第664章 「你，去把強力幹掉！」驚世課題！

  第664章 「你，去把強力幹掉！」驚世課題！介子理論！粒子物理的前奏！

  無涯館內。

  李承道神色興奮，呼吸急促。

  哪怕他平時再沉穩，此刻也把持不住了。

  年輕人想要一飛沖天的的豪情，是不可能被意志壓制的。

  

  他太清楚父親所給的課題意味著什麼了。

  如今風頭無兩的趙忠堯，就是最好的證明！

  「怪不得我做了那個奇怪的夢，原來是預示到了今天。」

  李承道大腦瘋狂運轉。

  看著兒子激動的樣子，李奇維心中感慨萬千。

  他為了培養對方，可謂煞費苦心，選擇的課題也是經過深思熟慮的。

  「你現在還在上學，沒有時間做實驗。」

  「所以，我給你的是一個純理論物理方面的課題，不需要做實驗。」

  「你平時課業結束後，就可以隨時隨地思考。」

  李承道眼睛明亮，這絕對是個好消息。

  他很感動，不用想，這肯定是父親為他精挑細選的課題。

  「好的，父親。」

  接著，李奇維又提出了一個問題：

  「你應該知道，我之前發表的量子場論思想和量子電動力學。」

  「你對這門理論有什麼理解？」

  嘶！

  李承道倒吸一口冷氣，內心止不住地顫抖。

  天啊！

  父親難道想讓我研究量子場論？

  這也太嚇人了。

  不過現在不是震驚的時候，他立刻恢復神色，思考了一會兒，說道：

  「我看過玻爾教授、愛因斯坦教授等人寫的評論性文章。」

  「他們認為量子場論是一種想包容所有存在的理論。」

  「在這種思想下，場才是最高的存在，一切的物質都從場中誕生，世界模型反而更加簡單清晰。」

  李奇維點點頭。

  老大對量子場論的理解還是可以的。

  然而，緊接著，李承道就轉折道：

  「但是，我個人認為，量子場論好像有一種無奈的妥協在其中。」

  「父親，您曾經在第一屆布魯斯會議上，提出經典物理學的遺留問題。」

  「其中一個問題就是場的存在。」

  「它太特殊了，不管是經典物理，還是量子力學和相對論，都和它完全沒有關係。」

  「所以，您很想把場納入量子力學，於是有了量子場論。」

  嗯？

  李奇維神色一動。

  看來這段時間老大確實長進了，竟然有了自己獨立的見解。

  把場納入量子力學還真是無奈之舉，只不過結果意外地讓人驚喜而已。

  「不錯！」

  「你能有這種思考，足以證明你平時很關注物理學的發展。」

  聽到父親的誇獎，李承道露出開心的笑容。

  李奇維幽幽地說道：

  「物理學就是需要不停的嘗試。」

  「沒有人能保證一個新理論的對錯。」

  「我們能做的，就是不斷用理論去描述世界，修改補丁，直至完美。」

  「量子場論也不例外。」

  李承道點點頭。

  他憧憬地說道：

  「大家都說量子場論是最有希望的終極理論框架！」

  李奇維聞言，微微一笑，一種無限高遠的氣息瀰漫開來。

  李承道頓時一驚，他從中感受了某種至高至聖的意蘊。

  接著，李奇維終於正色道：

  「我給你的課題就和量子場論有關。」

  「我的量子電動力學目前可以很好的解釋電磁力和帶電粒子之間的相互作用。」

  「但是引力、強力、弱力這三種力還沒有合適和對應的理論。」

  「這個課題就是和強力有關。」

  「我希望你用量子場論的思想研究強力是如何作用的。」

  嘶！

  李承道瞬間懵逼！

  本來他都以為自己快要起飛了，結果卻大跌眼鏡。

  父親竟然讓他利用量子場論的思想研究強力？

  這和九頭蟲對奔波兒灞說：你去把唐僧師徒除掉，有什麼區別？

  當今物理學界，恐怕所有大佬都在研究這個問題。

  不僅是強力，弱力、引力都有人嘗試。

  只要隨便一個突破，諾獎都是板上釘釘的事情。

  面對如此誘人的前景，誰能不想呢？

