第555章 絕對零度！亦有能量！真空零點能！

  第555章 絕對零度！亦有能量！真空零點能！驚世駭俗！轟動全場！

  柏林大學報告大廳內。

  眾人全都被李奇維的理論所震驚。

  絕大部分人只是聽個熱鬧，根本理解不了。

  或者說他們只能理解表面。

  哪怕是拉比這樣的天才博士後，也已經感覺大腦不夠用了。

  這其實也不能怪他們。

  主要原因還是量子真空漲落和虛粒子概念實在太超前了。

  

  聽起來有點雲裡霧裡。

  真實歷史上，量子場論發展到後期，誕生了集大成者的【粒子物理標準模型】理論，簡稱標準模型。

  標準模型中一共包含了61種基本粒子。

  這些粒子可以分為兩種類型。

  一種是組成物質的粒子，比如電子、夸克等。

  另一種則是傳遞各種力的粒子，比如傳遞強力的膠子，傳遞電磁力的光子，傳遞弱力的W玻色子和Z玻色子。

  按理來說，還有傳遞引力的引力子，但是目前沒有找到。

  需要注意的是，標準模型中的所有粒子都是實粒子，而不是虛粒子。

  即：以上61種粒子都是可以直接檢測到的真實存在。

  這裡有人可能會有疑問。

  「我用手碰一下小球，小球就動起來，手和小球之間傳遞力，怎麼可能還需要粒子參與呢？」

  這就是量子力學的神奇之處了。

  在微觀量子領域，根據標準模型理論，各種力的本質就是通過媒介粒子交換實現的。

  但其中卻有非常特殊的地方。

  比如。

  當我們談論「傳遞電磁力的媒介是光子」時，這句話中的光子指的是虛光子，而不是實光子。

  但是當我們談論「傳遞強力的媒介是膠子」時，這句話中的膠子卻指的是實膠子，而不是虛膠子。

  確實很奇怪，但也體現出了光子的特殊性。

  虛粒子的概念，就是在研究這種力的傳遞過程中引用的。

  但是隨著物理學的發展，它的內涵得到了很大的延伸。

  由此可見，李奇維跨越量子場論、標準模型，現在給出虛粒子概念，是何等的天馬行空。

  聽不懂是正常的，聽懂了才不正常。

  然而，就在眾人震驚這個理論，甚至連提問都無從下手時。

  普朗克卻敏銳地發現了一個問題。

  他說道：「布魯斯，你的理論非常有前瞻性。」

  「廣義相對論說明了物質告訴時空如何運動。」

  「而量子力學則從另外一個角度闡述了空間的本質。」

  「現代物理學的兩大支柱，不約而同地在真空上，得出了匪夷所思的結論。」

  「但是，我認為你的量子真空漲落，還需要解釋一個問題。」

  「那就是漲落的能量從哪裡來？」

  「對於微觀粒子而言，它的能量可以來自動能或者來自勢能，都是有跡可循的。」

  「但是量子真空漲落的能量來自哪裡呢？」

  「從宏觀看，虛粒子對產生之後又湮滅了，相當於它從漲落的真空那裡【借】來了能量，然後又還回去。」

  「這個過程是符合能量守恆定律的。」

  「但是真空從沒有能量到漲落到有能量的【那一瞬間】，它本身是從哪裡借來的能量呢？」

  「這個能量或許才是真正意義上的憑空產生。」

  「但是顯然，它違法了能量守恆定律。」

  嘩！

  普朗克說完後，會場內一片譁然。

  果然薑還是老的辣！

  普朗克抓住了量子真空漲落的核心矛盾。

  漲落的能量從哪裡來？

  雖然不確定性原理證明粒子的能量在不斷變化。

  但是你得先有能量，才能變化。

  巧婦難為無米之炊！

  如果連能量本身都沒有，又何談變化呢？

  虛粒子從真空借來能量，那麼真空就必然要從其它地方借來同樣的能量。

  否則，只能打破能量守恆定律了。

  這一刻，眾人興奮了。

  「普朗克教授果然寶刀未來。」

  「一場精彩的師徒大戰就要開始了。」

  愛因斯坦、薛丁格、海森堡等人皆是滿臉震撼。

  普朗克教授的提問確實太犀利了！

  李承道內心激動。

  他畢竟是個才18歲的年輕人。

  雖然平時表現的非常成熟穩重，但是在這種場合，他的熱血很快就被激發出來了。

  「這就是父親的風采！」

  「一人獨戰所有！」

  「我要是能有這麼一天，死而無憾矣！」

  對於有志於學物理的他而言，這場演講帶給他的快感，仿佛像參加西遊記中的蟠桃大會。

  精彩紛呈，酣暢淋漓！

  仿佛整個靈魂都得到了升華。

  這時，他忽然轉頭看向李承德，實在忍不住心中的好奇，問道：

  「二弟，你怎麼回答普朗克教授的問題？」

