第692章 最強博士論文
吳有訓的事情其實比較好解決,畢竟只要有成功的實驗結果,用不了多久就可以得到公認。
另一伙人就比較難受了。
李諭與康普頓、吳有訓回到芝加哥大學後,專門去聽了一個非常冷門的研討會,——關於魏格納與張相文的大陸漂移說。
這兩人現在的關係比李諭想像中好太多,可能是惺惺相惜,因為目前幾乎沒有人相信大陸漂移這種天方夜譚般的理論。
他們每說幾句都要招致反對甚至群嘲。
「在不同的大陸,我們可以看到完全相同的化石,而它們本不應該這麼相近……所以我們假想,在幾千萬或者上億年前,地球或許不是現在的樣子,而是一整塊大陸……」
「一派胡言!」物理學家哈羅德·傑弗里斯說,「你們的說法有過於明顯的漏洞,比如到底是什麼力量推動大陸進行漂移?總不能說是洋流吧?」
「我們暫時不知道。」
「不知道?那就是科學幻想,不應作為科學結果!」芝加哥大學地質系教授T·錢柏林戲謔道,「大陸漂移說聽起來更像一種不受限制、漫無邊際的猜測,要想達到漂移的結果,就需要地球擁有相當大的自由度。與其他理論相比,這個理論毫不受真實世界的束縛,因此是荒謬的!」
古生物學家舒克特說得更加直白:「大陸漂移理論只是一個漂亮的夢,幾個古生物化石的證據不足以顛覆所有人的認知。而且你們並非專業的古生物學家,一個門外漢把他掌握的事實從一個學科移植到另一個學科,顯然不會獲得正確的結果。」
……
總之,基本聽不到什麼相信的話。
研討會僅僅開了不到一個小時,大家就散去,唯獨李諭留了下來。
「看來結論還是遠遠不夠呢。」李諭說。
張相文苦澀道:「應該說進展雖然多,但得不到認可。」
魏格納本人同樣頗為沮喪:「古生物學的教授甚至把我們的發現當作課堂上的笑料,而非科學的推論。」
張相文說:「而且我們確實對於這種大陸運動的動力來源毫無頭緒。」
「未知的東西多,說明理論還在發展唄,」李諭鼓勵道,「至於動力來源,確實是個麻煩問題,或許你們可以從火山、岩漿、地球構造乃至熱動力學的角度入手。」
魏格納說:「院士先生的建議非常好,不過您一句話就牽扯出好幾門學科,研究難度又提升幾個數量級。看來想完成這件事,不是幾個人在幾年或者十幾年中可以做到的。」
李諭笑道:「每個理論都是如此,只要有希望就夠了。」
大陸漂移說直到五六十年代,才開始漸漸有了更多的證據,只能暫時勉勵一下。
而且主流學界不支持,不見得所有人都反對,還是有一小部分會支持的,只不過音量比較小罷了。
——
法國,巴黎大學。
「教授,這是我的博士論文,請您過目。」德布羅意說。
朗之萬看著眼前文稿:「正式的論文這麼快就寫好了?」
「有了過往三篇小論文的基礎,我的物質波理論已經非常成熟。」德布羅意說。
網上一直流傳德布羅意的論文只有一頁紙,其實想想就不可能,從網上檢索到的論文原稿,有100多頁,翻譯到英文的版本也有接近80頁。
大家之所以覺得只需要一頁,是用一百年後的眼光看,而且是不太嚴謹的方式。
因為德布羅意的論文核心內容很容易闡述,就是用光電效應和質能公式兩個方程聯立得到的,要這麼說,一頁都用不了,三行就夠:
E=hν
E=mc2(質能公式,2是平方)
然後就得到了ν=h/mc2
朗之萬說:「理論的推導看起來非常出色。」
德布羅意說:「與李諭先生、愛因斯坦先生、玻爾先生一樣,都是偏理論方向。而且我的理論可以完美解釋為什麼電子的軌道是不連續的,只能是特定的軌道。」
