第457章 為什麼物質有體積？泡利-布魯斯不相容原理！震撼發表！

  時間如白駒過隙，轉眼便進入了1921年。

  這一年，將會是所有物理學家們最期待的一年。

  因為時隔九年，第三屆布魯斯會議終於重新歸來！

  10月30日那天，註定將是物理學界最盛大的狂歡，同時也是整個科學界最萬眾矚目的日子。

  然而，布魯斯會議名額有限。

  為了得到一個參加的機會，很多物理學家都拼盡全力，只為研究能有所突破。

  不僅是老一輩的物理學家，新晉的00後年輕人小伙子們，也開始摩拳擦掌了。

  慕尼黑大學。

  第二屆物理奧賽讓泡利和海森堡二人成為了學校的風雲人物。

  如果說之前他們的天才是靠大佬的評價，那麼現在則是靠自己的實力。

  一個銀牌，一個銅牌。

  這代表他們二人，就是全世界所有同齡人中的第二第三。

  這是何等的榮譽！

  海森堡自從得獎後，連性格都變得開朗很多，不再那麼害羞。

  因為他能感受到眾人對他的羨慕。

  畢竟，在任何時候，有實力的人都會受到尊重。

  因此，海森堡非常滿意現在的學習生活。

  但是，他的師兄泡利，卻一點都不滿意。

  「狄拉克那個傢伙太變態了。」

  「我都懷疑，滿分不是他的極限，而是卷子的極限。」

  「論解題，我是不可能打敗他了。」

  「現在要想超越他，只能發論文。」

  「未來我們的戰場，不再是考試，而是真正的物理研究。」

  海森堡聞言，笑著說道：

  「師兄，你一定可以的。」

  「你的長處不是考試，而是真正的研究思考。」

  「連索末菲教授都誇你的博士論文寫的很好。」

  泡利聞言，擺擺手，不以為意。

  「嗨，沒什麼了不起的。」

  「我的博士課題是研究量子論在複雜粒子系統中的應用。」

  「研究了一兩年，最後發現量子論連最基本的氫氣分子都無法解釋。」

  「更不用提其它複雜的分子了。」

  「怪不得布魯斯教授要成立量子研究所。」

  「現在的量子論雖然取得了很多成就，但是問題也還有一大堆。」

  「遠遠不如相對論那麼完善。」

  「這就是我們的機會。」

  說到這裡，泡利的眼中閃過一絲精光。

  真實歷史上，泡利在1921年就博士畢業了，且獲得了博士學位，那時他只有21歲。

  而他的研究課題，正是量子論。

  玻爾提出的量子軌道模型，全是基於氫原子的。

  所有的分析，都是關於氫原子軌道。

  這是因為氫原子的結構最簡單，能很容易地從中發現規律。

  但是當把玻爾的原子模型，應用到更複雜的原子或者分子系統中時，就會出現問題。

  這就是量子論不完善的地方。

  同時，這也說明了泡利的厲害。

  他不滿足於現有的權威，具有打破砂鍋問到底的精神。

  海森堡聽完泡利的雄心壯志後，忍不住憧憬道：

  「我真希望能憑藉自己的成果，參加一次布魯斯會議啊！」

  真實歷史上，海森堡的博士畢業論文是關於流體力學的。

  眾所周知，這是物理學領域一個非常艱難的細分方向。

  需要用到極為高深的數學知識。

  或許正是因為博士期間的嚴格訓練，海森堡才能在未來推導出晦澀難懂的矩陣力學。

  聽完海森堡的話後，泡利的臉上也露出羨慕的神色。

  作為物理學天才，他們對布魯斯會議的執念，可想而知。

  那才是真正的智慧巔峰所在！

  物理奧賽和布魯斯會議比起來，簡直就是螢火之光與皓月爭輝。

  泡利早都把奧賽成績當成了過去式。

  現在他有更大的野心，那就是獲得第三屆布魯斯會議的邀請函。

  泡利龍王式歪嘴一笑，顯然有著十足的信心。

  因為，他的另一個研究課題，終於有了突破。

  去年二月份，李奇維受到愛因斯坦之邀，前往德國訪學。

  在柏林大學，他發表了那場震驚世界的演講。

  不僅利用量子論，奠定了現代化學的基礎，甚至還給出了第四量子數的線索。

