第560章 帶正電的電子？反電子！驚世預言！

  第560章 帶正電的電子？反電子！驚世預言！萬物皆反！反物質現！轟！

  柏林物理學會會議。

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  相對論形式波動方程帶給在場物理學家們極度的震撼。

  它把量子力學和狹義相對論結合在一起，完成了不可思議的統一之舉。

  最重要的是，相對論形式波動方程可不是什麼猜想，而是在薛丁格方程的基礎上，通過嚴密的數學推導而出。

  哪怕目前還沒有實驗驗證，在場眾人對它的正確性也非常有信心。

  一方面，薛丁格方程已經被證明過了。

  另一方面，相對論形式波動方程乃是布魯斯教授當著眾人的面一步步推導和計算出來。

  錯誤的可能性微乎其微！

  然而，就在眾人以為新方程出現，布魯斯教授的報告應該結束時。

  不可思議的事情來了！

  此刻，李奇維微微一笑，說道：

  「不管是薛丁格方程也好，還是我改進後的方程也罷，其實描述的都是電子。」

  「然後再推廣到所有的微觀粒子。」

  「但是聽完之前的報告，大家應該很清楚，目前的量子力學只有描述單個粒子才會很精確。」

  「所以，我下面會以電子舉例。」

  「各位請看這個新的波動方程。」

  「這些參數分別表示電子的質量、電荷、自旋。」

  「這是所有單個量子客體最重要的三個量子數。」

  「另外，電荷自旋會產生磁矩。」

  「磁矩也是一個重要的量子數，在實驗中經常用到它去描述電子的狀態。」

  眾人聞言，都有點疑惑。

  布魯斯教授為何要講這些基礎的量子知識。

  哪怕不是專業研究量子力學的人，也應該對上面的內容很熟悉。

  就好比不研究熱力學，也知道熱力學四定律。

  「但是，我發現了一個奇怪的現象。」

  這時，李奇維把公式調大，讓所有人都能看得更清楚。

  他繼續說道：

  「我們知道，電子帶一個單位的負電荷。」

  「所以，它在原子系統內受到的勢能如下。」

  「但是！」

  「重點來了！」

  「我發現，新波動方程好像對於電子的電荷性質並不敏感。」

  「換句話說，假設電子帶一個單位的正電荷，方程依然成立！」

  「這就有點匪夷所思了！」

  「目前我們只發現帶負電的電子，還從未發現過帶正電的電子。」

  「但是，我的方程卻同時包含了兩者。」

  「所以，我大膽預言，這是不是意味著，自然界會存在所謂的【正電子】呢？」

  「正電子就好像是電子的鏡像或者說反面。」

  「我暫時姑且稱其為【反電子】。」

  「根據新方程可知，電子和反電子有著相同的質量、自旋，但唯獨它們攜帶的電荷數相反。」

  「電子帶負電，而反電子帶正電。」

  「反電子和此前我提到的虛粒子不是一回事。」

  「前者是實實在在的物質存在，它和普通電子一樣，都是組成物質的成分，有質量，能直接觀測。」

  「但目前為止，我們確實沒有發現過這種反常的粒子。」

  「這就是我剛剛在思考的內容。」

  「我覺得有必要分享給大家。」

  靜！

  死一般的寂靜！

  整個會場內鴉雀無聲！

  所有人都被反電子的預言震撼了！

  驚世駭俗！

  天馬行空！

  任何詞語都無法形容提出反電子的驚艷。

  「OMG！」

  「世界上真的會存在反電子嗎？」

  「電子怎麼可能會存在反的呢？」

  「難道我們這個世界還有一個反世界？」

  「」

  轟！

  會場內瞬間爆發出一陣熱烈的討論聲。

  眾人被反電子的概念深深吸引。

  薛丁格瞪大了雙眼，神色興奮。

  布魯斯教授從矩陣力學裡得出量子真空漲落和虛粒子的概念。

  現在，對方又從波動力學中得出反電子的概念。

  額，雖然是從新的波動方程中推導而出，但根基還是他原來的波動力學。

  「果然，布魯斯教授沒有偏袒海森堡那小子。」

  「這才是波動力學真正的威力！」

  這一刻，薛丁格也支棱起來了，嘴角不由得歪起來。

  他的波動力學絕對不是只有一個數學簡單的膚淺優勢。

  它同樣能得出匪夷所思、驚世駭俗的推論！

  海森堡面色震驚，內心震動！

  他一直看不起的波動力學竟然還有第二春？

  反電子的概念感覺比虛粒子牛逼多了。

  雖然兩者目前都是猜想，但前者可是真真正正的物質存在啊！

