第458章 物理學界轟動!「只有找到第四量子數,才能超越泡利!」
真實歷史上,泡利不相容原理是量子力學中至關重要的理論。
它和能量最低原理、洪特規則在一起,成為核外電子分布的三大原則。
然而,相比於後兩者,泡利不相容原理顯得尤為重要。
基於這個原理,物理學家們可以區分費米子和玻色子。
所有費米子都符合泡利不相容原理。
因此兩個量子態相同的費米子不能存在於同一空間,比如質子、中子、電子等。
它們的行為符合費米-狄拉克統計。
而所有玻色子都不符合泡利不相容原理。
因此兩個及以上的玻色子可以迭加在同一個位置,比如光子等。
它們的行為符合玻色-愛因斯坦統計。
這應該比較好理解。
質子、中子、電子等是「看的見摸的著」的存在,它們無法同處一個位置。
就好比兩個人不能占據同一片空間。
不然的話,那豈不是發生融合了。
但兩束不同的雷射,卻可以同時聚焦在同一點。
換句話說,光子沒有體積的概念,就像幽靈一樣。
想想就覺得不可思議!
雖然這個現象,可能我們早都習以為常了。
但是其背後的道理,卻非常深刻。
幸運的是,構成我們這個世界的粒子,絕大多數都是費米子。
所以原子才能占據一定的體積,才組成了現在的宏觀世界。
由此可見,泡利不相容原理的重要性。
它是許多自然現象產生的基礎,在很多物理學細分領域都有重要作用。
而現在,當泡利的論文發表後,瞬間就引起了物理學界的轟動。
他的身份,轟動了所有學生以及年輕學者們。
「哦!上帝啊!論文作者竟然還是第二屆物理奧賽的銅牌得主?」
「我的老天爺!物理奧賽的參賽選手們也太牛逼了吧!」
「大家都是本科生,這差距也太大了。」
「求問,本科就發《自然》封面是什麼水平?」
「導師讓你騎脖子的水平!」
「泡利簡直就是我的偶像!」
一時間,泡利成為了所有學生們崇拜的對象。
雖然人家年少輕狂,喜歡懟人,但是個人實力不是蓋的。
完全是碾壓級別的天才。
因為對方現在才21歲,博士都還沒有畢業,就已經發表了這麼牛逼哄哄的文章。
甚至不少人都覺得,泡利將成為第二個布魯斯教授。
對此,泡利高調地表示:
「雖然布魯斯教授也是我的偶像,但偶像不是用來膜拜的,而是用來超越的。」
嘩!
此話一出,泡利瞬間又被推上風口浪尖。
喜歡他的人,更加喜歡了。
不喜歡他的人,也只能默默忍受。
除非自己也發一篇同樣的論文,才能看泡利不爽。
否則對於科學界人士來說,那就是跳樑小丑,自取其辱。
普通學生和學者,只知道這篇論文很牛逼。
不然也不可能發在《自然》期刊的封面上。
但是他們無法理解這篇論文,帶給物理學界的影響。
因為不相容原理太深奧了,大部分人根本看不懂。
因此,大家只能吹吹泡利本人的身份。
畢竟,要是布魯斯教授發表這篇論文,那眾人毫不驚奇,只會覺得理所應當。
然而,對於真正的物理學大佬而言,情況就完全不同了。
他們可不在意年輕人的豪言壯語,而是在認真思考論文的意義。
泡利的論文雖然沒有天馬行空的想像力,完全是建立在布魯斯教授的基礎之上。
但是這種四平八穩而又邏輯清晰的推理,才是大佬們最鍾愛的。
像布魯斯教授那種動不動就驚天動地的風格,反而是物理學領域的少數。
丹麥,哥本哈根大學。
玻爾在看完泡利的論文後,不勝唏噓。
他沒有想到,一個年輕人竟然能做到這種地步。
把量子論又往前推進了一步。
這一步看似簡單,卻意義非凡。
它讓布魯斯教授的核外電子排布規律,有了真正的理論基礎。
同時,也為尋找第四量子數提供了更多的線索。
