1924年7月3日。
柏林工业大学。
今天这里将举办柏林物理学会的一场夏季会议。
德国和其他大部分国家都不同。
一般每个国家的学术行业协会都只有一个,比如物理学会,化学学会等。
但德国的科学实力太强大了。
仅仅物理学会,目前就存在五个不同的组织,皆是地区性的物理学会。
它们互不统属,都有各自的圈子。
所以,德国现在并没有能对外代表国家的物理学会。
直到1950年,才以柏林物理学会为主,五会合一,组成德国物理学会。
但是今天,随着布鲁斯教授的到来,五大学会没有隔阂,全部都有人来参加会议。
人数足足超过了200人。
这是一个极其可怕的数字,体现了德国深厚的科学实力。
要知道,不是随便一个物理专业的人都会被吸纳进协会的。
至少要在细分领域做出了一些成果吧。
否则,那学会岂不是就没有含金量了。
普朗克也被这么多人吓一跳。
他虽然是柏林物理学会的主席,但也通知了其他学会布鲁斯参加会议的消息,但是没想到会来这么多人。
很多人在收到消息后,都是连夜坐火车赶过来的。
布鲁斯教授之名,恐怖如斯!
就在众人翘首以盼,离会议开始还有一段时间时。
李奇维带着李承道李承德二人,散步在柏林工业大学的某个林荫小道上。
就在昨天,李奇维接见了在德国留学的华夏留学生们。
他热情亲切地与众学生交谈,了解他们的需求和感受,并鼓励他们好好学习。
学生当中,绝大部分人学习的都是理工科,回去后就能建设祖国的科学和工业事业。
李承道当时也在场。
此刻,他想到了很多东西。
“父亲,我们和德国在科学实力和底蕴上的差距太大了。”
“仅仅一场学术会议,德国竟然能有超过200多个物理学家参加。”
“我们华夏现在能称得上物理学家的,如果排除婆罗洲体系内的人,可能只有十多个。”
“华夏真的能追赶上来吗?”
李承道这三天也没有闲着,他通过各种资料了解德国的科学体系。
越了解他就越心惊。
德国的科学实在太强悍了!
不仅科学家的人数多,而且质量也高,在各领域都有举足轻重的大佬。
与之相比,华夏科学哪怕最近二十年有了突飞猛进的发展,但依然不够看。
有时候,李承道忍不住想,德国明明这么牛逼,到底是怎么输掉的战争呢?
李承道目前还不知道盘古计划的存在。
所以,他和很多人都会产生同样的疑惑。
“科学,真的能拯救华夏于危难吗?”
“德国的科学已经站在了顶峰,不还是败了吗?”
这就是历史局限性的问题了。
在原子弹没有发明以前,人类是无论如何也想不到科学能产生如此伟岸的力量。
鼎定乾坤!
可以说,这是人类史上的奇迹。
人类被自己亲手创造出的东西震慑住了。
但是此刻除了李奇维,没有人知道这些。
所以,英国才会放任李奇维发展科学之城,美国也不阻挠布鲁斯集团从美国抽血。
反正肉也是烂在锅里。
在这些国家的统治者眼里,科学家是翻不出浪花的。
你再聪明又能怎么样呢?
手无寸铁,一颗子弹就能撂倒。
李奇维很清楚,他在学术界得到众人的尊敬,肯定是发自众人内心的。
那是对科学的尊重。
但是他被各国政府高层礼遇,其中到底有多少真心,那就不得而知了。
不过这些都没关系。
很快,李奇维就会教他们如何做人了。
“婆罗洲我要了。”
“谁赞成?谁反对?”
此刻,李奇维听完大儿子的担忧后,心里很欣慰。
对方已经开始考虑国家发展层面的东西了。
在后世,谁要是张嘴闭嘴国家大事,很大概率会被当成嘴炮党,不成熟。
但是在这个时代,只有开始思考民族命运,心系国家大事,才是真正的成熟,真正的觉醒。
作为李奇维的儿子们,他们生来就注定不能过普通人的生活了。
李奇维拍了拍李承道的肩膀,说道:
“承道,你能开始想这些问题,我很高兴。”
“一个民族的未来,就在你这样觉醒的年轻人身上。”
“如果你问我能不能,我只能说不知道。”
“但如果你问我信不信,我告诉你,我坚信华夏一定会崛起!”
“二十年前,华夏听过科学两个字的人都没有多少。”
“但现在,你已经能知道差距在哪里,差了多少,甚至知道该如何迎头赶上。”
“这就是肉眼可见的进步!”