  看得見摸得著。

  海森堡只能安慰自己。

  「還好，反電子是根據布魯斯教授的方程推導出來的，跟薛丁格關係不大。」

  普朗克、愛因斯坦等大佬們也極度震驚。

  怪不得布魯斯說他的發現會顛覆大家對物質的認知。

  如果反電子真的存在，那確實會顛覆！

  這意味著物理學家對物質的本性還沒有完全認識清楚。

  反電子到底是一種什麼樣的存在？

  此刻，李奇維掃視全場，繼續說道：

  「有了反電子，我們不妨繼續大膽猜想。」

  「眾所周知，目前物理學界已經發現的組成物質的基本粒子有兩種：電子和質子。」

  「由於光子是不組成物質的玻色子，所以此處不討論。」

  「既然電子有反電子，那麼質子會不會有反質子呢？」

  「質子帶一個單位的正電荷，而反質子帶一個單位的負電荷。」

  嘩！

  眾人皆是震撼！

  「上帝啊！」

  「這簡直是布魯斯教授的驚世預言！」

  然而，李奇維還在繼續：

  「中子雖然現在還沒有被發現，但我大膽預言，它肯定也有對應的反中子。」

  這時，忽然有人疑惑道：

  「布魯斯教授，可是按照你的預測，中子是電中性的，本身不帶電。」

  「那麼反中子豈不是也不帶電，那反中子和中子有什麼區別？」

  眾人皆是點點頭。

  電子和質子因為帶有電荷，所以它們的反粒子正好帶相反的電荷。

  但是電中性的中子要怎麼辦？

  李奇維微微一笑。

  果然不能小看這個時代的物理學家們。

  要解釋這個問題，就必須引入夸克的概念。

  粒子按照性質可以分為費米子和玻色子兩大類。

  其中費米子就是組成宇宙中各種物質的粒子。

  它遵循不相容原理，即固定的空間內不可迭加粒子的數量，所以物質才會有體積。

  而玻色子是傳遞費米子之間作用力的粒子，不組成物質。（光子很特殊，之前介紹過）

  在後世，我們通常所說的【基本粒子】概念，一般都是指費米子。

  如果把基本粒子嚴格定義為：不可再繼續分割的粒子。

  那麼其實只有輕子和夸克兩種類型的基本粒子。

  其餘所有組成物質的微觀粒子，都是由它們組合而來。

  （什麼重子、強子、超子等等）

  輕子包含電子、μ子、τ子、電子中微子、μ子中微子、τ子中微子。

  μ子和τ子可以理解為質量稍微大一點的電子。

  並且這三種「子」都有對應的中微子。

  而夸克按照性質可分為6種，分別是：上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、頂夸克、底夸克。

  這六種夸克，也叫「六味」，當然不是指味道，而是指夸克的性質類別。

  此外，每種夸克按照【顏色】劃分，又有紅綠藍三種子型號。

  注意，這裡的紅綠藍不是指傳統意義上的那種顏色，而是表示夸克的某種屬性。

  每種色分別代表夸克的某種【色荷】，可以簡單理解為電子的電荷。

  不管是輕子還是夸克，都有與之一一對應的反粒子。

  後世已經證實，質子和中子都是由夸克組成的。

  以質子為例。

  一個質子是由兩個上夸克和一個下夸克組成。

  其中上夸克帶+2/3的電荷，下夸克帶-1/3的電荷。

  所以，三個夸克組成的質子，才會帶一個正電荷。

  而反質子是由兩個反上夸克和一個反下夸克組成。

  反上夸克帶-2/3的電荷，反下夸克帶+1/3的電荷。

  因此，反質子就會帶一個負電荷。

  有了夸克及反夸克的概念後，就能解釋反中子了。

  中子雖然是電中性的，但是組成它的是一個上夸克和兩個下夸克。

  這兩個夸克都有對應的反夸克。

  所以，反中子是由一個反上夸克和兩個反下夸克組成。

  這時，有人納悶：

  「反中子不依然是電中性的嗎？它和中子有什麼區別呢？」

  區別就在磁矩上！

  電子因為自旋而具有磁矩，中子同樣有磁矩。

  電荷旋轉就會產生磁矩，而磁矩的方向通常和自旋方向是相同的。

  對於反中子而言，它的自旋雖然沒有變化，但是由於帶電量發生了變化，它的磁矩方向就改變了。

  因此，反中子和中子的磁矩相反。

  同理，對於電子和反電子、質子和反質子，它們除了電荷相反，磁矩也是相反的。

  這就是為何會有反中子存在的原因。

  而光子雖然有自旋，但是它不可再分，且帶電量為零，所以就沒有反光子。

  順便說下，後世的粒子物理標準模型中，一共有61種粒子。