  可以說，那場演講，讓量子論的熱度更上一層樓。

  無數物理學家加入到量子論的研究之中。

  而泡利在演講上一鳴驚人。

  不僅提出了犀利的問題，還得到了布魯斯教授的誇獎。

  後來證明，布魯斯教授的眼光果然不會錯。

  泡利以第二屆物理奧賽銅牌的成績，證明了自己的天賦。

  他是貨真價實的物理學天才。

  自從那場演講過後，泡利就對其中一個問題深深著迷。

  「能態和電子數量，為什麼會存在2倍的關係？」

  為此，泡利幾乎把所有課外時間，都擠出來留給這個問題。

  相比於他的博士課題，這個問題才是迫在眉睫的。

  而他，終於有了成果。

  1921年1月15日。

  慕尼黑大學，物理實驗室內。

  剛剛過完新年的眾人，都回到了各自的研究崗位。

  索末菲作為理論物理學教授，同時還兼顧著實驗室的管理職責。

  泡利作為他的博士生，自然也是經常來。

  一般上完課後，泡利都會來實驗室轉一圈。

  要是擱以前，那就是別人口中的「物理二流子」。

  真實歷史上，泡利在去給哥廷根大學的玻恩當助手時，更加放蕩不羈。

  他甚至讓玻恩每天派兩個女僕叫他起床。

  但是現在嘛，眾人對他的態度發生了顯著的變化。

  一切自然是因為物理奧賽。

  不過今天，泡利的表情卻罕見地正經和嚴肅。

  正巧，他遇到了同來實驗室的海森堡。

  泡利面色激動，他連忙向海森堡分享自己最新的研究成果。

  「海森堡，你還記得當初布魯斯教授在德國的場講座吧。」

  「布魯斯教授利用核外電子排布規律，解釋化學元素性質多樣性的本質。」

  「並且他還提出，每個殼層中能容納的最大電子數，是殼層能態數的兩倍。」

  海森堡點點頭，說道：

  「是的，這就是電子二值性的由來。」

  泡利一拍手，笑道：

  「對。」

  「雖然我也不知道電子二值性到底是什麼。」

  「但是，我卻想到了一個理論，或者說是假設。」

  「根據我的理論，我甚至可以解釋為什麼世間萬物都是有體積的。」

  嘩！

  海森堡聞言一驚！

  如若為真，這可是震撼性的成果啊！

  布魯斯教授解釋了化學元素為何具有不同的化學性質。

  而現在，自己這個狂放師哥，竟然要解釋化學元素為何具有體積。

  海森堡內心震驚。

  對方這個年到底是咋過的啊？

  年前大家討論的還是奧賽題目，年後你竟然開始研究電子二值性了。

  「明明是師兄弟，沒想到你在卷我！」

  他連忙問道：

  「泡利師兄，快說說看。」

  「我真是迫不及待想知道你的理論。」

  泡利此刻牛逼哄哄地說道：

  「海森堡，到時候你還得助我一臂之力。」

  「我的理論還差一點數學證明的部分，你幫我一起完善。」

  海森堡趕緊點頭。

  這時，泡利解釋道：

  「根據電子二值性的概念，我提出了這樣一個原理。」

  「即在一個原子中，不存在兩個或者兩個以上，具有相同能態的電子。」

  「我把這個原理稱為【電子不相容原理】。」

  「這個理論可以解釋，為什麼能級中的電子數量有限制，以及為什麼電子不會全部擠在最低的能態。」

  「而且，正因為一個能態中的電子不能處於同一位置。」

  「所以原子才會有體積的概念。」

  「海森堡，你幫我看看，有沒有問題。」

  說罷，泡利將他的論文初稿遞了過去。

  海森堡連忙接過論文，仔細地看了起來。

  越看他的臉色就越震驚。

  心中對泡利佩服的五體投地。

  雖然對方提出的電子不相容原理，看起來和布魯斯教授的電子二值性差不多。

  好像就是一小步的跨越。

  但是其蘊含的意義，卻非同小可。

  「泡利師兄，你太強了。」

  「當初布魯斯教授在講座上提到的，只是一個結論。」

  「他憑藉他那無人能敵的直覺，一眼就發現了2倍這個關係。」

  「但是，他卻沒有給出具體的數學證明。」

