第281章 不講理的量子!強力證據!物理學領域的大力出奇蹟!
第二屆量子論會議正式開始。
這裡聚集了全世界的頂級物理學家,還有各路青年才俊,堪稱群星璀璨。
玻爾作為物理學界新崛起的晚輩,和他的導師布魯斯一樣,毫不怯場。
自信強大的氣勢震撼了會場內的所有人。
他的理論可以說是集聚了三人的智慧共同完成。
而這三人就是如今的量子論三巨頭。
在眾人的注視下,玻爾說道:
「自從1900年,量子概念被提出,到今天已經11年了。」
「黑體輻射問題、光電效應、固體比熱,這些都是它的具體應用。」
「雖然光量子的說法,目前還沒有被完全接受。」
「但至少用量子的概念,是可以解釋問題的。」
「眾所周知,物理規律和定律從來不是看它的數學形式有多優美。」
「而是看它能不能解決實際問題。」
「然而,即便量子概念已經能解釋不少物理現象。」
「但是它沒有自己的體系,只是一個孤零零的符號。」
「所以,在第一屆布魯斯會議上,布魯斯教授才會提出需要發展一門全新的理論。」
「而現在,加入了玻爾模型的量子論就是這樣的理論。」
「它可以系統地解釋原子的發射光譜、元素周期表的次序規律、電子的運動規律。」
「這個理論的核心就是電子的軌道是量子化的。」
「其實,如果大家能深入去思考,就會發現一個非常有意思的情況。」
「軌道的概念是經典物理學的,量子的概念是現代物理學的。」
「但是在原子中,它們好像完美地融合在一起了。」
「就好像有一個不存在的橋樑,把兩個截然不同的東西,聯繫在了一起。」
「這裡面或許包含著某種深層次的道理。」
「我知道,在座的人肯定心中都有一個疑問,而且不少人私下已經問過我了。」
「那就是為什麼電子的軌道會是量子化的?」
「雖然我引用的證據是電子的角動量是量子化的。」
「但是依然可以追問,為什麼電子的角動量是量子化的。」
「從論文發表到現在,我一直在思考這個問題。」
「很抱歉,我想不出理由。」
「我只能說,因為這個世界就是量子化的,它不是連續的。」
「只有我們願意接受這個觀點,才能真正了解量子論。」
轟!
玻爾的話瞬間讓台下議論紛紛。
前三區域的大佬們,都暗自皺眉。
顯然,玻爾這個回答讓他們不是很滿意。
什麼叫世界就是這樣的?
物理學家的職責不就是探索世界的本質嗎?
這種說法耍無賴的嫌疑。
狹義相對論雖然也驚世駭俗,但是它至少建立在現實的自然物理現象上。
然後再經過嚴密的數學推導。
除非物理現象和數學錯了,否則狹義相對論的內容不會錯。
而大家質疑的也只是它的應用範圍而已,慣性系和非慣性系。
但是玻爾模型不同。
現在的物理學家又沒有辦法看到原子內部是什麼樣的。
也不知道電子是什麼樣。
大家都是把電子當成一個體積和質量極小的小球。
所以很難想像,一個小球在空間中,怎麼可能會有特定的軌道呢?
