，博士答辯現場。

  佩蘭、法布里等人組成了評審委員會。

  郎之萬作為德布羅意的導師，負責主持本次答辯。

  會議開始，德布羅意首先詳細闡述了他提出物質波的思考過程。

  「去年布魯斯教授訪問法國期間，我曾有幸與他詳談半個多小時。」

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  「在這段談話中，布魯斯教授首次提出了電子可以是波的想法。」

  「他沒有從理論方面分析，靠的是純粹的物理直覺。」

  「布魯斯教授因為個人原因，抽不出時間深入研究這個方向。」

  「當時的我，正好在研究波粒二象性。」

  「我對這個觀點產生了極大的興趣。」

  「所以，在布魯斯教授的鼓勵之下，我全心研究電子是波的猜想。」

  「我回顧了自量子論提出以來的一系列重要成果。」

  「包括光的波粒二象性、光電效應、吳-康普頓效應、玻爾-李模型等等。」

  「當我開始深入思考光的波粒二象性時，有兩個問題困擾著我。」

  「第一，我認為布魯斯教授此前提出的光子理論是不完善的。」

  「因為他用E=hv來確定光微粒的能量，這個公式中包含著頻率v。」

  「但是純粹的粒子理論中，是不包含任何定義頻率的因素。」

  「所以，對於光子而言，必須還要引入粒子的概念。」

  「第二，量子論中的電子，它的運動涉及到整數的概念。」

  「而波動學中涉及到整數概念的，只有干涉現象和振動現象。」

  「所以，這使我想到，描述電子運動時，需要賦予它周期的概念。」

  「基於以上兩個問題，我把布魯斯教授提出的猜想，轉換成理論模型進行研究。」

  「」

  德布羅意侃侃而談、信手拈來的演講，吸引了所有評審教授和參會人員。

  眾人深刻地感受到，一個猜想和觀點，要想落地成實際理論，到底有多麼艱難。

  更何況還是物質波這種最最頂級的理論。

  德布羅意在博士期間，系統地研究了理論物理的一切新成果。

  所以，聽到布魯斯教授的驚天猜想後，他才能迅速地抓住核心，在理論高度的層面進行研究。

  眾人捫心自問，如果換成他們，恐怕就要白白浪費布魯斯教授的靈感了。

  德布羅意闡述完畢後，進入提問環節。

  評審教授們互相看了看對方，都露出苦笑。

  這估計是他們第一次遇見如此尷尬的情況。

  教授不敢對博士生的論文提出質疑。

  畢竟，這可是被布魯斯教授親口稱讚的逆天博士論文！

  這時，佩蘭作為老大，他站了出來。

  他笑著說道：

  「德布羅意，也不怕你笑話，你的論文我不敢說完全能看懂。」

  「因為裡面涉及到太多的物理學知識：光學、統計學、動力學、相對論、量子論」

  「現在物理學界能同時懂這些領域的人，恐怕不會太多。」

  眾人聞言，全都震撼不已。

  這不是教授審評博士，而是博士篩選教授啊。

  尤其是來旁聽的碩博士們，更是心潮澎湃，恨不得站在台上的是自己。

  睥睨天下！

  接著，佩蘭又說道：

  「不過，我還是想提出一個問題。」

  「你的物質波理論要如何證明呢？」

  「即便布魯斯教授都承認物質波的存在，但我認為必須通過實驗進行驗證。」

  「當初麥克斯韋預測電磁波的存在，最後被赫茲通過實驗發現。」

  「布魯斯教授的廣相五大預言，也被證明了兩個半。」

  「所以，我希望你的物質波也能被實驗證實。」

  嘩！

  郎之萬、法布里等人皆是一凜。

  他們認為佩蘭教授的問題很有必要。

  德布羅意聞言，輕輕一笑，仿佛一切盡在掌握。

  「佩蘭教授，您的問題很好。」

  「電子的波動性如何檢驗，我早已考慮過方案。」

  「我的方法和當初勞厄教授驗證X射線的想法類似。」

  「電子既然是波，那麼它在通過晶體中的晶格時，就可能會出現干涉和衍射現象。」

  「電子的質量是91×10^-27g，經過200V的電勢差加速後，它將獲得E=Ue=2×10^-17J的動能。」

  「根據動能方程E=mv/2，可算出此時電子的速度是4×10^6m/s。」

  「最後根據λ=h/p，計算可得電子的波長是7×10^-11m。」

  「這個波長已經和X射線的波長基本相當了。」

  「雖然它很小，但是電子的體積同樣很小，足以發生衍射。」

  「所以，用晶體做衍射光柵，完全有可能觀察到電子的衍射現象。」