  李承德聞言，換了個舒服的姿勢。

  他罕見地右手摩擦著下巴，陷入了思考之中。

  李承道見狀，心中舒了一口氣。

  二弟終於遇到不會的東西了。

  這說明他是真正的人，而不是全知全能的非人存在。

  物理直覺也不是萬能的。

  忽然，李承德靈機一動，說道：

  「大哥，你說真空為什麼非要向別的東西借能量呢？」

  「難道它不能自己本身就具有能量嗎？」

  「這樣的話，不僅可以解釋普朗克教授的疑問，甚至連量子真空漲落都更好理解了。」

  嘶！

  李承道聞言，倒吸一口冷氣。

  他覺得二弟的想法也太驚世駭俗了！

  「額~」

  「二弟，我覺得你這次肯定錯了。」

  「真空真空，怎麼可能會有能量呢？」

  李承德反問：

  「如果真空沒有能量，那你怎麼解釋量子真空漲落現象？」

  李承道道：

  「量子真空漲落目前還只是猜想。」

  李承德嘿嘿一笑，哼哼道：

  「大哥，你這是不相信咱老爸啊！」

  李承道滿臉正色，振奮道：

  「吾愛我父，吾更愛真理！」

  李承德忽然幽幽地感嘆，聲音小到只有他自己能聽見。

  「我的傻大哥，我們的父親就是真理本身啊。」

  此刻，面對恩師普朗克的問題，李奇維只是微微一笑。

  接著，他語出驚人！

  「教授，其實這個問題，你早就給出答案了。」

  嘩！

  普朗克聞言，瞬間懵逼了！

  啥子情況？

  這是我今天才提的問題，怎麼我早就給出答案了？

  其他人也摸不著頭腦。

  如果普朗克真的研究過，那應該早就轟動物理學界了啊。

  不可能一點風聲都沒有。

  普朗克在遠離一線工作後，並沒有直接放棄物理學研究。

  他每天都會抽出時間，做一些理論方面的思考，偶爾也發發論文。

  一方面是為了指導學生，給學生開闢幾個好的課題。

  對於學術研究而言，找對方向比埋頭苦幹更重要。

  真正的大佬，他的核心能力是能夠分辨，哪些問題是重要的，哪些問題是次要的。

  只有在重要的問題上思考，才有機會得出改變物理學的重大成果。

  另外一方面，普朗克本人對於物理學充滿熱愛。

  離開物理，他甚至覺得生活都變得沒意思。

  所以，儘管他年紀已大，但是依然熟悉前沿物理。

  可是，他還是想不起來，自己以前做過什麼工作，能和今天的量子真空漲落產生聯繫。

  他疑惑地問道：

  「布魯斯，你是不是記錯了？」

  「量子真空漲落是你今天才提出的概念啊？」

  「我怎麼可能研究過？」

  李奇維笑道：

  「教授，不知你是否還記得，十多年前，你曾經發表過一篇論文。」

  「在那篇論文裡，你使用舊量子論重新推導了黑體輻射公式。」

  「而且使用的黑體模型保持不變，依然是簡諧振子模型。」

  「最後，你推導出了整個系統的能量狀態。」

  普朗克剛開始還茫然，但很快，他的表情明亮起來。

  他笑著說道：

  「哦！我記起來了！」

  「那是1913年，我確實寫過一篇這樣的論文。」

  「當時我是想研究舊量子論和量子概念之間的聯繫。」

  「布魯斯，沒想到那麼久遠前的論文，到現在你都還記得啊。」

  普朗克心中升起一股暖意。

  他最得意的弟子，竟然記得他十年前寫的論文。

  甚至他自己都忘記了。

  眾人都十分佩服布魯斯教授的記憶力。

  這也太嚇人了！

  這時，普朗克問道：

  「可是布魯斯，那篇論文中應該沒有什麼值得你關注的內容吧。」

  「更何況和量子真空漲落產生聯繫呢？」

  李奇維對著普朗克笑道：

  「不！」

  「不僅有關係，還有很大的關係！」

  接著，他又看向自己的右邊，說道：

  「薛丁格，幫我把投影儀打開。」

  眾人皆是一驚！

  布魯斯教授不僅記得有這篇論文，他甚至要手撕論文了。

  薛丁格連忙上前調試好。

  為布魯斯教授調投影儀，就相當於幫國王牽馬。

  此刻，李奇維一邊寫一邊說道：

  「普朗克教授在那篇論文裡，得出了一個奇怪的結論。」

  「大家請看屏幕。」

  「他在計算黑體系統的能量時，得出了這樣一個公式。」

  「該公式有個非常詭異的現象。」

  「當把黑體的溫度設定為絕對零度時，此時的簡諧振子沒有任何振動。」

  「按理來說，黑體的總能量為零才對。」

