第541章 位置!動量!不確定性原理!驚世而出!震撼登場!
第541章 位置!動量!不確定性原理!驚世而出!震撼登場!
卡文迪許學術沙龍。
狄拉克提出的光的波粒二象性問題,引起了眾人的熱烈討論。
大家各抒己見,時不時能聽到泡利噴人的聲音,氣氛非常融洽。
李奇維聽到了海森堡等人的辯論,但他並沒有放在心上。
這個問題使用現在的理論就能解釋。
簡單而言,單個光子雖然有概率波的性質,但它的隨機位置被約束在電場磁場形成的某個範圍內。
就好比電子在原子內運動,不會跑到原子外。
光子的運動也不會跑出電磁場的範圍。
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所以,宏觀的光是電磁波,微觀的光子有概率波性質,二者並不矛盾。
只不過需要複雜的數學進行推導和驗證。
顯然,李奇維沒有興趣關注這麼簡單的話題。
他現在正在思考一件更重要的事情。
那就是如何從威爾遜展示的電子路徑圖中,聯想到震驚學界的不確定性原理。
如今的李奇維,早已不是當初的菜鳥,只能靠著腦中的記憶當理抄公。
隨著他親身經歷這段物理學史的浩蕩洪流,與當世眾多天驕坐而論道,他的實力也發生了翻天覆地的變化。
他當之無愧地踏入了物理大宗師之境!
他能夠從思想的源頭上,重新審視量子力學的整個建立過程。
換句話說,他現在敢自信地拍著胸脯說:我上我也行!
李奇維閉上眼,腦海中各種符號閃爍,數字起舞。
在殘留酒精的刺激下,他進入了一種奇妙的境界。
他的心靈如舟,流淌在晶瑩剔透的量子之河中,劃出陣陣漣漪。
「原來如此」
此刻,海森堡一直盯著布魯斯教授,他的眼睛越來越明亮,表情越來越興奮。
仿佛心中有火焰般的東西在自發地燃燒。
他的異樣很快引起了眾人的注意。
「咦?」
「海森堡怎麼了,他在看什麼?」
眾人的視線隨著海森堡的目光,全都集中在了布魯斯教授的身上。
隨即,猛然一驚!
大家都認為布魯斯教授肯定是在思考狄拉克提出的問題。
「哇!布魯斯教授閉眼了,那肯定有答案了!」
「這個問題果然大有玄機,竟然能讓他老人家使用最強狀態。」
「錯!布魯斯教授的最強狀態是背後出現一道霸不偉岸的身影。」
「」
年輕的小伙子們都開始興奮起來。
然而,狄拉克本人卻沒有任何表情,依然如雪山上的一朵青蓮,冰冷清澈。
他認為自己的問題,還不足以讓布魯斯教授親自出馬。
通過剛剛的討論,他已經有了大概的思路。
只不過因為概率波理論才提出沒多久,他用起來還不熟悉。
「那布魯斯教授在思考什麼呢?」
就在這時,李奇維突然睜開了雙眼。
唰!
高傲的眸子中,仿佛有璀璨的雷霆閃過。
他再次盯著前方。
這時,威爾遜最先反應過來。
他是在場所有人中,唯一能深切感受到布魯斯內心的人。
「布魯斯一定發現了什麼了不得的東西!」
他順著視線看去。
「咦?」
「那不是我剛剛沒關掉的雲室照片嗎?」
「難道有什麼問題?」
「不可能啊!」
「我重複實驗了三遍,絕對不可能出錯。」
但是,威爾遜很快就有點不自信了。
他內心祈求道:哥,求你了,別搞我。
眾人也百思不得其解。
「雲室有什麼好看的?」
「和狄拉克提出的問題應該沒有關係吧。」
海森堡、泡利、狄拉克等人,卻表情嚴肅。
作為絕世天才,他們嗅到了一絲常人無法感知的氣息!
可怕!震撼!深邃!
忽然,在所有人不可思議的目光中,李奇維站了起來。
他一言不發,從容地走到會議室前方的黑板前。
漆黑如墨的黑板,仿佛無垠的幽暗星空,攝人心魄。
李奇維背對眾人,猶如仰望星空的孤獨尋道者。
接著,他拿起了粉筆,在星空中探索。
嗒!
粉筆劃下的聲音,響徹在靈魂深處。
這一刻,所有人都震撼了!