  但想是一回事，能不能做到就是另外一回事了。

  李承道咽了咽口水，不好意思地說道：

  「那個父親這會不會有點太難了？」

  在老爸面前，他老老實實認慫，沒什麼丟人的。

  李奇維笑了笑，說道：

  「哈哈，放心，有為父在。」

  「我已經有了一點思路，但是沒有時間去深入思考，所以就想交給你了。」

  「你要是害怕難，那我就給別人嘍。」

  嘩！

  李承道頓時一驚！

  父親既然已經有了方向，那他還怕個球啊！

  就算是天書擺在面前，他也要搞明白。

  於是，他連忙改口道：

  「不不！」

  「再大的困難我也能克服！」

  「父親，您就交給我吧！」

  李奇維只是故意逗逗他，笑道：

  「好。」

  接著，他開始解釋道：

  「我在量子電動力學中，提出了電磁相互作用的模型，那就是兩個帶電粒子通過交換光子，從而產生相互作用。」

  「這也是量子電動力學的核心思想。」

  「那麼，強力是不是類似的情況呢？」

  「原子核由質子和中子組成，質子和質子之間，質子和中子之間，中子和中子之間，它們的相互作用，有沒有可能也是通過交換某種粒子實現的呢？」

  「你可以順著這個思路研究下去。」

  嘩！

  李承道心頭震撼！

  他很清楚，僅僅這幾句話，要是傳到物理學界，會引起何等的地震！

  這絕對是當今世界對強力的最好和最前沿的預測！

  而現在，父親親口告訴了他這個想法。

  可以說，諾獎的大門就在眼前。

  能不能推門進去，就看他自己的水平了。

  這是父親對他的考驗，寄予了無限的期望。

  此刻，李承道面色凝重，堅定地說道：

  「父親，我會盡我最大的努力研究這個問題。」

  李奇維滿意地點點頭。

  這個課題的地位極其重要，是粒子物理標準模型的萌芽。

  真實歷史上，在狄拉克、海森堡等人創造出量子場論的思想後，頓時風靡物理學界。

  三四十年代，正好強力和弱力也開始進入物理學家們的視野。

  因此，很自然地，就有人想用量子場論來解釋強力和弱力。

  前面說過，標準模型中，解釋強力的理論是量子色動力學，其核心是夸克。

  但是在那個時代，夸克還沒有被發現，量子色動力學不可能誕生。

  因此，描述強力的是另外一種理論：介子理論，它就是量子色動力學的前身。

  而介子理論的提出者，就是來自櫻族的湯川秀樹（小川秀樹）。

  他師從長岡半太郎和仁科芳雄，被譽為櫻族年輕一代的物理天才。

  1935年，28歲的湯川秀樹，在櫻族本國的雜誌上發表了一篇論文，名為「關於基本粒子的相互作用」。

  論文名字平平無奇，但內容卻驚世駭俗。

  在文章中，湯川秀樹提出存在一種「介子」，它能傳遞核子之間的相互作用。

  所謂核子，就是指組成原子核的質子和中子的統稱。

  在粒子物理標準模型中，大家經常會聽到各種「子」，它們都有著特殊的歷史含義。

  （具體而詳細的解釋會放在後面，現在是簡單介紹）

  在前期，標準模型還沒有成型時，隨著發現的粒子越來越多，物理學家們就把所有粒子分為兩種：重子和輕子。

  顧名思義，重子就是質量較大的粒子，比如質子、中子等。

  輕子就是質量較小的粒子，比如電子、中微子等。

  而湯川秀樹從他的理論上計算出，傳遞強力的粒子，其質量是電子的273倍（質子質量是電子的1836倍）。

  這個質量不大不小，因此他就稱為「介子」，意思是介於重子和輕子之間的粒子。

  介子理論一出，頓時震驚了物理學界。

  很多實驗物理學家都開始了尋找介子之路。

  1936年，安德森在宇宙射線中發現了一種質量約為電子207倍的新粒子。

  當時，他興奮地以為這就是湯川秀樹所預言的介子，畢竟質量差的不是特別多。

  於是，他把這種粒子稱為「μ介子」。

  但是很快，有人就發現，這個μ介子與原子核的相互作用極其微弱，它不可能傳遞強力。