「就是因為電子具有波的性質?」朗之萬說。
「是的,教授,」德布羅意說,「不管電子的軌道是圓或者橢圓,因為有波的性質,就讓電子的軌道只能形成特定的駐波,也就是某些特定值的整數倍。而整數倍,正好借用了量子理論。」
朗之萬沉思了許久:「你的理論我挑不出毛病,不過巴黎大學並沒有研究量子力學的傳統,這是德國人愛搞的東西,如果進入博士答辯,我擔心會遇到問題。」
「什麼問題?」德布羅意問。
「最直接的就是怎麼進行實驗驗證?」朗之萬說,「即便我答應通過,還有另外四位答辯導師,他們不見得認可。甚至他們會奇怪為什麼你要研究這個在法國沒多少人接觸的領域。」
德布羅意說:「我是看了一些文獻後的突發奇想。」
朗之萬說:「你的突發奇想太奇了,我也要求助一些該領域的教授專家。」
估計很多人都發現了,量子力學很多大佬都是德國人。
這並非說明只有德國人優秀,完全是因為這時候的通信太不發達,各地的發展更不均衡,所以很多理論都局限在一些不大的小圈子裡。
而且就算在德國,追求科學研究的大學生顯然也是少數,量子力學、原子譜線這些學問更顯得非常曲高和寡。
量子力學誕生在德國,但德國的物理學界大部分人壓根沒有關注過量子力學和原子譜線。
舉個例子,1920年所有德國的大學生中,只有極少數人——大概8%左右的學習科學,具體到物理學就更少了。
量子力學超級大佬海森堡畢業的那一年,慕尼黑大學一共授予了337個博士學位,其中只有19個是科學類學位。
老美曾資助進行了一項量子力學史料的整理計劃,主要目的是研究1900—1930年的量子力學發展情況,結果發現只需要把史料來源限制到區區兩百人就足夠。
要知道量子力學可是20世紀上半葉物理學最輝煌的兩大領域之一,竟然只有這麼一小撮人。
不過好像也正是這一小撮人,讓人類關於物理學的認知前進到了下一個時代。
人少,圈子就小,量子力學的研究集中在三個地方:哥廷根、慕尼黑和哥本哈根。
搞量子理論的人基本都逃不出這個小小的範圍。
即便強如法國,在量子領域也近同荒漠。
德布羅意的出現很像一個誤闖入量子世界的「局外人」,——這時候的法國科學界重點不在量子領域和相對論上。
朗之萬肯定不是搞量子領域的,雖然能看懂論文,卻沒法給出更有建設性的建議。
「你可以把論文多列印幾份,分別寄給愛因斯坦先生、李諭先生,如果他們表示沒有問題,這篇博士論文通過答辯的機會將大大增加。」
「要用德文和英文寫?」德布羅意問。
「你用英文翻譯一下,這件事不難;至於德文,我可以幫忙。」朗之萬說。
——
幾天後,李諭收到了德布羅意和朗之萬的來信。
德布羅意的信中附帶了整本博士論文,李諭有幸看到了歷史上唯一一篇拿到諾貝爾物理學獎的博士論文。
還是很厚實的,不過……就是看起來感覺廢話有點多,當然這不能怪德布羅意,畢竟李諭是個穿越者,很多理論對他來說顯而易見、無須證明。
朗之萬的信就比較有意思了:
「尊敬的李諭先生你好,我的一位學生德布羅意寫了篇非常有意思的論文,他認為粒子也是一種波,由於牽扯到量子相關問題,所以希望您幫忙審查。
「附註:這位學生出身公爵世家,他的爺爺曾擔任總理,父親則是部長,如果您再次來到法國,將請您一同欣賞法國美景。」
朗之萬給愛因斯坦的肯定也是大體相同的內容。
李諭直接被逗樂,朗之萬果真是個情商不低的人。
其實他當年收下德布羅意為博士生後,就不是很管他,任由其發展,所以德布羅意才會漫無邊際去閱讀量子領域的文章。