“尽人事,听天命!”
李承道浑身一震,热血沸腾。
他被父亲那无敌的自信深深打动。
这时,一直没说话的李承德牛逼哄哄地说道:
“大哥,你太妄自菲薄了。”
“我就没觉得德国人有多牛逼。”
“我们只是接触科学的时间太晚了而已。”
“你看着吧,以后得诺奖的华夏人会越来越多。”
李奇维看着二儿子啧啧称奇。
他已经从李承道那里知道了对方在演讲上的“壮举”。
心中不由得产生好奇。
“这小子难道真的继承了我的某种天赋?”
“关键是,我怎么不知道我有什么天赋?”
不过,李承德的观点很合他的口味。
就该这么霸气!
李承道笑道:
“那是,有你李二少出手,谁都不够看。”
林荫小道上响起了父子三人爽朗的笑声。
“走,为父带你们去看看德国的物理学家们到底厉不厉害。”
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柏林工业大学会场内。
现场早已人头攒动,座无虚席了。
当李奇维进来的时候,顿时引起所有人的注视和欢呼。
三天前的演讲,带给物理学界的震撼太大了。
量子力学已经深入到物理学的方方面面。
而眼前的布鲁斯教授,他对于量子力学的贡献,断崖第一。
毫不夸张地说,目前所有和量子力学相关的重要理论,都与他有着直接或者间接的关系。
学术界,永远是强者为尊,实力说话。
因此,李奇维走到哪,众人的目光就跟随到哪。
在普朗克的介绍下,李奇维与到场的主要人员们握手致意。
很快,介绍完毕后,众人落座,李奇维挨着普朗克一起坐在了前排中心。
在他们周围,则是爱因斯坦、维恩、能斯特、索末菲、玻恩、劳厄、薛定谔、海森堡、泡利等人。
很快,今天的会议正式开始。
主持人G·赫兹作为德国物理学界的晚辈,他的心情很激动。
普朗克教授让他主持本次会议,是对他的看重和考验。
作为大名鼎鼎的赫兹的侄子,G·赫兹本身实力不俗。
不出意外,他和好友弗兰克会一起获得明年的物理诺奖。
在柏林工业大学的盛情邀请下,他刚从飞利浦公司辞职,担任学校的物理系主任。
作为学校的东道主,他担任主持人也正合适。
“各位,本次柏林物理学会会议,我们特别邀请到了布鲁斯教授出席。”
“请大家热烈欢迎!”
哗!
会场内顿时响起雷鸣般的掌声。
大多数人都是冲着布鲁斯教授而来。
“按照之前的安排,本次会议的主题是量子力学。”
“随着波动力学、矩阵力学、物质波的提出,量子力学进入了全新的发展阶段。”
“在两大力学的基础上,诞生了很多震惊学界的理论。”
“其中以布鲁斯教授的概率波和不确定性原理为最。”
“最新发现的量子隧穿效应,证明了这些令人震惊的理论。”
“但是,目前的量子力学依然还遗留一些问题。”
“三天前,布鲁斯教授为我们带来了一场精彩的演讲。”
“他的演讲也表明了,现有的量子力学还有巨大的发展空间。”
“所以,这门理论需要我们物理学家齐心合力,共同把它推向新的巅峰!”
G·赫兹的开场非常干练明确,没有废话,赢得众人好评。
“本次会议流程不变。”
“首先是各位代表依次分享报告。”
“最后按照特定议题进行自由讨论。”
“下面,首先请海森堡教授上台发言。”
本次会议,海森堡、玻恩、索末菲、洪特等人皆上台报告。
他们都是德国籍的物理学会成员。
而李奇维、薛定谔、泡利等人则是作为特邀嘉宾。
海森堡自从不确定性原理提出之后,他对自己的矩阵力学更加自信。
在演讲中,他极力拓展该理论的应用范围,希望能推导出更多像不确定性原理那样的惊世成果。
“所以,我认为矩阵力学还有着巨大的潜力!”
洪特首次在这样的大会上报告,看起来有点小紧张。
作为洪特规则和量子隧穿效应的提出者,他在物理学中的地位比在场很多人都高。
但是洪特依然很低调。
“量子隧穿效应目前在很多方向取得了应用。”
“比如在恒星核聚变理论中,原子核单独依靠动能无法克服库伦位势垒。”
“而量子隧穿效应可以让原子核跨越这种能量壁垒。”
“这是对布鲁斯教授恒星演化模型的重要补充。”
哗!
