第558章 波動力學兩難題！電子自旋！狹相不

  第558章 波動力學兩難題！電子自旋！狹相不兼容！李奇維再出手！

  1924年7月3日。

  柏林工業大學。

  今天這裡將舉辦柏林物理學會的一場夏季會議。

  德國和其他大部分國家都不同。

  一般每個國家的學術行業協會都只有一個，比如物理學會，化學學會等。

  但德國的科學實力太強大了。

  僅僅物理學會，目前就存在五個不同的組織，皆是地區性的物理學會。

  它們互不統屬，都有各自的圈子。

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  所以，德國現在並沒有能對外代表國家的物理學會。

  直到1950年，才以柏林物理學會為主，五會合一，組成德國物理學會。

  但是今天，隨著布魯斯教授的到來，五大學會沒有隔閡，全部都有人來參加會議。

  人數足足超過了200人。

  這是一個極其可怕的數字，體現了德國深厚的科學實力。

  要知道，不是隨便一個物理專業的人都會被吸納進協會的。

  至少要在細分領域做出了一些成果吧。

  否則，那學會豈不是就沒有含金量了。

  普朗克也被這麼多人嚇一跳。

  他雖然是柏林物理學會的主席，但也通知了其他學會布魯斯參加會議的消息，但是沒想到會來這麼多人。

  很多人在收到消息後，都是連夜坐火車趕過來的。

  布魯斯教授之名，恐怖如斯！

  就在眾人翹首以盼，離會議開始還有一段時間時。

  李奇維帶著李承道李承德二人，散步在柏林工業大學的某個林蔭小道上。

  就在昨天，李奇維接見了在德國留學的華夏留學生們。

  他熱情親切地與眾學生交談，了解他們的需求和感受，並鼓勵他們好好學習。

  學生當中，絕大部分人學習的都是理工科，回去後就能建設祖國的科學和工業事業。

  李承道當時也在場。

  此刻，他想到了很多東西。

  「父親，我們和德國在科學實力和底蘊上的差距太大了。」

  「僅僅一場學術會議，德國竟然能有超過200多個物理學家參加。」

  「我們華夏現在能稱得上物理學家的，如果排除婆羅洲體系內的人，可能只有十多個。」

  「華夏真的能追趕上來嗎？」

  李承道這三天也沒有閒著，他通過各種資料了解德國的科學體系。

  越了解他就越心驚。

  德國的科學實在太強悍了！

  不僅科學家的人數多，而且質量也高，在各領域都有舉足輕重的大佬。

  與之相比，華夏科學哪怕最近二十年有了突飛猛進的發展，但依然不夠看。

  有時候，李承道忍不住想，德國明明這麼牛逼，到底是怎麼輸掉的戰爭呢？

  李承道目前還不知道盤古計劃的存在。

  所以，他和很多人都會產生同樣的疑惑。

  「科學，真的能拯救華夏於危難嗎？」

  「德國的科學已經站在了頂峰，不還是敗了嗎？」

  這就是歷史局限性的問題了。

  在原子彈沒有發明以前，人類是無論如何也想不到科學能產生如此偉岸的力量。

  鼎定乾坤！

  可以說，這是人類史上的奇蹟。

  人類被自己親手創造出的東西震懾住了。

  但是此刻除了李奇維，沒有人知道這些。

  所以，英國才會放任李奇維發展科學之城，美國也不阻撓布魯斯集團從美國抽血。

  反正肉也是爛在鍋里。

  在這些國家的統治者眼裡，科學家是翻不出浪花的。

  你再聰明又能怎麼樣呢？

  手無寸鐵，一顆子彈就能撂倒。

  李奇維很清楚，他在學術界得到眾人的尊敬，肯定是發自眾人內心的。