  其中61這個數字就包含了所有粒子的反粒子。

  而光子、Z玻色子、希格斯玻色子，沒有對應的反粒子。（為了保持理論統一，也可以說是它自身）

  此刻，李奇維顯然不能用夸克來解釋，他只好都推給未來。

  「很好的問題。」

  「我認為，反中子與中子的區別，不在於電荷，而是自旋或者磁矩等其它量子特性。」

  「反中子畢竟是一個預言，具體的性質，我暫時也不知道。」

  眾人點點頭，不是很在意。

  這些都是無關緊要的細節問題。

  目前的反電子理論，是布魯斯教授根據新波動方程提出來的。

  或許隨著理論發展，反的特性不僅僅表現在電荷上，也許還有其它的反量子數。

  現在最重要的是反電子本身反的概念，而不是哪些粒子有反粒子。

  這時，李奇維徹底放飛自我，大膽預言道：

  「隨著物理學，尤其是原子學的發展，或許將來物理學家們能發現更多的基本粒子。」

  「我認為，所有的基本粒子都會有與之對應的反粒子。」

  「它們在電荷、自旋、磁矩等量子性質上正好相反。」

  「而有反粒子，就會有反物質。」

  「比如，一個反質子和一個反電子組合在一起，就能形成一個反氫原子。」

  「同理，元素周期表中的所有元素，都有其反元素。」

  「這些反元素組成的物質，就是反物質。」

  李奇維臉色狂熱，暢想道：

  「也許在宇宙深處，存在著完全由反物質組成的星球、恆星系、乃至星系。」

  「甚至，那裡還會出現一個【反我】。」

  「哈哈哈，這樣想還挺有意思的。」

  轟！

  全場駭然！

  李奇維的輕鬆表情與眾人的震撼形成鮮明對比。

  所有人不可置信地瞪大雙眼，內心掀起滔天巨浪！

  如果世界上只有反電子，那還容易接受。

  但反粒子、反物質的概念，簡直驚世駭俗！

  想想就頭皮發麻！

  「上帝啊！」

  「難道還存在一個反宇宙嗎？」

  「布魯斯教授的這個反物質理論實在太過駭人聽聞了。」

  「簡直比虛粒子還要恐怖無數倍。」

  「如果世界上真的存在反物質，那麼它到底長什麼樣？」

  「蘋果是紅的，反蘋果會不會是綠的？」

  「我是個窮逼，反我會不會是個大富豪？」

  「」

  在場的所有人哪怕都是響噹噹的物理專業人士，此刻也忍不住瘋狂了。

  反物質的概念，絕對算是顛覆了現有物理學的根基！

  世界上竟然存在著與現實物質完全相反的反物質。

  當然，所謂的正反只是敘述視角的不同而已。

  在【反物理學家】的眼中，在場的人或許才是反我。

  人家肯定認為自己是正的，你們才是反的。

  不過，這些只是概念上的區別，不影響什麼。

  反物質存在的意義才是最重要的。

  更可怕的是，這不是布魯斯教授猜想或者瞎說的。

  而是對方通過嚴密的數學推導，證明了反電子存在的可能性。

  然後由其推廣到反物質。

  這和三天前的演講中提到的量子真空漲落不可同日而語。

  後者只是大膽的猜想，而前者是理論和猜想的完美結合。

  甚至不少人內心篤定，這個世界上一定會存在反物質！

  而眾人對布魯斯教授那無解的實力感到深深的震撼。

  「太可怕了！」

  「布魯斯教授的靈感和實力已經超出了我的想像！」

  「他的大腦到底是怎麼長的？」

  「靈感難道是無窮無盡的嗎？」

  「新的波動方程是布魯斯教授當著我們兩百多人的面公開推導。」

  「但是只有他一個能夠看出其中蘊含的驚天內涵。」

  薛丁格、海森堡等人同樣震撼。

  反物質的提出，讓他們忘卻了波動力學和矩陣力學之爭。

  因為這是一個全新的物理領域，代表著一片嶄新的未來！

  布魯斯教授那恐怖如斯的直覺，三言兩語就闡述了一個如此逆天的理論。

  與之相比，他們之間的爭論簡直如過家家一般。

  因為他們的爭論不會產生新的知識，而布魯斯教授各取所長，開拓了物理學的邊界。

  這就是學界巨擘和普通人的區別。

  是的，在薛丁格等人眼中，他們和布魯斯教授相比，又何嘗不是普通人呢。

  普朗克重重地舒了一口氣，感嘆道：

  「我無法想像，沒有布魯斯的物理學界會是什麼樣？」

  「也許，愚蠢的我們可能已經認為物理學真的終結了。」

  愛因斯坦聞言，眼中精光爆射。

  他太享受這種純粹的感覺了。

  台上的布魯斯是多麼的光彩照人。

  理論物理學是多麼的偉大！