  「這就是我的方案。」

  嘩！

  佩蘭聞言，心中震撼。

  他沒想到德布羅意早都計劃好了驗證方案。

  而且有理有據。

  最重要的是，這個方案物理學家們都很熟。

  晶體衍射已經快成為物理學中的常規手段了。

  這時，郎之萬忽然說道：

  「我認為這個方法的難度，可能要遠遠大於X射線的驗證。」

  「因為按照物質波理論，電子還有物質的屬性，它和物質之間的碰撞，會影響衍射現象。」

  眾人聞言點點頭。

  郎之萬說的很在理。

  德布羅意笑著說道：

  「教授，您分析的很對。」

  「我之前已經讓我哥哥做了一次實驗。」

  「很可惜，他失敗了。」

  「但是我堅信，這是因為他的能力不足，而不是我的實驗方案有問題。」

  「根據理論計算，電子的衍射現象是很明顯的。」

  真實歷史上，德布羅意曾向他哥哥的朋友，天體物理學家道維耶，提出這個實驗建議。

  但道維耶只是簡單地做了一下，沒有成功。

  然後，他就因為忙於其它實驗，而放棄物質波的驗證。

  道維耶從心底就不相信物質波的存在，這也是當時很多物理學家的心態。

  於是，他們就失去了一次得到諾獎的機會。

  德布羅意說完，眾人全都會心一笑。

  這個房間內，恐怕也只有他敢如此調侃一位公爵了。

  不過，莫里斯博士的水平確實不敢恭維。

  關於X射線的研究成果，都已經獲得四五個諾獎了。

  但是這位公爵博士依然在堅強地奮鬥著。

  最後，毫無疑問，德布羅意順利通過了答辯。

  他將成為法國巴黎大學有史以來最傳奇的博士生。

  ——

  1923年4月15日。

  《自然》期刊封面發表了德布羅意的物質波論文。

  文章一出，天下皆驚！

  這篇論文的內容，顛覆了所有人對於物質世界的基本認知。

  萬物皆在波動？

  這確定不是扯淡嗎？

  「上帝啊！我不會是在做夢吧？」

  「這也太驚世駭俗了吧！」

  「物質怎麼可能是波呢？」

  「那我為什麼沒有像波一樣，到處飄蕩呢？」

  有人冷靜計算後，說道：

  「根據物質波公式λ=h/p，假設一個人的體重是70kg，以1m/s的速度運動。」

  「那麼他的物質波長只有9×10^-39米。」

  「這個數字實在太小了，導致人的波動性完全可以忽略不計。」

  「所以，現實世界中的物質，只表現出物質性，而看不出波動性。」

  「但是對於電子這樣極小的微觀粒子而言，它的波動性就很明顯了。」

  眾人恍然。

  儘管如此，一時間，還是沒有多少物理學家能夠接受這個觀點。

  因為他們從小到大接觸的都是物質，實實在在的物質。

  實在無法把它們和波聯繫到一起。

  不過，德布羅意卻憑藉這篇論文名震天下。

  單從創新性看，現代物理學中能比得上這篇論文的，恐怕也只有相對論和量子論了。

  同時，隨著德布羅意答辯細節的流露，眾人驀然發現：

  「老天啊！」

  「德布羅意的靈感竟然來自布魯斯教授！」

  「我就說我怎麼在這篇論文中，仿佛看到了布魯斯教授天馬行空思想的影子。」

  「原來如此。」

  因為李奇維的原因，很多物理學家對物質波理論的態度有了改觀。

  畢竟以布魯斯教授的眼光，他認可的理論，必然有可取之處。

  但是願意相信物質波存在的物理大佬，還是不多。

  即便如此，物質波仍然成為物理學領域的最大研究熱點，甚至超越了矩陣力學。

  因為相比震撼性和顛覆性，物質波顯然更勝一籌。

  「萬一要是真的呢？」

  慕尼黑大學。

  海森堡受邀在此舉辦一場矩陣力學的講座。

  他剛演講完，就看到了德布羅意的論文。

  心頭震撼無比。

  「上帝啊！」

  「布魯斯教授的預言又一次成真了？」

  「這這怎麼可能？」

  「電子就是電子，是實實在在的粒子，它怎麼可能是波呢？」

  「物質既是波又是粒子，這要怎麼想像呢？」

  海森堡懵逼了。

  他甚至有點害怕了。

  因為他的矩陣力學中，沒有給波動留下位置。

  矩陣力學的底層架構，是建立在電子是微觀粒子的基礎上。

  而現在，德布羅意的物質波理論，無疑是對矩陣力學的一次衝擊。

  雖然它暫時還撼動不了矩陣力學的地位，但是將來的事誰說的准呢？

  一瞬間，海森堡想了很多。

  他準備好好研究一下這個物質波理論，看看能不能從中找到一些問題。