  那是對科學的尊重。

  但是他被各國政府高層禮遇，其中到底有多少真心，那就不得而知了。

  不過這些都沒關係。

  很快，李奇維就會教他們如何做人了。

  「婆羅洲我要了。」

  「誰贊成？誰反對？」

  此刻，李奇維聽完大兒子的擔憂後，心裡很欣慰。

  對方已經開始考慮國家發展層面的東西了。

  在後世，誰要是張嘴閉嘴國家大事，很大概率會被當成嘴炮黨，不成熟。

  但是在這個時代，只有開始思考民族命運，心繫國家大事，才是真正的成熟，真正的覺醒。

  作為李奇維的兒子們，他們生來就註定不能過普通人的生活了。

  李奇維拍了拍李承道的肩膀，說道：

  「承道，你能開始想這些問題，我很高興。」

  「一個民族的未來，就在你這樣覺醒的年輕人身上。」

  「如果你問我能不能，我只能說不知道。」

  「但如果你問我信不信，我告訴你，我堅信華夏一定會崛起！」

  「二十年前，華夏聽過科學兩個字的人都沒有多少。」

  「但現在，你已經能知道差距在哪裡，差了多少，甚至知道該如何迎頭趕上。」

  「這就是肉眼可見的進步！」

  「盡人事，聽天命！」

  李承道渾身一震，熱血沸騰。

  他被父親那無敵的自信深深打動。

  這時，一直沒說話的李承德牛逼哄哄地說道：

  「大哥，你太妄自菲薄了。」

  「我就沒覺得德國人有多牛逼。」

  「我們只是接觸科學的時間太晚了而已。」

  「你看著吧，以後得諾獎的華夏人會越來越多。」

  李奇維看著二兒子嘖嘖稱奇。

  他已經從李承道那裡知道了對方在演講上的「壯舉」。

  心中不由得產生好奇。

  「這小子難道真的繼承了我的某種天賦？」

  「關鍵是，我怎麼不知道我有什麼天賦？」

  不過，李承德的觀點很合他的口味。

  就該這麼霸氣！

  李承道笑道：

  「那是，有你李二少出手，誰都不夠看。」

  林蔭小道上響起了父子三人爽朗的笑聲。

  「走，為父帶你們去看看德國的物理學家們到底厲不厲害。」

  ——

  柏林工業大學會場內。

  現場早已人頭攢動，座無虛席了。

  當李奇維進來的時候，頓時引起所有人的注視和歡呼。

  三天前的演講，帶給物理學界的震撼太大了。

  量子力學已經深入到物理學的方方面面。

  而眼前的布魯斯教授，他對於量子力學的貢獻，斷崖第一。

  毫不誇張地說，目前所有和量子力學相關的重要理論，都與他有著直接或者間接的關係。

  學術界，永遠是強者為尊，實力說話。

  因此，李奇維走到哪，眾人的目光就跟隨到哪。

  在普朗克的介紹下，李奇維與到場的主要人員們握手致意。

  很快，介紹完畢後，眾人落座，李奇維挨著普朗克一起坐在了前排中心。

  在他們周圍，則是愛因斯坦、維恩、能斯特、索末菲、玻恩、勞厄、薛丁格、海森堡、泡利等人。

  很快，今天的會議正式開始。

  主持人G·赫茲作為德國物理學界的晚輩，他的心情很激動。

  普朗克教授讓他主持本次會議，是對他的看重和考驗。

  作為大名鼎鼎的赫茲的侄子，G·赫茲本身實力不俗。

  不出意外，他和好友弗蘭克會一起獲得明年的物理諾獎。

  在柏林工業大學的盛情邀請下，他剛從飛利浦公司辭職，擔任學校的物理系主任。

  作為學校的東道主，他擔任主持人也正合適。

  「各位，本次柏林物理學會會議，我們特別邀請到了布魯斯教授出席。」

  「請大家熱烈歡迎！」

  嘩！

  會場內頓時響起雷鳴般的掌聲。