众人皆是一惊!
量子隧穿效应果然重要。
它是量子力学应用到其它领域的工具。
很多在经典力学中不可能发生的事,通过它就可以实现。
这时,作为导师的玻恩忽然补充道:
“就在几天前,俄国物理学家伽莫夫利用量子隧穿效应解释了α衰变。”
“在经典力学里,原子核的超强束缚力让粒子无法逃脱。”
“但是在量子力学里,α粒子可以通过量子隧穿效应逃脱原子核的束缚。”
“伽莫夫建立了位势和能量之间的模型,我在他的基础上进行了完善和补充。”
哗!
众人又是一惊!
这可是量子力学首次应用在原子核现象研究上。
目前的量子力学理论,虽然号称是适合一切微观粒子。
但对于原子核而言,情况就很复杂了。
这里就涉及到量子力学处理粒子系统的方法了。
随着玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计的提出,这个方向的发展也非常迅速。
而伽莫夫的成果无疑是振奋人心的。
量子力学终于真正开始全面反哺原子学了!
各位大佬的演讲,让会议的气氛逐渐高涨。
量子力学不愧是当前最火热的理论,它的内涵简直无穷无尽。
接着,薛定谔上台报告。
他最近一直致力于解决波动力学中关于自旋的推导。
但是很可惜,目前没有什么进展。
因此,薛定谔在会上就提出了这个问题。
“我认为,量子力学当前最迫切的需求,是解决波动力学的自旋问题。”
众人闻言,点点头。
虽然布鲁斯教授根据矩阵力学提出了不确定性原理。
但这不代表矩阵力学就能取代波动力学的地位了。
大部分人还是擅长用波动力学处理问题。
毕竟有几个人能像布鲁斯教授那么恐怖,计算矩阵就跟计算加减乘除一样简单。
大佬能挖掘出矩阵力学的潜力,不代表谁都可以。
毕竟连海森堡本人都不行。
因此,波动力学依然是主流。
但是由于它无法推导出电子自旋,这就让人心里总归有疙瘩,不够完美。
目前为止,没有任何人取得突破。
会场后排的角落,李承道兄弟二人坐在一起。
他们俩算是蹭了父亲的光,才能参加本次会议,所以表现的很低调。
这时,李承德有点纳闷:
“大哥,你不觉得很奇怪吗?”
“既然矩阵力学中能够推导出电子自旋。”
“那波动力学为什么不借鉴它的方法呢?”
李承道苦笑。
“二弟,这已经属于最前沿的物理研究了。”
“这种细节问题我也不清楚。”
“三天前的演讲靠想象力,今天的演讲只能靠硬实力去理解了。”
很快,薛定谔的报告结束。
全场所有人忽然神色激动,满脸期待。
接下来,就是今天会议的重头戏了。
因为最后上场报告的,正是布鲁斯教授!
李奇维从容地走到演讲台上,他的嘴角噙着一丝笑意,威严的眸光巡视会场。
接着,他开玩笑地说道:
“今天会议之前,普朗克教授曾私下问我:布鲁斯,你还有货吗?”
“物理学会的会议,你要拿出真正的干货出来,不能是天马行空的猜想。”
“我说:货嘛,我不多,但确实有一点。”
众人闻言皆是会心一笑。
布鲁斯教授还是一如既往地幽默自信。
“刚才我看到薛定谔很苦恼。”
“他为了电子自旋问题可谓是殚精竭虑。”
“这个问题一日不解决,波动力学就一日存在风险。”
“幸运的是,今天我来帮助他解决了。”
嘶!
静!
会场内突然鸦雀无声。
刚刚还在笑的众人,此刻脸上的笑容凝固了。
他们知道布鲁斯教授肯定会有新的东西。
但没想到对方竟然是要解决波动力学中的电子自旋问题?
这也太夸张了吧!
那个男人到底强到了什么程度!
“老天啊!”
“布鲁斯教授是怎么做到,以如此平淡的口吻,说出如此牛逼的话。”
“他不久前才提出那么多匪夷所思的物理理论,灵感还没有被榨干吗?”
“恐怖如斯!”
如果这是真的,绝对是量子力学的头等大事!
这意味着量子力学的两大版本将再无瑕疵。
而且布鲁斯教授公开承认,那还可能是假的吗?
这一刻,全场轰动了!
普朗克微微一笑,内心震撼且感慨道:
“好你个布鲁斯!”