  「我的矩陣力學，誰也不能撼動！」

  「什麼波不波的，都是虛無縹緲的東西。」

  海森堡又露出了他偏執且極端的一面。

  索末菲感慨道：

  「物理學難道又要來一次黃金大世了嗎？」

  「這一次，是量子力學的大世。」

  美國，芝加哥大學。

  今年31歲的康普頓，剛剛升為物理系教授。

  同時，他還兼任了學校冶金實驗室的主任。

  這些都歸功於他和吳有訓共同發表的吳-康普頓效應。

  該效應不僅證明了光的波粒二象性，同時還對研究各種射線有著重要的理論指導作用。

  晉升為教授之後，康普頓意氣風發。

  不過，他沒有因此停下前進的腳步，依然活躍在研究的第一線。

  當他看到德布羅意的論文後，頓時懊惱無比，氣的直拍大腿。

  「哎呀！太可惜了！」

  「吳，當初我們倆要是多想一步就好了。」

  「那麼這篇震驚物理學界的論文，就是咱們的了。」

  吳有訓今天是來芝加哥大學考察並尋求合作的。

  他現在逐漸代替特斯拉，接手阿爾法實驗室的管理。

  而他的第一目標，就是親自去各個大學招攬優秀的研究人才，補充實驗室的底蘊。

  面對康普頓的「白日做夢」，吳有訓笑著說道：

  「康哥，你想的有點太多了。」

  「以那時候我們倆的實力，你覺得你能像德布羅意博士一樣，從理論上證明物質波嗎？」

  康普頓聞言，嘿嘿一笑，底褲都被揭穿了。

  他很有自知之明，物質波的理論推導不是誰上誰行的。

  況且他一直擅長的是實驗物理。

  「我就是羨慕啊！」

  「我以為我們倆已經終結了波粒二象性的一切問題。」

  「沒想到，才剛剛開始。」

  「現代物理學實在是太精彩了！」

  忽然，康普頓野心爆發，問道：

  「吳，有沒有興趣我們倆再聯手一次，用實驗證明物質波的存在！」

  吳有訓聞言，愣了一下。

  但是很快，他的臉色就恢復正常。

  他笑著說道：

  「恐怕不行嘍。」

  「布魯斯教授讓我執掌阿爾法實驗室。」

  「我很難再分出精力研究物質波。」

  康普頓聳聳肩，顯得很惋惜。

  不過，他和吳有訓的關係很鐵，兩人用不著客氣去解釋。

  「吳，有時候，我真羨慕你。」

  「我只能在物理學術界有幾分名氣。」

  「而你發明的鈉燈，堪稱享譽全球。」

  「你的名氣可比我大太多了。」

  「萬一哪天我混不下去了，到時候去你的阿爾法實驗室求職，你可得幫我一把啊。」

  吳有訓打趣道：

  「康哥，你要是願意來，我肯定掃榻相迎。」

  「工資給你開到最頂格。」

  兩人哈哈大笑。

  這時，康普頓又隨意地問道：

  「對了，你這段時間到處宣傳阿爾法實驗室，效果如何。」

  吳有訓說道：

  「物理學教授們很少有願意去實驗室的。」

  「他們更喜歡待在高校做基礎學術研究。」

  「阿爾法實驗室雖然在鈉燈上取得突破，但是對於這些物理大佬們的吸引力還差了一點。」

  康普頓點點頭。

  他自己也是教授，他很能理解大家的顧慮。

  忽然，吳有訓又補充道：

  「不過，我從卡內基技術研究所那裡，倒是挖到了一位技術大佬。」

  康普頓忙問道：「是誰？」

  吳有訓道：「你應該認識，戴維森博士。」

  康普頓眼睛一亮，「原來是他。」

  戴維森本科畢業於芝加哥大學。

  他受到密立根的器重，被推薦到普林斯頓大學理查森教授門下攻讀博士。

  而且，他還娶了理查森的妹妹，兩人從師生關係變成了妹夫與大舅哥了。

  理查森現在則是倫敦國王學院的物理系主任，也就是當初李奇維的職位。

  理查森作為湯姆遜的博士，也是從卡文迪許實驗室走出的大佬。

  因此，他和李奇維、盧瑟福等人的私交都非常好。

  有了這層關係，面對吳有訓的邀請，戴維森幾乎不假思索地就同意了。

  開玩笑，進入了阿爾法實驗室，那就等同於上了布魯斯教授的船。

  傻子都知道怎麼選。

  真實歷史上，戴維森與小湯姆遜分別獨立地驗證了電子波動性，兩人共同獲得物理諾獎。

  小湯姆遜就是湯姆遜的兒子。

  康普頓鼓勵道：

  「這是個好兆頭。」

  「我相信未來阿爾法實驗室一定會在學術領域大放異彩的。」

  吳有訓也充滿了信心。

  ——

  英國，卡文迪許實驗室。

  當年湯姆遜教授就是在這裡發現了電子的存在。