從這個意義上看,泡利已經是當之無愧的物理學家了。
玻爾自從率先提出量子軌道以來,原子模型就經歷了飛快的發展。
而現在,隨著電子不相容原理的出現,電子在核外電子的排布問題,正式宣告解決。
量子論又進入了新的階段。
這讓玻爾有一種俯瞰蒼生的感覺。
畢竟,他可是玻爾-李模型的奠基人。
量子論的一切發展,都是建立在他的基礎上。
看著面前的科羅尼格,玻爾忽然感慨道:
「現在的年輕人真是了不起啊!」
「科羅尼格,你有沒有感覺到一絲壓力?」
科羅尼格聞言,淡定地笑道:
「教授,我沒什麼壓力。」
「因為我沒有和泡利一起參加物理奧賽。」
「我想狄拉克和海森堡有很大的壓力。」
玻爾聞言一愣,隨即就是哈哈大笑。
自己這個學生的心態,不得不說非常好。
玻爾教授學生,沒有太大的野心。
他和索末菲等人一樣,從來不敢奢望超過自己的老師布魯斯教授。
他主要培養學生對物理學的興趣。
在玻爾看來,像泡利這樣的天才固然難得。
但是如科羅尼格這樣的平凡學者,也有他存在的價值。
雖然對方可能創造不出震驚物理學界的理論,但是踏實勤奮的態度,能夠彌補很多不足。
所以玻爾從來不會push自己的學生。
這種順其自然的態度,反而會有意想不到的結果。
或許這就是他風評特別好的原因。
真實歷史上,每當學生遇到研究上的難題時。
玻爾從不會第一時間和對方討論,而是帶著人家去爬山或者散步。
等到身心完全放鬆下來了,再一起商量如何解決問題。
可惜這種鬆弛的學術氛圍,在後世那種唯成果和搶時間的時代,再也不可能出現了。
玻爾一直記得布魯斯教授對他說過的一句話:
「物理學是宇宙的全部,但不是人生的全部。」
這一句極富東方哲學思想的話,讓玻爾受益匪淺。
每次讀來,都有新的感悟和思考。
玻爾喃喃道:「而我的人生,只有宇宙。」
科羅尼格此刻是毫無壓力,因為他的研究馬上也會有重要突破。
但是某些人就有壓力了。
荷蘭,萊頓大學。
埃倫費斯特正在給學生們分享物理學的最新進展。
而他所講的內容正是泡利的論文。
「根據不相容原理,在原子內部的電子不會全部掉入能量最低的軌道。」
「它們必須按照一定的順序,依次占滿能量越來越高的軌道。」
「這時候,電子和電子之間的空隙,就組成了原子的體積。」
「大量的原子在一起,就形成了宏觀的位置。」
「而且,根據不相容原理,可以直接推導出電子二值性的存在。」
「因為按照布魯斯教授提出的核外電子排布規律,每個能級可以存在兩個電子。」
「而能級就代表軌道,也就是每個軌道上存在兩個電子。」
「既然是同一軌道上的電子,說明它們的三個量子數都是相同的。」
「而現在這兩個電子又必須不相容,所以它們的量子態必然不一樣。」
「這樣就推到出還存在第四個量子數了。」
埃倫費斯特果然不愧是玻爾茲曼的高徒。
他用非常通俗易懂的語言,就把核外電子排布理論和不相容原理的關係解釋清楚了。
這讓在場的學生們都十分佩服。
雖然埃倫費斯特教授在物理學界的名氣不是最頂級,但是人家的實力是毋庸置疑的。
不然也不可能接替洛倫茲教授。
這時,台下的烏倫貝克和古德斯米特兩人,面色有點焦急。
沒辦法,泡利的論文就像一枚炸彈,把第二屆物理奧賽的所有選手都炸懵逼了。
「我們還沉寂在天才學生的歡呼中。」
「你丫已經開始涉足大佬的領域了。」
普通選手還有自欺欺人的理由。
因為他們本身的實力,確實不如泡利這樣的超級天才。
但是烏倫貝克和古德斯米特不同。
他們可是上了報紙評選的天才榜。
甭管這個榜單的含金量和權威性如何,至少在別人眼中,他們二人也是天才級的。