  後來證明，μ介子確實不是介子，而是一種全新的輕子，於是被改名為「μ子」。

  形象理解，μ子就是大號的電子，是標準模型里61種基本粒子的一種。

  尋找介子的過程並沒有停下。

  1947年，英國物理學家鮑威爾在宇宙射線中，終於發現了一種質量為電子273倍的新粒子。

  這個質量簡直和理論計算的一模一樣，並且這種新粒子與原子核會發生強烈的相互作用。

  很快，它就被證明了，就是湯川秀樹所預言的介子，被命名為「π介子」。

  至此，湯川秀樹的介子理論得到了公認，他也因此獲得1949年的物理諾獎，成為櫻族首個獲得諾獎的人。

  而發現π介子的鮑威爾，也因此獲得了1950年的物理諾獎。

  此外，π介子正式開啟了粒子物理學分支，鮑威爾被稱為粒子物理學之父。

  由此可見，介子理論的重要性。

  這時，有人會疑問了：

  「不對啊，之前不是說傳遞強力的是膠子嗎？」

  「怎麼現在又變成了介子？」

  這就是介子理論和量子色動力學的區別。

  後者是在前者的基礎上發展而來的。

  我們知道，每個質子或者中子，都是由三個夸克組成。

  質子和中子之所以能單個保持穩定，靠的就是三個夸克之間的相互作用，這裡傳遞作用的粒子就是膠子。

  形象理解，三角形最穩定嘛。

  可以把膠子想像成光子那樣的粒子，它沒有質量。

  但有人疑問了：夸克在質子內部，那質子和質子之間的吸引力，也就是強力是在外部的，夸克怎麼影響？

  情況是這樣的。

  夸克之間的作用，會產生一種「逸散效應」。

  即，這種力會滲透到質子外面很小一段距離，也正好就是強力的作用範圍。

  正是因為這逸散出的部分力，才牢牢地把質子和中子全部結合在一起，表現出強力的作用。

  而這個過程中，就會產生介子。

  因此，湯川秀樹的介子理論，本質上描述的是膠子在傳遞強力時，逸散出的那部分力。

  所以，它是量子色動力學的基礎。

  畢竟，在湯川秀樹那個時期，還沒有夸克，他只能從質子和中子這個整體去考慮強力的傳遞。

  即便最後被量子色動力學取代，但不管怎麼說，介子理論的重要性不言而喻。

  正是因為它的出現，粒子物理才開始飛速發展，各種新理論和現象層出不窮。

  至於弱力，則是另外一個截然不同的故事。

  因為弱力是單個中子或質子內部的現象，所以與強力有很大的不同。

  此刻，李奇維交給老大的課題，就是湯川秀樹的介子理論。

  一旦李承道能攻克這個難題，他將瞬間成為頂尖物理學家。

  父親的名字將不再是他的壓力，而是傳承與榮譽！

  湯川秀樹：你們父子情深，有人考慮過我的感受嗎？

  李承道從父親的眼神中，看到了期望和寵愛。

  他臉上帶著幸福的笑容，渾身都充滿了幹勁，恨不得一天能只睡2小時就好了。

  有了目標後，整個人的精氣神完全不一樣。

  李奇維看出了他的興奮，笑著勸說道：

  「不要急，慢慢來。」

  「這其中用到的數學知識可能會比較深奧。」

  「你需要在課外拓展自己的數學水平。」

  通過這些天的了解，他認為李承道的數學還是差了點。

  「這也是一個優秀理論物理學家的必經之路。」

  「可以多向你的五師師兄請教，他的數學功底非常好，足以當你的老師。」

  李承道用力地點點頭。

  論學術研究起點，他號稱第二，全世界都沒人敢號稱第一。

  他並不是迂腐之輩，放著金山不用。

  「不過，錢師兄最近很忙，我也不會隨意去打擾他。」

  李奇維嗯了一聲。

  「前期一定要自己摸索，再難也不要放棄。」

  「只有實在沒有頭緒時，才需要請教，那樣也是最有效果的。」

  「如果五師也不會，就來找我。」

  李奇維就這樣手把手，一點一滴地傳授給李承道經驗。

  他相信對方一定能突破自己的局限！

  「道兒，我很好看你啊！」

  （還有更新耶）