  「布魯斯僅僅通過一支筆，就發現了一個全新的反世界。」

  「這比幾百年前物理學家用筆計算出隱藏的海王星還要震撼無數倍！」

  周圍的人聞言，無不贊同。

  後排處，李承道神色激動，震撼不已。

  反物質的出現，對於他這樣熱愛物理的年輕人而言，不亞於開天闢地的影響。

  這是完全從理論上被預言出來的物質。

  既神秘莫測卻又真實可靠，令人忍不住遐想。

  「二弟，我忽然想到了我們華夏的太極圖！」

  李承德也罕見地表現出震驚的面容。

  父親推導出反物質的過程，實在過于震撼人心了。

  他雖然物理直覺好，但那都是口胡，全是一些大而空的概念。

  真正讓他寫出證明過程，他就只能抓瞎了。

  而父親提出的反物質，是嚴格基於量子力學的新理論。

  這一刻，他終於切身體會到父親的偉大了。

  聽到太極圖，李承德來了興趣。

  「大哥，我明白你的意思。」

  「太極圖中的陰陽魚，有點像正物質與反物質。」

  「它們既涇渭分明，又有莫名的聯繫。」

  李承道說道：

  「對！」

  「怪不得父親讓我們沒事就多看點華夏經典古籍。」

  「他就是希望我們能吸收其中的某些思想。」

  「之乎者也本身或許是糟粕，但是它們所代表的某些思想絕對不是糟粕。」

  忽然，李承道心血來潮，他笑著問道：

  「二弟，發揮你的想像力和直覺。」

  「如果讓你根據太極圖所代表的內涵，你能推導出反物質和正物質的關係嗎？」

  李承德聞言，覺得很有意思，他又恢復到極度自信的狀態。

  「這個嘛」

  「我試試。」

  「太陽圖中，陽魚和陰魚雖然同在圖內，但是它們之間不可接觸。」

  「否則便是黑白陰陽交融，變成灰色的混沌。」

  「因此，我預言正物質和反物質不能相遇和接觸，否則就會消失，或者變成什麼其它的存在。」

  「另外，陽達到極限可以產生陰，陰達到極限可以產生陽。」

  「所以，我預言正物質可以在某種情況下產生反物質，反物質可以在某種情況下產生正物質。」

  李承道聽的津津有味。

  不得不說，二弟的邏輯能力和類比能力確實了不得。

  不過，他好奇地問道：

  「為什麼不是正物質直接轉變成反物質，反物質也可以轉變成正物質呢？」

  李承德斷言道：

  「那不行！」

  「陽就是陽，陰就是陰。」

  「按照太極圖理論，世界是由陰陽兩種元素組成。」

  「如果它們能相互轉化，那其實就只有一種元素了。」

  「所以，陽可以產生陰，但不能直接變為陰。」

  李承道不明覺厲。

  兄弟二人熱烈地討論著。

  要是李奇維在此，聽到李承德的分析，一定會自豪地說道：

  「吾兒承德有物理大帝之姿！」

  李承德的預言都是對的。

  第一，正反物質確實不能相遇。

  第二，在正β衰變中，質子轉變為中子時，會釋放出一個正電子。

  這說明正物質確實可以產生反物質。

  但是正物質卻不能直接變成反物質，至少目前還沒有發現過這種現象。

  李奇維看著眾人震撼的表情，內心感慨。

  反電子、反粒子、反物質的提出和發現，絕對是物理學史上里程碑式的成果。

  真實歷史上，海森堡曾評價：「我認為反物質的發現，可能是本世紀物理學中所有重大飛躍中最大的飛躍。」

  由此可見，反物質的重要性。

  這也是狄拉克為何牛逼哄哄的原因。

  反物質是數學和物理完美融合的體現！

  從數學上看，帶正電的電子符合方程，而現實中，真的找到正電子。

  這是何其美妙的巧合！

  反物質為人類打開一扇全新的大門。

  讓人們意識到，宇宙中存在的各種物質，遠遠超過了想像。

  同時，反物質也是無數科幻小說中最喜歡用的元素。

  可惜，很多人對它的神秘和展現的效應產生了不少誤解。

  這有點像真空零點能一樣。

  因為名字聽起來特別牛逼哄哄的，所以在震驚營銷號的誇大下，普通人接觸到這些概念時，就容易被唬住。

  什麼反物質炸彈比核彈牛逼、反物質飛船啥的。

  名字再牛逼，也要遵循科學道理。

  李奇維猜測，現在場上眾人恐怕已經憋了一肚子問題了。

  因為反物質的概念實在太神秘莫測了，沒有人能不好奇。

  果然，在會場內氣氛逐漸平靜後，有人忍不住問道：

  「布魯斯教授，如果物質和反物質相遇會怎麼樣？」

  嘩！

  眾人無不好奇。

  （還有更新耶）