而且在這個軌道還不會發生電磁輻射。
這又與麥克斯韋的電磁理論違背了。
所以,儘管玻爾模型一炮而紅,在物理學界聲名赫赫。
因為它確實解決了很多實際問題,尤其是X射線本質和焰色反應,推理非常清晰。
但是這個理論和狹義相對論一樣,目前看,不是完美無缺的。
玻爾被台下的議論聲稍微影響心境。
沒辦法,這句話是他想了很久,最終才決定說出來。
因為除了這個解釋,玻爾實在不知道該如何找到那個第一因。
一旁的李奇維看著眾人,心中也很無奈。
這就是量子世界的特殊性。
哪怕在後世,物理學家也只能接受這個概念。
如果連這個都不接受,那後面量子論的進階版,量子力學,就更沒辦法理解了。
後世的學生們學習量子力學覺得很簡單。
不就是量子概念嘛,欣然接受。
畢竟這可是考試要考的。
但是如果你真的從頭到尾研究物理學史,就會發現,接受量子的概念,是一件很難的事情。
真實歷史上,提出了量子化原子模型的玻爾,自己反而不承認愛因斯坦的光量子假說。
他堅定地認為光是連續的波,不是什麼量子。
你看,連玻爾本人對於量子的概念,都這麼謹慎嚴謹。
當時的情況是,能不用量子概念解釋就不用。
原子結構就是因為不得不用。
這時,玻爾繼續說道:「我知道,這種說法,目前學界肯定很難接受。」
「所以,我認為,接下來量子論的重點,就是找到更多的例子,去證明玻爾模型的合理性。」
「比如巴爾末公式、X射線、焰色反應這種例子。」
「只要證據足夠多。」
「那麼量子論的核心觀點,其錯誤的可能性就會無限降低。」
玻爾的話終於得到認可。
這種思路是沒有錯的。
一個新理論被提出來後,第一時間就需要實驗的驗證。
如果經過了很多實驗,都和理論吻合的很好。
在沒有其它更好理論的情況下,那暫時的理論就是對的。
物理學家們都很現實。
只要有用,能模擬現實,那就信你。
你別和我搞那麼多亂七八糟的。
後世有一個著名的笑話。
如何證明除1外的所有奇數都是質數。
數學家:3是質數,5是質數,7是質數,9不是質數,有反例,命題錯誤。
物理學家:3是質數,5是質數,7是質數,9不是質數(屬於誤差),11是質數,13是質數;
實驗樣本量已經足夠,誤差可忽略不計,因此證明命題成立。
這個笑話充分說明了物理學家的實用主義。
一個理論,不要求它是精美的,而是有用的。
如果玻爾模型真的能被很多實驗驗證,那就證明它是一個正確的理論。
就是這麼簡單粗暴。
接下來,玻爾又詳細地介紹了他的研究過程。
他在投影儀上畫出了氫原子的軌道模型。
中間是原子核,一個個圓形軌道從內向外依次排布。
只有在這些軌道上,電子才是存在的。
至於原子內部的其他空間,電子無法存在。
在玻爾的講述過程中,大家才發現原來所謂的玻爾模型一點也不簡單。
其中需要涉及到大量的計算。
能級、躍遷、發射光譜波長等等。
而且論文的內容都是精簡過的,玻爾的演講更加詳細細緻,讓所有人感受到了最前沿物理的魅力。
很快,玻爾就把他的理論系統地闡述清楚了。
頓時台下響起了雷鳴般的掌聲。
這位物理學新星用實力贏得了尊重。
等到大家的掌聲逐漸停息後,李奇維開口說道:
「本來按照正常的會議流程,現在應該是提問環節了。」
「但是這次會議非常特殊。」
「因為玻爾模型的影響力非常廣泛,有很多人都在研究它,而且還取得了很好的成果。」
「有幾個人私底下請求我,想要在大會上公布他們的最新成果,為玻爾模型正名。」
「對此,那我當然是很開心的。」
「會議的重點就是學術交流。」
「而且本次會議的主題是量子之顛。」
「就是要討論最巔峰的量子論。」
「看一看,這個全新的理論,到底能走到什麼高度。」
「因此,任何和它有關的研究,我都是非常歡迎的。」
「而且大家可以放心,今天上台分享的成果,我都提前看了。」
「我只能說,現代物理學確實太精彩了。」
「能經歷這樣的盛世,是我們所有物理學領域人的幸運。」
李奇維的話把在場的人的興趣瞬間調動起來了。
他們以為這樣的研究應該在接下來的分會裡看到。
當今物理學界研究原子的人還是不少的。
所以會議足足有三天,完全夠大家充分交流討論的。