  大多數人都是衝著布魯斯教授而來。

  「按照之前的安排，本次會議的主題是量子力學。」

  「隨著波動力學、矩陣力學、物質波的提出，量子力學進入了全新的發展階段。」

  「在兩大力學的基礎上，誕生了很多震驚學界的理論。」

  「其中以布魯斯教授的概率波和不確定性原理為最。」

  「最新發現的量子隧穿效應，證明了這些令人震驚的理論。」

  「但是，目前的量子力學依然還遺留一些問題。」

  「三天前，布魯斯教授為我們帶來了一場精彩的演講。」

  「他的演講也表明了，現有的量子力學還有巨大的發展空間。」

  「所以，這門理論需要我們物理學家齊心合力，共同把它推向新的巔峰！」

  G·赫茲的開場非常幹練明確，沒有廢話，贏得眾人好評。

  「本次會議流程不變。」

  「首先是各位代表依次分享報告。」

  「最後按照特定議題進行自由討論。」

  「下面，首先請海森堡教授上台發言。」

  本次會議，海森堡、玻恩、索末菲、洪特等人皆上台報告。

  他們都是德國籍的物理學會成員。

  而李奇維、薛丁格、泡利等人則是作為特邀嘉賓。

  海森堡自從不確定性原理提出之後，他對自己的矩陣力學更加自信。

  在演講中，他極力拓展該理論的應用範圍，希望能推導出更多像不確定性原理那樣的驚世成果。

  「所以，我認為矩陣力學還有著巨大的潛力！」

  洪特首次在這樣的大會上報告，看起來有點小緊張。

  作為洪特規則和量子隧穿效應的提出者，他在物理學中的地位比在場很多人都高。

  但是洪特依然很低調。

  「量子隧穿效應目前在很多方向取得了應用。」

  「比如在恆星核聚變理論中，原子核單獨依靠動能無法克服庫倫位勢壘。」

  「而量子隧穿效應可以讓原子核跨越這種能量壁壘。」

  「這是對布魯斯教授恆星演化模型的重要補充。」

  嘩！

  眾人皆是一驚！

  量子隧穿效應果然重要。

  它是量子力學應用到其它領域的工具。

  很多在經典力學中不可能發生的事，通過它就可以實現。

  這時，作為導師的玻恩忽然補充道：

  「就在幾天前，俄國物理學家伽莫夫利用量子隧穿效應解釋了α衰變。」

  「在經典力學裡，原子核的超強束縛力讓粒子無法逃脫。」

  「但是在量子力學裡，α粒子可以通過量子隧穿效應逃脫原子核的束縛。」

  「伽莫夫建立了位勢和能量之間的模型，我在他的基礎上進行了完善和補充。」

  嘩！

  眾人又是一驚！

  這可是量子力學首次應用在原子核現象研究上。

  目前的量子力學理論，雖然號稱是適合一切微觀粒子。

  但對於原子核而言，情況就很複雜了。

  這裡就涉及到量子力學處理粒子系統的方法了。

  隨著玻色-愛因斯坦統計和費米-狄拉克統計的提出，這個方向的發展也非常迅速。

  而伽莫夫的成果無疑是振奮人心的。

  量子力學終於真正開始全面反哺原子學了！

  各位大佬的演講，讓會議的氣氛逐漸高漲。

  量子力學不愧是當前最火熱的理論，它的內涵簡直無窮無盡。

  接著，薛丁格上台報告。

  他最近一直致力於解決波動力學中關於自旋的推導。

  但是很可惜，目前沒有什麼進展。

  因此，薛丁格在會上就提出了這個問題。

  「我認為，量子力學當前最迫切的需求，是解決波動力學的自旋問題。」

  眾人聞言，點點頭。

  雖然布魯斯教授根據矩陣力學提出了不確定性原理。

  但這不代表矩陣力學就能取代波動力學的地位了。

  大部分人還是擅長用波動力學處理問題。

