1900:游走在欧洲的物理学霸
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第553章 量子真空涨落!神秘虚粒子!虚空造物!惊骇全场!

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书名:
1900:游走在欧洲的物理学霸
作者:
虚空圣堂
本章字数:
8882
更新时间:
2025-03-20

柏林大学报告大厅内。

李奇维的问题一出,众人都疑惑了。

“何为真空?”

大家疑惑的不是问题太难了,而是问题太简单了。

真空就是真空啊。

把空间中的空气抽走,剩下的就是真空。

真空里空空如也,没有任何存在。

但布鲁斯教授是何等存在?

他说1+1=3,恐怕不少人都不会第一时间反对,而是先想想。

前排的诸多大佬们若有所思。

他们在思考,真空和不确定性原理有什么联系呢?

既然演讲的主题是不确定性原理,那么布鲁斯教授肯定不会无缘无故地提到真空。

李承道神色兴奋。

他终于能亲身聆听父亲的演讲了。

果然和众人口口相传的那样,父亲演讲时总是喜欢以一个简单的问题开场。

大多数人都觉得答案很简单,然后父亲再抛出一个匪夷所思的理论。

震撼全场!

这就是大家津津乐道的布鲁斯式演讲。

这时,有人站起来说道:

“布鲁斯教授,您好,我是索末菲教授的博士后,拉比。”

“我想尝试回答您的问题。”

众人一惊!

好家伙,上来就是博士后出手!

小小的真空问题,有必要这么大动干戈吗?

索末菲微微一笑。

他很喜欢拉比这个美国来的小伙子,活泼开朗,非常有创新思想。

对方目前的研究课题是磁场与原子核的作用关系。

李奇维听到这个名字后,心中了然。

真实历史上,拉比是核磁共振的发明者,被誉为“核磁共振之父”,并因此获得1944年的物理诺奖。

核磁共振的原理很简单。

当原子核置于磁场内时,其自旋方向会沿着磁场方向进行正向或者反向的平行排列。

此时,向原子核发射电磁波,原子核因为吸收电磁波,自旋方向改变。

利用这个原理,就能制造出可对人体成像的核磁共振仪。

人体不同组织中因为含水量不同,导致水中的氢原子核吸收电磁波的量不同。

利用核磁共振仪照射人体后,片子上不同组织的明暗程度不同。

若是某个地方发生病变,则从片子上就能看出来。

和基于X射线的CT适合拍骨骼等硬组织不同,核磁共振主要适用于软组织的检测,且更加精密。

因此核磁的价格比CT高很多。

核磁共振在物理学领域和医学上有着极为重要的作用。

此外,拉比还是原子钟概念的提出者。

所谓的原子钟,就是利用原子吸收或者释放的电磁波来计时,这种电磁波非常稳定。

常见的原子有铷、铯、氢等。

普通人使用的钟表,大概每过一年会有一分钟的误差。

而原子钟的精度可以达到每两千万年才误差一秒。

因此,在卫星、航空等超高端领域中,都是使用原子钟计时。

有意思的是,拉比正是在研究原子钟的过程中,才偶然发现了磁共振的现象。

这位大佬非常有个性。

拉比在回到美国哥伦比亚大学任物理学教授时。

当时哥伦比亚大学校长是著名的艾森豪威尔,他刚从军中退役不久。

有一次,学校邀请拉比做一场演讲。

艾森豪威尔在开场白中说道:

“在众多雇员里,你能够获得那么重要的奖项,学校以此为荣。”

结果拉比一点也不给艾森豪威尔面子,直接回道:

“尊敬的校长,我是这个学校的教授,你才是雇员。”