  「但是，根據公式計算，它卻多出了一項：hw/2。」

  「很明顯，這說明黑體即便在絕對零度的情況下，依然還存在能量。」

  「這個能量不是質能方程中物質本身攜帶的能量，而是簡諧振子振動的能量。」

  「當時普朗克教授並沒有對這個能量進行詳細的闡述。」

  「他認為這是量子系統的某種特殊現象。」

  「但是現在來看，這個能量卻有著極其重要的意義。」

  「我暫時把它命名為【零點能】，意思是系統在零點基態時所具有的能量。」

  「這裡要注意，零點不是代表能量一定為零，而是指此時的系統已經達到了能量最低值。」

  「舉個形象的例子，當鞦韆降低到最低點的時候，它的勢能是最低的，但是卻不為零。」

  「這時候鞦韆所具有的勢能就是零點能。」

  「零點能表示系統現在處於最穩定的狀態，不會發生任何改變。」

  「而對於一個振動的粒子而言，很顯然，當溫度是絕對零度時，它具有的振動能量就是最低的。」

  「根據普朗克教授的理論，粒子即便處在絕度零度時依然具有不為零的零點能。」

  「在當時的視角看，這確實有點匪夷所思。」

  嘩！

  李奇維的分析，讓眾人震撼不已。

  「不可能！」

  「這絕對不可能！」

  只要是有物理學常識的人，都不敢相信這個結果。

  且不說絕對零度從理論上根本就達不到。

  就算真的達到了，在絕對零度的狀態下，所有粒子都會停止振動。

  粒子都停止振動了，又怎麼會有振動的零點能呢？

  這不是扯淡嗎？

  普朗克聽著周圍人的議論，面色苦笑。

  他當時發表這篇論文的時候，就是因為這個結論才沒有多少人關注。

  大家都認為他是搞錯了概念或者過程。

  這個憑空多出來的能量，不可能是粒子在絕對零度時的能量。

  普朗克自己也是這麼認為的。

  所以，他在論文裡才沒有詳細地闡述，因為他自己也不知道該怎麼解釋。

  在眾人的議論中，李奇維繼續說道：

  「我相信，很多人都會覺得普朗克教授的這篇論文錯了。」

  「所以，它的知名度才不會特別高。」

  「但是！」

  「我認為，這篇論文的結果是對的！」

  「粒子即便在絕對零度，依然會振動，這種振動的能量就是它的零點能。」

  嘩！

  全場駭然！

  所有人都覺得太瘋狂了！

  「這怎麼可能呢？」

  「粒子在絕對零度還能振動？」

  「絕對零度的定義就是粒子不再振動啊！」

  拉比這樣的學者簡直瞪大了雙眼，百思不得其解。

  哪怕是普朗克本人也驚住了！

  畢竟他自己都不相信論文的結果，還以為是哪個步驟出錯了。

  而現在，布魯斯竟然贊同他的結論。

  他已經不知道該說什麼了。

  有人忍不住喃喃道：

  「怎麼會呢？」

  李奇維微微一笑，繼續說道：

  「根據不確定性原理，我們無法同時精確測定粒子的位置和動量。」

  「因此，即便溫度真的達到絕對零度，粒子必然還在振動。」

  「因為如果粒子不振動，那麼就能精確測定它的位置和動量了。很顯然，這違背了不確定性原理。」

  「所以，粒子在絕對零度時依然會振動，而且這種振動所具有的能量就是零點能。」

  「普朗克教授從理論上推導出了這個結論，但是當時還沒有不確定性原理，所以他無法解釋。」

  「零點能不是猜想，而是不確定性原理的自然推論。」

  靜！

  死一般的寂靜！

  眾人駭然無比！

  布魯斯教授剛剛才把黑洞和量子力學結合，現在又把絕對零度和量子力學結合了。

  量子力學，它就這麼牛逼嗎？

  「我好像明白了！」

  「首先絕對零度和不確定性原理都沒有錯。」

  「粒子的零點能是其量子特性所與生俱來的，哪怕在理論上的絕對零度中也會存在。」

  「更何況現實又不可能達到絕對零度，所以粒子的零點更是一定存在了！」

  這一刻，眾人都被布魯斯教授的邏輯說服了。

  此外，對方甚至還手寫出了整個推導過程。

  李奇維解釋道：

  「我用最新的量子力學，重新完善了普朗克教授的分析過程。」

  「所以，零點能是粒子在量子條件下的屬性能量。」

  「它和外界的環境溫度沒有任何關係。」

  普朗克罕見地激動起來。

  他一張老臉上充滿了紅潤的血色，猶如喝醉了酒，飄飄欲仙。

  作為量子概念的提出者，他是當之無愧的物理學大佬。

  只不過自1900年以來，因為無數天驕的崛起，老一輩的人都快被人遺忘了。