再遲鈍的人也反應過來,布魯斯教授絕對不是在回答狄拉克的問題。
「教授他到底發現了什麼?」
靜!
會議室內鴉雀無聲,落針可聞。
所有人都瞪大了雙眼,屏住呼吸,靜靜等待。
李奇維已然進入忘我頓悟之中。
他的思緒和身體完美協調。
腦中所想化作筆下的公式,緩緩流淌。
接著,又通過他的嘴巴,無意識地發聲,仿佛喃喃自語:
「雲室中除了可以留下粒子的軌跡,它也可以測出粒子的動量。」
「剛剛威爾遜展示的電子軌跡照片中,只有電子的運動軌跡。」
「他並沒有給出各個位置時,電子對應的動量。」
「我不管他為什麼沒有這樣做,而是先問自己一個問題。」
「矩陣力學的框架中,能不能描述微觀粒子的精確運動狀態?」
「換句話說,通過理論,我們是否能直接預測粒子在雲室中的軌跡。」
「首先」
嘩!
眾人驚呼!
接著就是疑惑。
布魯斯教授竟然在研究矩陣力學!
這是什麼情況?
「量子力學論道大會,不是已經定性了嗎?」
「矩陣力學和波動力學都是量子力學的正統。」
「而且矩陣力學雖然數學複雜,但是它的問題是最少的,不像波動力學誕生了概率波這個逆天的理論。」
「那現在布魯斯教授為何又重新推導矩陣力學?」
有人猜測道:
「難道布魯斯教授又發現了新的問題?」
「他剛剛說了雲室軌跡問題,好像是想利用矩陣力學,從理論上算出電子的運動軌跡。」
「但電子的運動不是概率波控制的嗎,怎麼計算呢?」
大部分人無法理解布魯斯教授到底有何目的。
他們也不敢出言打擾,只能忍下心中的好奇,繼續看下去。
然而,海森堡卻極為興奮。
他的眼中爆發出精光,刺穿了空間。
量子力學論道大會過後,他的矩陣力學被束之高閣。
現在流行的是波動力學。
海森堡心中肯定不爽啊。
但是他又無能為力。
而現在,布魯斯教授的舉動,無疑是增加了一些變數。
海森堡內心有著強烈的預感。
黑板上的內容,將會對矩陣力學產生極其重要的影響。
儘管目前什麼也看不出來。
不過,他有耐心,等待。
此刻,眾人心思各異,靜靜地看著前方那道身影。
對方好像在繪製一幅震撼的量子時空之圖。
李奇維的推導還在繼續。
嗒嗒嗒!
「矩陣力學的核心公式是:px-xp=(ih/2π)I。」
「它把量子問題轉換成了簡諧振子的運動。」
「其中p表示振子的動量,x表示振子偏離的位移。」
「如果我想知道在某一個時刻,p和x分別是多少,那麼」
「通過理論,要先計算它們各自的變化量,即p和x。」
「p表示動量的標準差。」
「x表示位置的標準差。」
「不對!不對!」
「矩陣的運算不滿足交換律,這裡有問題,需要去掉乘號。」
「這個公式要改一下。」
「」
嘶!
眾人不明覺厲!