只是沒想到,部分人還有這樣的殊榮。
竟然能當著這麼多物理大佬的面,講自己的研究成果。
那是多麼激動人心的事情啊。
不少人覺得很後悔,他們沒有準備自己的成果,光顧著來看戲了。
忽然,李奇維話音一轉,笑著說道:
「當然,那些抱著想找茬目的人,麻煩你們先忍一忍。」
「我對待支持玻爾的人,肯定要比反對玻爾的人優先。」
台下瞬間響起了鬨笑聲。
李奇維的話不是嚴肅的語氣,而是帶著一絲調侃。
「哈哈哈,布魯斯是被之前相對論會議搞怕了,那些大佬的問題,一個比一個刁鑽。」
「我就說嘛,沒有提問的會議,是沒有靈魂的。」
「你們看玻爾的表情,已經開始顫抖了。」
「.」
看來今天註定有好戲看了。
在場這麼多大佬,肯定不會輕易讓玻爾過關的。
他能不能像他的導師那樣,笑傲群雄。
在眾人的議論下,首先上場分享的是來自德國的G·赫茲和弗蘭克。
二人懷揣著激動的心情,小心翼翼地走向演講台,依次和玻爾、李奇維握手致意。
演講台的旁邊,早都準備好了另一個投影儀,專門給觀眾使用。
G·赫茲作為發現電磁波的那位赫茲大佬的侄子,他在物理學界也是小有名氣。
沒辦法,他的叔叔名氣實在太大了,只要他踏入物理學,想低調都難。
就和達爾文的孫子高爾頓一樣。
名人的後代,總會受到特殊的關注。
這時,G·赫茲用他那充滿朝氣的聲音,略帶顫動地說道:
「我和弗蘭克的研究方向是關於電子碰撞的。」
「我們在用電子轟擊汞原子的時候,發現了一個奇怪的現象。」
「只要汞原子放射出紫外線,那麼轟擊汞原子的電子就會損失4.9ev的能量。」
「使用玻爾模型可以完美解釋這個現象。」
「4.9ev是汞原子的基態和第一激發態之間的能量差。」
「所以只要轟擊的電子超過了這個能量值,那麼汞原子基態的電子就會躍遷到第一激發態。」
「接著處於第一激發態的電子,又向下躍遷到基態,這個過程中以電磁波的形式釋放能量。」
「而根據【李-普朗克輻射公式】計算,其波長落在了紫外線波段。」
「這個實驗的結果和玻爾的理論完美吻合。」
「所以,我認為它是驗證玻爾模型的有力證據。」
G·赫茲一邊解說,一邊分享他的實驗數據。
台下的眾人全都被吸引進去。
這種理論和實驗完美符合的情況,讓在場的所有人都感覺是一種享受。
那種人類智慧支配客觀世界的快感,無與倫比。
真實歷史上,G·赫茲和弗蘭克因為研究電子的碰撞規律,從而共同獲得1925年的物理諾獎。
玻爾聽完G·赫茲的報告後,頓時臉色潮紅。
之前他說了那麼多,都沒有對方的實驗結果來的震撼。
語言會撒謊,但數字永遠不會騙人。
眾人的掌聲讓G·赫茲心潮澎湃。
這種大場面他從來沒有經歷過,心中感嘆:
「果然,只有站在這種台上過,才算的上是真正的物理學家。」
「這種感覺,真是讓人陶醉啊。」
接著,G·赫茲向眾人和李奇維、玻爾點點頭,然後就走下台,乾淨利落。
這種場合,他們肯定不會把細節都講一遍,那是後面發論文要做的事情。
在這麼多人面前做報告,尤其是還有眾多大佬在場,那就一定要講最核心的內容。
李奇維看著兩人下去,突然想到一件好玩的事情。
這個時代的物理學家最喜歡的實驗就是「轟」,字面意義上的轟。(真不是我喜歡用轟)
用電子去轟擊;
用α粒子去轟擊;
用X射線去轟擊;
反正各種方法和物質,都給你轟一遍。
保不齊就能發現一個新現象,從而一戰成名。
倫琴用電子轟擊金屬靶材,發現了X射線。
李奇維用α粒子轟擊金箔,發現了原子核。
可惜德布羅意的哥哥莫里斯,用X射線轟擊氣體,屁也沒發現。
當然,這和他的科研能力有關,其實X射線轟擊,也有很多成果,而且還有諾獎級的。
後世最著名的實驗,應該就是粒子加速器了。
那才真是最高逼格的轟!
甚至一不小心,都能轟出一個黑洞來,地球直接宣布gg。
當初建造粒子加速器時,物理學家有過論證,不排除撞擊出一個微型黑洞的可能性。
今天,G·赫茲用電子轟擊汞原子,又驗證了玻爾模型。
所以說,大力出奇蹟,在物理學領域也是適用的。
當你不知道研究什麼,那就去轟!
「有請下一位轟擊者。」
(本章完)