朗之萬一開始沒覺得這個學生會怎樣,因為德布羅意並不是純物理學出身,他此前拿的是巴黎大學歷史學學士學位,研究的還是中世紀史,什麼狼人、女巫、吸血鬼那套偏神學歷史的東西。後來因為他哥哥搞物理學,耳濡目染下才「半路出家」。
朗之萬不會苛刻要求一個世家子弟。何況德布羅意家族的公爵身份可以追溯到路易十四時期,那個時候法國是歐洲大陸的霸主,公爵含金量很高,不是德意志那些散碎小邦國的亂七八糟各種爵位能比的。
路易十四當政的時期正好接近清朝的康熙時期,強行類比一下的話,德布羅意家稱得上是法國的「鐵帽了王」。
李諭當然不會因為人家的世家身份就「低看」一眼,德布羅意這篇博士論文絕對是很牛的,引入了許多超前的思想,比如它深刻揭示了波粒二象性這個量子力學核心思想的普適性。
如果說德布羅意之前的量子力學是「舊量子時代」,那麼物質波提出後,量子力學就正式進入「新量子時代」了。
也多虧康普頓和吳有訓的工作,讓光子這個特殊的粒子先完完全全在實驗上驗證了波粒二象性,德布羅意才敢繼續往後思考。
——
巴黎大學,德布羅意博士論文答辯的日子。
加上朗之萬,一共有五名巴黎大學的教授負責答辯,其中有兩位是搞實驗物理的,還有很快就會拿到諾貝爾獎的大佬讓·佩蘭。
德布羅意先闡述了論文中幾個關鍵的內容,然後不等別人提問,朗之萬就起身說:「我這裡有兩封信,分別來自李諭先生和愛因斯坦先生,我想朗讀一下。
「李諭先生的信中說,『德布羅意的論文非常有前瞻性,我本人不僅十分贊同,而且非常看好。』」
「而愛因斯坦的信中則說,『德布羅意的工作似乎是掀開了大幕的一角。』
「……」
幾名教授面面相覷,本來還有好多問題想提,但朗之萬突然搬出來李諭和愛因斯坦的意見,他們還能說啥?
人家專門搞量子領域的人都發話了,自己要是反對,不就說明沒看懂嗎。
於是幾名教授紛紛說:「這篇論文我們都認為毫無問題,可以通過答辯,獲得博士學位。」
朗之萬非常滿意,「我就知道諸位不會有異議。」
而讓·佩蘭比較嚴謹,他說:「我只問一個問題,你如何用試驗驗證你的想法,即電子也有波的性質?」
德布羅意有備而來,沉穩回道:「可以利用晶體對電子的衍射進行驗證。因為電子的波長非常短,我們很難製造如此細小的光柵,而排列整齊的晶體是最佳的工具。」
對於德布羅意的回答,讓·佩蘭覺得很有道理,合上論文說:「好的,我沒有疑問了,你的論文可以通過!」
德布羅意的實驗設想很準確,僅僅兩年後,美國貝爾實驗室的戴維斯就在一次意外中,用矽晶體完成了電子的衍射試驗;幾乎就在同時,湯姆遜的兒子喬治·湯姆遜,也通過其他的辦法發現了衍射圖樣。
這兩人也因此拿到了諾貝爾物理學獎,——諾獎對理論和試驗都是很重視的,再次驗證吳有訓拿獎沒毛病。
而且戴維斯與喬治·湯姆遜通過實驗計算得到的電子波長與德布羅意的理論推算一模一樣。
因此,德布羅意前無古人地憑藉一篇博士論文拿到了諾貝爾物理學獎。
物質波理論的應用蠻重要,後來的透射電子顯微鏡用的就是電子波長比較短的性質:波長足夠短,透射電子顯微鏡就可以做到非常高的解析度。
另外,波粒二象性奧妙無窮,如今推廣到了有質量粒子乃至宏觀物體上,所以,你……也成了光!
不過話說回來,德布羅意雖然打開了新量子領域,但他本人相信的還是決定論。包括後來的大神薛丁格,也相信決定論,他們兩人都是站在愛因斯坦陣營的,不認可玻爾的那套概率解釋。