  畢竟有幾個人能像布魯斯教授那麼恐怖，計算矩陣就跟計算加減乘除一樣簡單。

  大佬能挖掘出矩陣力學的潛力，不代表誰都可以。

  畢竟連海森堡本人都不行。

  因此，波動力學依然是主流。

  但是由於它無法推導出電子自旋，這就讓人心裡總歸有疙瘩，不夠完美。

  目前為止，沒有任何人取得突破。

  會場後排的角落，李承道兄弟二人坐在一起。

  他們倆算是蹭了父親的光，才能參加本次會議，所以表現的很低調。

  這時，李承德有點納悶：

  「大哥，你不覺得很奇怪嗎？」

  「既然矩陣力學中能夠推導出電子自旋。」

  「那波動力學為什麼不借鑑它的方法呢？」

  李承道苦笑。

  「二弟，這已經屬於最前沿的物理研究了。」

  「這種細節問題我也不清楚。」

  「三天前的演講靠想像力，今天的演講只能靠硬實力去理解了。」

  很快，薛丁格的報告結束。

  全場所有人忽然神色激動，滿臉期待。

  接下來，就是今天會議的重頭戲了。

  因為最後上場報告的，正是布魯斯教授！

  李奇維從容地走到演講台上，他的嘴角噙著一絲笑意，威嚴的眸光巡視會場。

  接著，他開玩笑地說道：

  「今天會議之前，普朗克教授曾私下問我：布魯斯，你還有貨嗎？」

  「物理學會的會議，你要拿出真正的乾貨出來，不能是天馬行空的猜想。」

  「我說：貨嘛，我不多，但確實有一點。」

  眾人聞言皆是會心一笑。

  布魯斯教授還是一如既往地幽默自信。

  「剛才我看到薛丁格很苦惱。」

  「他為了電子自旋問題可謂是殫精竭慮。」

  「這個問題一日不解決，波動力學就一日存在風險。」

  「幸運的是，今天我來幫助他解決了。」

  嘶！

  靜！

  會場內突然鴉雀無聲。

  剛剛還在笑的眾人，此刻臉上的笑容凝固了。

  他們知道布魯斯教授肯定會有新的東西。

  但沒想到對方竟然是要解決波動力學中的電子自旋問題？

  這也太誇張了吧！

  那個男人到底強到了什麼程度！

  「老天啊！」

  「布魯斯教授是怎麼做到，以如此平淡的口吻，說出如此牛逼的話。」

  「他不久前才提出那麼多匪夷所思的物理理論，靈感還沒有被榨乾嗎？」

  「恐怖如斯！」

  如果這是真的，絕對是量子力學的頭等大事！

  這意味著量子力學的兩大版本將再無瑕疵。

  而且布魯斯教授公開承認，那還可能是假的嗎？

  這一刻，全場轟動了！

  普朗克微微一笑，內心震撼且感慨道：

  「好你個布魯斯！」

  「幸虧我邀請你來參加會議，不然的話，恐怕你就直接發表論文了。」

  薛丁格滿臉震驚，簡直不敢相信自己的耳朵。

  這太驚人了！

  讓他有種恍惚的感覺。

  他為了研究電子自旋問題，絞盡腦汁了一年多。

  物理學界也有很多大佬同時在研究。

  但是全都失敗了。

  而今天，布魯斯教授宣布他解決了。

  沒有人能理解此刻薛丁格的心情。

  他太激動了。

  「布魯斯教授，你到底是如何做到的？」

  「我已經迫不及待地想知道了。」

  海森堡聽後，震撼不已。

  同時，他的心中突然產生了一種危機感。

  要是波動力學的短板被補足，那麼他的矩陣力學就危矣。

  此刻，在眾人的驚訝和震撼表情下，李奇維繼續說道：

  「其實，嚴格來說，波動力學目前存在兩個問題。」

  「除了無法描述電子的自旋外，它還無法描述以接近光速運動的電子狀態。」

  嘩！

  眾人皆是一驚！