这就是拉比的骄傲之处。

在当时的美国,虽然大学校长的权力很大。

但是在拉比这样的牛逼教授眼里,校长跟其他的行政和后勤人员一样,都是服务学生和教授的。

这可能也是美国学术繁荣的原因之一。

搞笑的是,拉比后来在哥伦比亚大学亲自收了一个比他更有个性的学生。

那就是大名鼎鼎的施温格。

他和费曼、朝永振一郎三人因为创建量子电动力学,从而获得1965年的物理诺奖。

而施温格又有个更牛逼的学生,名为格拉肖。

格拉肖被誉为“粒子物理标准模型”之父,并获得1979年的物理诺奖。

格拉肖有个博士,名为姚期智,他从物理转行到计算机,后来成为我国计算机领域的超级大佬。

就是他创建了牛逼哄哄的华清“姚班”。

此刻,消化完这些信息后,看着才26岁的拉比,李奇维心中感慨。

他的徒子徒孙,对未来的量子场论和粒子物理发展,产生了巨大的推动。

李奇维微微一笑,回道:

“当然可以,拉比博士。”

拉比整理好思路,说道:

“早在科学体系没有诞生以前,人们就认识到空间中存在着空气。”

“空间并不是我们看到的那样空无一物,它里面充满了物质。”

“后来,拉瓦锡通过实验证明了空气的组成是氮气和氧气。”

“直到1892年,瑞利勋爵和拉姆塞教授在空气中发现了稀有气体:氩气。”

“物理学家对于空气的组成有了更深入的认知。”

“而对空气性质的研究,则是另外一条线。”

“1643年,意大利物理学家,伽利略的学生,托里拆利通过水银实验,证明了空气中大气压强的存在。”

“但当时很多人都不相信托里拆利的实验结果。”

“于是,1654年,德国马德堡市市长格里克,在无数人面前,做了著名的【马德堡半球实验】。”

“他把两个黄铜半球壳灌满水后合在一起,接着把球内的水全部抽出,最后把气嘴拧紧封闭。”

“在大气压的作用下,两个半球紧紧地贴合在一起。”

“接下来,格里克足足用了八匹高头大马,也不能把两个黄铜半球拉开。”

“要知道,半球的直径只有37厘米,相当于一个篮球大小。”

“但是它们之间产生的力却大的吓人。”

“这个实验有力地证明了大气压强的存在。”

“后来随着原子的发现,物理学家对于空气的认识就更深入了。”

“空气的组成无非是各种原子而已。”

“所以,布鲁斯教授问何为真空。”

“我认为可以分几个层面来回答。”

“第一层,在普通人眼里,马德堡半球实验中的那个铜球内部,就是真空。”

“因为里面的空气已经全部被抽走了,啥都没有。”

“但是在优秀的工程师眼中,铜球内还不是真正的真空。”

“因为哪怕是以现在的技术,也做不到把铜球内的所有气体分子都抽出来。”

“就算做到了,长时间后,空气中的分子也会从缝隙中再钻进去。”

“对于工程师而言,只要残留的分子原子足够少,对需要进行的实验不产生干扰,那么就可以称为真空。”

“所以,目前工业界对真空的定义是:在给定空间内,低于某个大气压力的气体状态。”

“这是第二层含义的真空。”

“而第三层的真空,就是物理学家眼里的真空。”

“即铜球内部一个原子都没有的空间状态。”

“不仅没有物质存在,铜球内部连电磁波也不存在。”

“此时的空间内才是真正的空无一物,是真正的真空。”

“以上就是我的回答。”

哗!

拉比说完后,大厅内爆发一阵惊呼。

众人听的津津有味。

“果然不愧是博士后,这水平杠杠的。”

“要是换我回答,最多只能说一句话。”

“美国佬有点东西。”

拉比由浅入深地解释了空气和真空的概念。

并且还加入了自己的思考,把真空按照认知不同,分为了三层。

第三层的真空概念,那是物理意义上的绝对真空。

一片空间内,没有原子电子等粒子,也没有X射线γ射线等光子,什么【存在】都没有。

众人纷纷点头,大家都很认同拉比的观点。

第三层的含义就是真空的含义,没有什么疑问。

这时,李奇维笑道:

“拉比博士,讲的很不错。”

“果然不愧是索末菲教授的博士后,思维逻辑很清晰。”

拉比闻言,激动万分。

他被偶像亲自夸奖了。

然而,让他始料未及的是,李奇维忽然又说道:

“海森堡,你认为拉比说的对不对?”