“幸亏我邀请你来参加会议,不然的话,恐怕你就直接发表论文了。”
薛定谔满脸震惊,简直不敢相信自己的耳朵。
这太惊人了!
让他有种恍惚的感觉。
他为了研究电子自旋问题,绞尽脑汁了一年多。
物理学界也有很多大佬同时在研究。
但是全都失败了。
而今天,布鲁斯教授宣布他解决了。
没有人能理解此刻薛定谔的心情。
他太激动了。
“布鲁斯教授,你到底是如何做到的?”
“我已经迫不及待地想知道了。”
海森堡听后,震撼不已。
同时,他的心中突然产生了一种危机感。
要是波动力学的短板被补足,那么他的矩阵力学就危矣。
此刻,在众人的惊讶和震撼表情下,李奇维继续说道:
“其实,严格来说,波动力学目前存在两个问题。”
“除了无法描述电子的自旋外,它还无法描述以接近光速运动的电子状态。”
哗!
众人皆是一惊!
波动力学竟然遗留有两个问题。
这是很多人不为熟知的。
在场的虽然都是德国的物理专业人士,但不代表每个人对量子力学的理解都和薛定谔、海森堡等人一样。
术业有专攻。
一位物理学家一辈子能深入研究一个细分领域,就已经很了不得。
至于像李奇维这般融会贯通整个物理学分支的,只能用怪物和恐怖来形容。
所以,众人不了解第二个问题也很正常。
这时,有不熟悉量子力学的人问道:
“布鲁斯教授,既然如此,那为什么不把相对论效应考虑进来呢?”
台下的薛定谔闻言,露出一丝苦笑。
狭义相对论早在二十多年前就发表出来了。
他怎么可能没想到。
实际上,他早就写出了狭义相对论形式的波动方程。
但是,这个方程有一个致命缺点:它无法求出氢原子的能级公式。
这说明该方程肯定是错的。
因为氢原子是最简单的原子,整个量子力学体系的创建就是从它开始的。
如果一个方程连氢原子都解释不了,那就不用考虑了。
所以,薛定谔当初灵感爆发,一口气写下的波动方程中,用的其实是经典力学中的能量-动量关系。
如此一来,就能完美地解释氢原子的光谱、能级等内容。
而如果想描述近光速运动的电子,他就必须使用狭义相对论下的能量-动量关系:
【E2=p2c2+m2c?】①
但是如果使用这个公式,就会产生一个匪夷所思的现象:方程的解中会出现负的概率。
因为公式中出现了平方和四次方,它会产生负数解。
这就有点扯淡了。
概率怎么可能是负的呢?
量子力学再离谱,也不可能出现负的概率,因为那完全没有任何物理意义。
如果是负能量,还能稍微扯一扯,但是负概率,毋庸置疑是错的。
所以,薛定谔等人就想办法消除负数解。
那就只能使用这样的公式:
【E=√(p2c2+m2c?)】②。(根号下)
直接假设公式①两边开方,E就变成正数了。
再代入原来的波动方程中,就会产生负概率了。
但是在计算的过程中发现,必须消除右边的根号。
这时,问题来了!
你不能使用两边同时平方的方法。
不然的话,平方后又变成①那种会产生负概率的形式了。
这简直就是矛盾的。
不平方怎么去掉根号?
但平方后E变成E2,就会产生负概率。
薛定谔和很多物理学家的心中,有一万头草泥马奔腾而过。
“这怎么可能?”
“老天爷你是在玩我啊!”
所以,这是一条数学上的死路,看起来完全不可行!
薛定谔请教了好几个牛逼的数学家,也解决不了这个问题。
不过,他最后依然把论文发表了。
抛开电子自旋不谈,相对论效应暂时对波动力学的影响还不是特别大。
因为根据实验的测量,电子的速度只有光速的1%,相对论效应并不明显。
但是,这始终是一个需要从理论上解决的问题。
有没有误差和误差的大小,是两个性质完全不同的问题。
平时计算当然可以偷懒近似。
但理论上,波动方程必须兼容狭义相对论。
否则,二者必错其一!
此刻,当李奇维深入浅出地阐述了波动力学的第二个问题后。
在场众人茅塞顿开,大开眼界!
“原来第二个问题这么严重。”
“如果解决不了,甚至会引发量子力学和相对论的矛盾。”
“这绝对是不行的!”
“他们都是现代物理学的支柱,一旦错了,后果不堪设想。”
然而,李奇维下一句,直接引爆全场。
“但是,我想到了一个方法。”