  並且他還粗略地測量了電子的質量和電荷，證明電子是原子內部的微小粒子。

  但是如今，物質波理論橫空出世，打破了電子是粒子的常識。

  因此，盧瑟福對於這個理論非常看重，他忍不住讚嘆道：

  「德布羅意的論文，或許會使得我們對原子的所有認知，都需要推倒重來。」

  雖然他從心底還不能接受物質波，但是因為布魯斯教授的存在，盧瑟福不會輕易表態。

  他相信那個男人的直覺！

  查德威克羨慕道：

  「我本來以為，理論物理領域，已經不太可能出現新的突破了。」

  「未來必然是實驗物理的天下。」

  「但是海森堡的矩陣力學和德布羅意的物質波，生生打破了禁錮。」

  「我認為未來量子力學一定還會有更深遠的發展。」

  盧瑟福點點頭。

  查德威克能站在這麼高的視角看待問題，讓他很是滿意。

  他忽然感慨道：

  「布魯斯的靈感簡直是無窮無盡。」

  「我實在難以想像，矩陣力學和物質波理論，都是在他的指點下完成的。」

  「那傢伙難道就沒有研究瓶頸嗎？」

  查德威克等人皆是滿臉崇拜和敬佩。

  「在理論物理領域，布魯斯教授登峰造極！」

  這時，盧瑟福又向旁邊的一人問道：

  「喬治，教授的身體還好吧。」

  小湯姆遜說道：

  「我父親身體很好。」

  小湯姆遜現在是英國北部阿伯丁大學的物理教授。

  由於離家較遠，所以他每次回英格蘭時，都會回家見見他父親。

  此外，他最常來的地方當然就是卡文迪許了。

  接著，他又無奈地說道：

  「不過，他狠狠地批評了物質波理論，認為那是臆想者的狂歡之作。」

  「還說法國佬就是喜歡浪漫的幻想。」

  「他質疑，如果電子是波，又怎麼會有質量？」

  盧瑟福等人聞言，皆是會心一笑。

  不過湯姆遜教授提的問題確實很有意思。

  波是不會有質量的，比如電磁波、機械波等，都沒有質量。

  那電子的質量是怎麼回事？

  大家暫時都想不明白。

  不過這也正常，物質波理論剛剛發表，它的未來還有很多待研究的地方。

  這時，小湯姆遜又說道：

  「不過，我本人倒是很看好物質波理論。」

  「而且德布羅意說的那個驗證方法很有意思，我準備試一試。」

  盧瑟福立刻鼓勵道：

  「喬治，我相信你一定可以的。」

  「到時候若你真的成功了，那就會成為物理學領域的又一段佳話。」

  「父親證明了電子是粒子，兒子證明了電子是波動。」

  眾人哈哈大笑。

  小湯姆遜尷尬地撓了撓頭。

  不知道到時候他父親會不會氣的要揍他。

  ——

  量子研究所。

  當德布羅意的論文發表後，所有人看李奇維的眼神，就如看神人一般。

  頂禮膜拜！

  五體投地！

  「布魯斯教授簡直恐怖如斯！」

  「他隨手指點一下，就誕生了物質波這種匪夷所思的理論。」

  「真是羨慕德布羅意的好運啊！」

  泡利更是狂放地說道：

  「這個德布羅意，天才的一筆啊！」

  「雖然我感覺他在扯淡，但是仔細想想，還真他娘有點道理。」

  強如泡利，也找不到質疑物質波的角度。

  他唯一能想到的，恐怕就是這個理論還未被實驗驗證了。

  這會成為實驗物理領域的重頭戲。

  泡利有點擔心他的小海師弟了。

  雖然他堅定地站在海森堡這邊，但是強烈的直覺告訴他：

  物質波理論很有可能會對矩陣力學造成衝擊！

  因為布魯斯教授說的很清楚。

  「矩陣力學裡沒有波的位置。」

  但是現在電子卻具有波的性質。

  這就說明，矩陣力學肯定有哪裡忽視的地方。

  只不過泡利對此毫無頭緒，他幫不到海森堡。

  所長辦公室內。

  李奇維看著手中的論文，忍不住心生感慨。

  在他的影響下，矩陣力學和物質波理論全都提前發表。

  甚至物理學家的認可度都高了很多。

  真實歷史上，物質波發表後，基本算是無人問津。

  李奇維微微一笑。

  接下來，就需要等待大器晚成的薛丁格了。

  這場量子力學的驚天大戲即將開場！

  只是有一點，李奇維百思不得其解：

  「薛丁格，你丫不養貓，為什麼會提出薛丁格的貓呢？」

  「難道是此貓非彼貓？」

  量子力學需要的鋪墊比較多哈。

  就剩下最後的薛丁格了。

  單獨的某一個理論沒什麼好討論的。

  必須等全部湊齊後，才能坐而論道。

  （還有更新耶）