此刻,三十多人中,恐怕一大半已經感覺自己在看天書了。
黑板上那些眼花繚亂的矩陣運算,讓人吐血不止。
哪怕是盧瑟福這樣的大佬,也顯得一臉懵逼。
他是實驗物理學家,掌握的最高深的數學知識,就是微積分。
眼前的公式,已經大大超過了他的知識儲備。
但是,盧瑟福在這麼多人面前,尤其還有自己學生在場,氣勢絕對不能輸。
他看了一眼威爾遜,有樣學樣,右手輕輕摩擦下巴,嘴裡故意發出聲音。
「哦~」
「原來如此~」
「很巧妙的想法~」
考克饒夫、卡皮查等人滿臉崇拜。
「盧瑟福教授太強了!」
「明明是實驗物理學家,卻能看懂如此高深的數學。」
「我還有很多需要學習的地方。」
「我只能看懂一半,大致明白了布魯斯教授的意思。」
「他應該是想要求出電子在運動時的位移和動量。」
然而,他們看懂之後,反而更看不懂了。
幾人完全想不明白,在他們眼裡猶如神明一般的布魯斯教授,為什麼要算如此「古怪」的問題。
是的,考克饒夫絞盡腦汁,最後還是決定用古怪來形容。
這個詞當然不是形容布魯斯教授,而是對方所研究的問題。
「這有什麼可計算的呢?」
這就是單純的力學推導而已。
在經典物理學中,根據牛頓力學,我們可以精確地算出物體的動量和位移。
比如,一個質量為1kg的木塊,以1m/s的速度,在零點位置,向前運動。
那麼1s之後,木塊會出現在1m處,它的動量是1kg×1m/s=1kg·m/s。
這是一個非常簡單的問題。
世界萬物都是按照這樣的方式進行運動的。
當然,相對論效應不考慮在內,低速運動情況下,沒有那個必要。
而現在,布魯斯教授就是想計算電子的位移和動量。
不是說不可以算,當然可以算,只不過沒有那個必要。
在考克饒夫等人看來,矩陣力學完美覆蓋了舊量子論的所有內容,解釋了原子結構、元素周期表等很多重要問題。
它當然也能計算出電子的運動信息。
但這只是矩陣力學附帶的副產物,沒有什麼重要作用。
「算出來又怎麼樣呢?」
此刻,場上恐怕只有海森堡、狄拉克、泡利等寥寥數人能夠完全跟上李奇維的節奏。
幾乎可以全部看懂。
但正因為看懂了,他們的內心才掀起了滔天巨浪!
「布魯斯教授到底要幹什麼?」
這幾位絕世天才的想法,和考克饒夫等人完全不同。
他們通過那些矩陣計算,發現了一個很可怕的事情。
「矩陣不滿足交換律的性質,可能會影響到電子的動量和位移!」
雖然幾人不明白這是什麼意思。
但是他們堅信,偉大的布魯斯教授,絕對不會因為無聊,單純想秀一下矩陣運算實力。
電子的動量和位移,絕對不會那麼簡單!
另有乾坤!
海森堡的眼中,光芒越來越甚。
在場沒有誰比他更了解矩陣,哪怕是狄拉克也不行。
那些在別人眼裡如鬼魅的矩陣,在他眼裡就如孩子一般親切。
「這個地方為何要轉置?」
「哦,明白了。」
「這個滿秩分解太巧妙了!」
「得出一個正交矩陣。」
「」
海森堡化身為現場解說,從他的嘴裡不停冒出各種專業術語。
盧瑟福、威爾遜等人默默點頭。
「俺們也是這樣想的。」
海森堡已經徹底進入心流狀態。
他緊緊地跟隨布魯斯教授的思維。
他甚至能預測到接下來的幾個計算步驟。
但正因為懂的最多,他內心的震撼也最大!
「這樣算下去的話,那豈不是?」
「嘶!」
「不可能吧!」
沒有人理解海森堡到底在驚訝什麼。
喊666就完事了。
眾人的眼睛一眨不眨,全都呆呆地看著推導。
十分鐘
三十分鐘
一個小時
足足一個半小時過後。
在眾人的震驚下,布魯斯教授終於首次停頓下來。
他兩手交叉於胸前,仿佛在思索著什麼。
「嗯~」
而此刻,巨大的活動黑板上,密密麻麻寫滿了公式,看起來無比駭人!
眾人全都嚇傻了。
很明顯,現在已經到了最後時刻。
接下來,布魯斯教授應該就會算出最終結果了。
這時,李奇維突然驚喜地「哦」了一聲。
「我明白了!」
「這裡需要做個變換。」
「那麼」
「根據以上公式,就可以得出。」
「x·p≥h/4π。」
「以上。」
李奇維輕輕舒了一口氣。
大功告成。
他自言自語道:
「原來是這樣。」
「有點意思。」
然後,他轉過頭,對著眾人燦然一笑。
「吶,你們看看。」
「我寫完了。」
所有人都被震驚的目瞪口呆。
經過了接近2個小時的推導,布魯斯教授竟然得到了一個如此簡單的公式。
這有點太不可思議,令人費解了。
大部分人非常疑惑。
「這個公式是什麼意思?」
「動量的變化量怎麼會和位移的變化量相乘?」
「看不懂。」
威爾遜憋了半天,終於能開口,不用繼續裝逼了。
他剛想說話,問問布魯斯,公式是什麼意思。
突然!
三道截然不同的聲音同時響起。
「不可能!」
「不可能?」
「不可能」
轟!
全程駭然!
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