  「他沒有繼續討論，為什麼不能是三倍或者四倍關係。」

  「而你是從理論上證明了，電子只有滿足不相容原理，原子才能穩定存在。」

  「2倍關係成為了不相容原理的推論，而不是公理。」

  「這也太了不起了！」

  「這篇論文一定會引起物理學界的轟動！」

  泡利雖然極力想表現的很淡定。

  但是他卻做不到。

  海森堡簡直夸到他的心裡去了。

  因為這個成果實在太重要了。

  而且還是最難的那種理論物理上的突破。

  可以說，現在整個世界上，就沒有多少牛逼的理論物理學家。

  只不過布魯斯教授過於逆天，一個人拉高了理論物理學家的檔次。

  才會讓眾人產生一種理論物理很簡單的錯覺。

  但是真正研究後就知道，一問一個不吱聲。

  這時，泡利罕見地謙虛道：

  「也多虧了布魯斯教授提出的電子二值性概念。」

  「我是在他的基礎上，才能拓展出電子不相容原理。」

  泡利這句話倒是真心實意的。

  他就是再狂，也不敢忽略了布魯斯教授的作用。

  沒有對方的基礎，他是不可能想出電子不相容原理的。

  而且泡利很慶幸一件事。

  那就是布魯斯教授太忙了。

  到處演講，到處開會，留給真正研究的時間很少。

  不然的話，泡利覺得以對方那逆天的實力，根本輪不著他來提出不相容原理。

  畢竟論數學能力，全世界所有物理學家，應該沒人比得過布魯斯教授。

  不過，泡利依然很驕傲。

  「我比不上布魯斯教授，我還能比不上你們這些小卡拉米嘛。」

  海森堡羨慕道：

  「那也證明泡利師兄你的天賦。」

  「演講是公開的，但是其他人都沒有想到，只有你想到了。」

  「哎，等到這篇論文發表後，師兄你和我就不是一個層次的嘍。」

  海森堡知道，這篇論文對於物理學界有多麼重要。

  它證明了布魯斯教授關於核外電子排布的理論。

  也是對量子論一次巨大的補充和完善。

  毫不誇張地說，僅僅憑藉這篇論文，泡利就能一躍成為物理學家。

  他將是繼吳有訓之後，第二位以奧賽前三的身份，完成從學生到學者的轉變的奧賽選手。

  這一步，非同小可！

  也可以說是一步登天！

  哪怕是海森堡這樣的天才，也羨慕了。

  因為以後再稱呼泡利，就不能稱天才泡利，而是物理學家泡利了。

  不過，他卻是真心為師兄感到開心。

  他們之間的友誼，是最純粹的關係。

  泡利嘿嘿一笑，然後說道：

  「走，我們一起把這篇論文拿給索末菲教授看看，請他給出一點意見。」

  說罷，二人就一起朝辦公室走去。

  今年53歲的索末菲，也逐漸退居研究二線。

  他把更多的精力放在培養學生上。

  泡利、海森堡就是他的希望和驕傲。

  他不敢奢望能像布魯斯教授那樣，帶的博士生全部獲得諾獎。

  簡直和天方夜譚一般！

  只要出一兩個，索末菲就能笑的合不攏嘴了。

  戲劇的是，真實歷史上，他帶出的諾獎得主數量，和現在的李奇維正好持平。

  此刻，當他看完泡利的論文後，震驚地張大了嘴巴。

  「哦！上帝啊！這篇論文簡直超出了我的想像！」

  「泡利，你太了不起了！」

  「我仿佛要看到物理學界的轟動了！」

  索末菲完全沒有想到，泡利能天才到這種程度。

  竟然還在學生期間，就能發表這麼深刻的理論物理論文。

  一顆超級新星冉冉升起了。

  最重要的是，這是他索末菲的學生。

  泡利和海森堡聞言，相視一笑。

  看來論文沒有問題，連索末菲教授都被征服了。

  泡利已經開始期待論文發表的那天了。

  而他不知道的是，他的這篇論文，將宣告著年輕一輩的崛起。

  物理學的未來，是年輕人的天下！

  ——

  1921年2月10日。

  《自然》期刊封面發表了泡利的論文。

  電子不相容原理，橫空出世！

  頓時，物理學界轟動了！

  (本章完)