  他們好像被這場現代物理學的狂潮給拋棄了。

  尤其是量子力學，其誕生到完善，幾乎全是由二十多歲三十出頭的年輕人完成的。

  老傢伙們一點都插不上手。

  因為量子力學的任何一個領域，都跟經典物理學有著天大的差別。

  沒有砸碎過傳統三觀的人，是不能研究量子力學的。

  哪怕是普朗克這樣的早期量子大佬，在量子力學面前，也變得力有未逮。

  沒辦法，發展的實在太快了。

  十年前的物理學和十年後的物理學，簡直是兩門學科。

  這種劇烈的變革，在物理學史乃至科學史上都是罕見的。

  以前動不動就是某個理論支配學界幾百年。

  而現在，今天發表論文，明天就被推翻了。

  再牛逼的大佬也吃不消。

  普朗克也不例外。

  然而今天，他最愛的布魯斯，竟然挖掘出他十多年前的論文，甚至還證明了。

  他的論文為量子力學大廈的完善又增添了一抹助力。

  這是何等的幸事！

  普朗克突然很感動，眼角微微泛紅。

  他內心顫動道：

  「布魯斯，這個世界上，真正尊重我的人，只有你了。」

  「不是禮貌、不是倫理、不是利益，而是純粹的尊重。」

  「量子力學發展的那麼瘋狂，誰還會記得我這樣的老頭子呢？」

  海森堡興奮得像個孩子。

  又是一個不確定性原理的推論！又是矩陣力學的推論！

  而且這個理論還是他們量子一派的絕對老前輩提出的。

  「我的矩陣力學才是最好用的啊！」

  海森堡在心中吶喊。

  此外，他還收起了輕視之心。

  在他眼裡，普朗克、洛倫茲等人，甚至包括他的導師索末菲，都是上一代的人物了。

  他們的思維已經和量子力學脫節，跟不上時代了。

  海森堡狂妄地認為，這是他的時代。

  但是現在，他產生了敬畏之心。

  普朗克教授竟然在矩陣力學都沒有出現時，就提前發現了零點能。

  這也太不可思議了！

  又是超越時代的理論。

  超越時代，是理論物理學家的至高追求！

  真實歷史上，普朗克在重新推導黑體輻射時，發現了零點能這個怪胎。

  但當時，他也很懵逼，不知道為什麼會出現這玩意。

  此刻，普朗克在情緒恢復後，開始思考下一個問題。

  零點能和布魯斯所說的真空能量有什麼關係呢？

  布魯斯為什麼要提這個概念呢？

  忽然，他的腦海中靈光一閃。

  「老天啊！」

  「該不會是那樣吧？」

  「這也太驚人了！」

  不僅是普朗克，當愛因斯坦、海森堡等人繼續思考時，臉上震撼無比！

  「難道是？」

  「這怎麼可能」

  還不待他們詢問，李奇維就主動開口了。

  「好，繞了那麼一大圈。」

  「現在終於可以回答普朗克教授剛剛提的那個問題。」

  「量子真空漲落的能量從哪裡借？」

  「很簡單，真空既然是真實存在，它為什麼不可以有像粒子那樣的零點能呢？」

  「所以我認為，真空本身就存在能量。」

  「它就是：真空零點能！」

  「這是真空的本底能量，哪怕處於絕對零度，真空依然有著能量，和粒子具有零點能類似。」

  「真空零點能的直接表現，就是量子真空漲落。」

  「宇宙真空中的任何一處，都有著真空零點能。」

  「形象點說，真空就像一片起伏不定的能量之海，它濺起的浪花就是量子真空漲落。」

  「而浪花中的水就是虛粒子。」

  「如果浪花因為某種原因被現實捕獲，就會變成真實可測量的物質。」

  「所以，真空並不是一無所有，它充滿了能量。」

  「以上就是我對真空的第四層解釋。」

  轟！

  全場轟動！

  真空零點能猜想，讓所有人瘋狂了。

  「上帝啊！」

  「這太匪夷所思了！」

  「真空本身竟然就蘊含著能量！」

  「但為什麼我們感覺不到呢？」

  「不可能！絕對不可能！」

  「」

  所有人都覺得不可思議、三觀盡毀。

  李承道直接呆住了。

  他機械地轉過頭，不可置信地說道：

  「二弟，你又對了！」

  「你的想法和父親一樣！」

  「真空本身就具有能量。」

  李承德微微一笑，深藏功與名。

  「我是瞎猜的，父親可是從理論上證明和推導出來。」

  「雖然它只是個猜想，但我的直覺告訴我，它肯定是對的！」

  這一刻，不管是普朗克等物理大佬，還是拉比等年輕學者們，全都陷入了對真空零點能的震撼之中。

  太驚世駭俗了！

  （還有更新耶）