正在下面和泡利聊天的海森堡一脸懵逼。

他没想到布鲁斯教授会这么问自己。

拉比对吗?

当然对啊!

甚至这段回答还体现了对方深厚的物理底蕴,不是那种只会死读书的学生。

但海森堡何其聪慧。

他知道布鲁斯教授既然这么问,必然有深意。

对方很可能会否定拉比!

但问题来了。

海森堡不觉得拉比的回答哪里有错。

他想不出布鲁斯教授要如何反驳。

于是,纠结了一会儿,他还是老老实实地回答道:

“教授,我认为拉比博士对真空的解释是对的。”

李奇维笑着点点头,没有回复。

这个反应让海森堡疑惑更深了。

不仅是他,拉比本人也懵逼了。

刚刚他还美滋滋呢。

毕竟布鲁斯教授都夸他了。

但是很显然,布鲁斯教授只是夸他的回答好,而没有真正赞同他的回答。

这两者可不一样。

否则,对方也不会又问海森堡的意见了。

拉比心想,我这回答没啥问题啊,甚至连电磁波都考虑到了。

空间中除了粒子和波,难道还会有其它东西吗?

不可能啊!

难道是灵魂?或者是意志?

但这是哲学意义的范畴啊。

拉比笑着摇摇头,他觉得以布鲁斯教授的身份地位,不可能如此故弄玄虚。

必然是物理学意义上的存在。

所以,他万分疑惑。

“真空还能怎么空?”

此刻,普朗克、爱因斯坦、薛定谔等人,皆是眉头微皱。

以他们对布鲁斯的了解,拉比的答案肯定不完美。

但问题是在他们看来,拉比的答案又确实没问题啊。

爱因斯坦又想到了不确定性原理。

演讲主题就是这个,布鲁斯应该不会跑题。

但第三层真空中连一个原子都没有了,哪里还有什么不确定性。

这两个概念,八竿子打不着啊。

爱因斯坦百思不得其解。

人群之中,李承道对父亲的问题产生了极大的兴趣。

这个问题并不需要用纸笔计算,用脑子思考即可。

但正因为如此,反而显得格外艰难。

至少他一点头绪都没有。

刚刚那个叫拉比的博士,在李承道看来,已经非常强了,对方的答案很完美。

他觉得欧洲果然是卧虎藏龙之地,随便一个人都这么牛逼。

要是李奇维告诉他拉比的未来,恐怕他就不这么想了。

这时,李承道推了推旁边李承德的胳膊,问道:

“老二,你怎么想?”

李承德正在观察四周有没有美女呢。

从他脸上失望的表情就知道,学物理,注孤身。

虽然有几个看起来还不错,但都不是他的菜。

得!还是老老实实听父亲的演讲吧。

他不假思索,酷酷地说道:

“拉比仔肯定是错的啊。”

“他只说真空里没有原子和光子了。”

“但这些都属于物质,宇宙中还有能量呢。”

“拉比的第三层真空中,没有考虑能量的存在。”

哈?

李承道哭笑不得。

他不知道应该夸弟弟天马行空,还是损弟弟无知愚昧。

能量也得有物质作为载体啊!

动能、势能、电磁能,这些都离不可物质的存在。

甚至从狭义相对论看,物质和能量本为一体两面。

现在真空中连物质都没了,哪里来的鬼能量。

“我也是脑子有问题,这么高端的物理学术课题,竟然想起来问老二。”

李承道自嘲一声,便不再多想。

还是等父亲揭晓答案吧。

他已经迫不及待地想知道了。

此刻,所有人都和李承道一样,对布鲁斯教授的问题充满了好奇。

在众人的期待下,李奇维说道:

“没错,正如你们心中所疑惑的。”

“我认为拉比博士刚刚说的第三层真空,并不是真正的真空!”

“即便这片空间内没有任何原子、电子、光子等粒子,它还是会存在某些事物。”

“在拉比的基础上,我还有对真空的第四层解释。”

“真空不空!”

“而这一切,都来自于对不确定性原理的推论。”

轰!

全场骇然!

真空竟然真的还有第四层解释?

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