現在泡利領先所有人一步,「進入了大人的世界」,讓這些天才們都感受到了壓力。
畢竟幾個月前,他們還是在一起比賽的對手。
雖然彼此之間實力有差距,但是大家心態平等。
哪怕是第十名的存在,也敢挑戰第一名的狄拉克。
不到交卷最後一刻,誰勝誰負猶未可知。
然而現在,泡利直接掀桌子了,人家根本不玩比賽了,而是開始真正的物理研究。
而且關鍵的是,他還不是隨便研究,而是轟動物理學界。
這差距,猶如天塹。
這些天才們怎麼可能忍受這種差距。
真的是「又怕兄弟過的苦,又怕兄弟開路虎」。
烏古二人聽的非常仔細。
他們想從泡利的論文中,學習對方優秀的思考方式。
烏倫貝克輕聲說道:
「泡利這篇論文,是從布魯斯教授的演講中找到的靈感。」
「我覺得我們也可以如法炮製。」
「我想把德國演講的紀要再多看幾遍。」
「看看是不是有什麼以前遺漏的地方。」
古德斯米特很認可這個想法。
「非常好的想法。」
「我們課後可以找埃倫費斯特教授要資料。」
「另外,烏倫貝克,我覺得現在只有找到第四量子數,才能趕上泡利。」
「我們一定要超越那小子!」
烏倫貝克看著好友,有點好笑。
他雖然也有壓力,但是對泡利還是很欣賞的。
於是,他笑道:
「古德斯米特,你怎麼反應這麼大?」
「難道泡利懟你了?」
古德斯米特仿佛想到了什麼不好的事情。
他氣呼呼地說道:
「理論考試結束時,泡利等人在那討論最後一題。」
「我也上去分享了一下我的解法。」
「結果被泡利那傢伙羞辱了。」
烏倫貝克一聽,覺得詫異,他還真不知道這件事。
考試結束時,他就去找趙忠堯說話了。
在他看來,這位才是真正的粗大腿,說不定以後能藉助對方接觸到布魯斯教授。
從那位大佬身上隨便拔根毛,比苦修幾十年還有用。
不過,他還是很好奇,古德斯米特到底經歷了什麼。
「哦?他怎麼羞辱你的?」
古德斯米特現在回想起來,還非常生氣,他忿忿道:
「泡利說我是哪裡來的學渣,解法狗屁不通,連錯誤都算不上。」
烏倫貝克哭笑不得,這羞辱的確實有點狠。
他的腦海中仿佛出現了那個狂放的奧地利胖子的身影。
他安慰道:
「你放心,早晚有能治他的人。」
「我就不信他能一次都不犯錯。」
「哪怕是布魯斯教授,也還錯過一次呢。」
「哦,對了,古德斯米特,你最後一題做對了嗎?」
古德斯米特忽然尷尬地撓撓頭,臉頰有點羞紅。
「我的解法錯了,泡利才是對的。」
烏倫貝克:「.」
——
很快,物理學界的大佬們,就把泡利在論文中提到的電子不相容原理,稱為「泡利-布魯斯不相容原理」。
因為若是沒有布魯斯教授的理論和分析,泡利就不可能發表這個理論。
而且泡利在推導過程中,也借鑑了電子二值性的概念。
因此,大佬們認為,布魯斯教授有著不可或缺的貢獻。
這就是科學界,從來都是公平公正的。
只要是你的成果,哪怕你是一個籍籍無名的學生,也不會有人搶走。
如果不是你的成果,即便你是大佬,也不能分享它帶來的榮譽。
不過,對於李奇維而言,這些都無所謂。
泡利這篇論文還是他欽點的呢。
當時格里高利拿不準論文的情況,因為作者畢竟只是個學生,雖然是天才學生。
於是,他就發給了布魯斯教授,尋求意見。
李奇維當即批示:建議封面發表。
於是乎,泡利的大名就響徹物理學界了。
量子研究所內,李奇維臨窗而立。
他的眼中閃爍著無盡的智慧光芒。
和相對論是一人的獨角戲不同,量子力學是眾多天才合力所創造。
接下來,就是你方唱罷我登場的璀璨盛世。
而他本人,又當扮演什麼樣的角色呢?
(本章完)