  波動力學竟然遺留有兩個問題。

  這是很多人不為熟知的。

  在場的雖然都是德國的物理專業人士，但不代表每個人對量子力學的理解都和薛丁格、海森堡等人一樣。

  術業有專攻。

  一位物理學家一輩子能深入研究一個細分領域，就已經很了不得。

  至於像李奇維這般融會貫通整個物理學分支的，只能用怪物和恐怖來形容。

  所以，眾人不了解第二個問題也很正常。

  這時，有不熟悉量子力學的人問道：

  「布魯斯教授，既然如此，那為什麼不把相對論效應考慮進來呢？」

  台下的薛丁格聞言，露出一絲苦笑。

  狹義相對論早在二十多年前就發表出來了。

  他怎麼可能沒想到。

  實際上，他早就寫出了狹義相對論形式的波動方程。

  但是，這個方程有一個致命缺點：它無法求出氫原子的能級公式。

  這說明該方程肯定是錯的。

  因為氫原子是最簡單的原子，整個量子力學體系的創建就是從它開始的。

  如果一個方程連氫原子都解釋不了，那就不用考慮了。

  所以，薛丁格當初靈感爆發，一口氣寫下的波動方程中，用的其實是經典力學中的能量-動量關係。

  如此一來，就能完美地解釋氫原子的光譜、能級等內容。

  而如果想描述近光速運動的電子，他就必須使用狹義相對論下的能量-動量關係：

  【E=pc+mc】①

  但是如果使用這個公式，就會產生一個匪夷所思的現象：方程的解中會出現負的概率。

  因為公式中出現了平方和四次方，它會產生負數解。

  這就有點扯淡了。

  概率怎麼可能是負的呢？

  量子力學再離譜，也不可能出現負的概率，因為那完全沒有任何物理意義。

  如果是負能量，還能稍微扯一扯，但是負概率，毋庸置疑是錯的。

  所以，薛丁格等人就想辦法消除負數解。

  那就只能使用這樣的公式：

  【E=√（pc+mc）】②。（根號下）

  直接假設公式①兩邊開方，E就變成正數了。

  再代入原來的波動方程中，就會產生負概率了。

  但是在計算的過程中發現，必須消除右邊的根號。

  這時，問題來了！

  你不能使用兩邊同時平方的方法。

  不然的話，平方後又變成①那種會產生負概率的形式了。

  這簡直就是矛盾的。

  不平方怎麼去掉根號？

  但平方後E變成E，就會產生負概率。

  薛丁格和很多物理學家的心中，有一萬頭草泥馬奔騰而過。

  「這怎麼可能？」

  「老天爺你是在玩我啊！」

  所以，這是一條數學上的死路，看起來完全不可行！

  薛丁格請教了好幾個牛逼的數學家，也解決不了這個問題。

  不過，他最後依然把論文發表了。

  拋開電子自旋不談，相對論效應暫時對波動力學的影響還不是特別大。

  因為根據實驗的測量，電子的速度只有光速的1%，相對論效應並不明顯。

  但是，這始終是一個需要從理論上解決的問題。

  有沒有誤差和誤差的大小，是兩個性質完全不同的問題。

  平時計算當然可以偷懶近似。

  但理論上，波動方程必須兼容狹義相對論。

  否則，二者必錯其一！

  此刻，當李奇維深入淺出地闡述了波動力學的第二個問題後。

  在場眾人茅塞頓開，大開眼界！

  「原來第二個問題這麼嚴重。」

  「如果解決不了，甚至會引發量子力學和相對論的矛盾。」

  「這絕對是不行的！」

  「他們都是現代物理學的支柱，一旦錯了，後果不堪設想。」

  然，李奇維下一句，直接引爆全場。

  「但是，我想到了一個方法。」

  （還有更新耶）