第695章 狄神啟動
「外面下雨了嗎?」實驗室里的布萊克特問道。
狄拉克直接站起身,走到窗戶邊,然後回到座位上說:「現在沒有下雨。」
卡皮察正好拿著幾杯奶茶走進來,放在他們兩人桌前,笑道:「精準地回答。」
這三個後來的諾貝爾物理學獎獲得者,在劍橋里就是朋友。
不過三人的性格有點不太一樣,狄拉克終生沉默寡言,一般不說話,只要說話,肯定有用;而且他不喜歡文藝、戲劇。
卡皮察喜歡聊天,熱愛文藝戲劇。
卡皮察對抽象的理論物理持懷疑態度,而狄拉克視抽象的理論為生命。
布萊克特則相對中庸一點。
在早些時候,卡皮查擊敗布萊克特,獲取了劍橋最優秀學生實驗獎學金,這是卡皮查小勝布萊克特的例子之一。
布萊克特問:「卡皮察,你還在學希臘語和拉丁語?」
「沒辦法,我必須學,誰叫你們英國老爺們喜歡這些無用的東西。」卡皮察戲謔道。
劍橋、牛津等英國大學,有相當一部分學生來自伊頓公學、哈羅公學等私立貴族學校。在這種學校里,學生都要學習拉丁語、希臘語還有如何參與當下時髦話題的技巧。
布萊克特說:「那麼我想你一定可以輕鬆討論艾略特的現代主義詩歌、評論蕭伯納最新的戲劇。」
卡皮察得意道:「我甚至可以給你聊一聊星戰、異形與機械學的關係,還能寫幾個中國字。」
「那麼你完全可以加入那些小團體。」布萊克特稱讚道。
卡皮察卻嗤之以鼻:「我學這些,不是為了和他們打成一片,只是證明我懂。」
「我連證明都懶得去。」狄拉克說,他從來不參加那些話題。
「誰叫我是個蘇聯人,」卡皮察略顯無奈地說,旋即振奮精神,「但我越來越支持列寧的觀點,更喜歡俄國革命時將那些養尊處優擁有土地的貴族扔出大門外的暢快感。」
布萊克特問:「你總不會已經加入布爾什維克了吧?」
「並沒有,」卡皮察說,「但我支持他們,支持他們堅持的以工人階級為主導的社會重建。」
布萊克特說:「你最好小心點,學院禁止過分談論政治。」
卡皮察說:「那是因為英國政府恐懼這種思潮,真不明白他們到底害怕些什麼?軍情五處和倫敦警察局為此還對我開展過好幾次審查,煩不勝煩!」
布萊克特說:「幾個月前你不是剛回了趟蘇聯,聽說還給繼任者史達林的工業計劃提了建議。」
卡皮察說:「這不是很正常嗎?我今年再回蘇聯時,還會給托洛茨基提議如何進行國家電氣化改革。」
「果然如此,」布萊克特提醒道,「凱恩斯教授說,你做這些事情時最好低調一些,不然軍情五處真的會把你抓起來,因為你狂野、沒有私慾,很容易被當成一個激進分子,至少有激進分子的特徵。」
狄拉克開口說:「我不這麼認為,應該換成自信、勇敢之類的詞語。」
卡皮察笑道:「你果然話雖不多,但句句在理。」
布萊克特看了看懷表:「馬上要上課了,今天是李諭先生代課。」
卡皮察說:「真是太好了,不用聽愛丁頓先生語無倫次的長篇大論,他總想把天文學和物理學講成令人炫目的散文。但我根本受不了他習慣性的跳躍式節奏,一個問題沒講完,突然轉入另一個,仿佛忘記了上一個問題。」
狄拉克深表同意:「他的散文水平還不如你。」
卡皮察豎起大拇指:「謝謝誇獎!」
卡文迪許的講堂非常小,人也不多,保持著百年前討論的模式。多年後劍橋才新建了一座大樓。
「教授您好。」
狄拉克、布萊克特、卡皮察、奧本海默還有另外幾名學員一起問好。
一眾大佬在眼前,李諭之前肯定感覺難以應對,好在如今已經適應,只不過自己確實沒有在英國的大學上過課。
他只好問道:「你們平時做什麼?」
幾人一愣,卡皮察說:「也沒什麼,就是完成福勒、盧瑟福教授留下的功課,閱讀推薦的書籍和最新期刊,同時複習課堂上的筆記,除了周日,一周都是如此。」
這麼隨意,那就好辦了。
「你們想聽什麼?」李諭問。
「不應該是您講什麼嗎?」布萊克特說。
「反正是福勒安排的代課任務,」李諭說,「就像讓別人續寫小說,他又沒給我命題,接下來寫成什麼樣不歸他管。」
卡皮察樂道:「您還真是不負責任。」
李諭指了指手上的活頁本:「不要高興太早,福勒先生提前給你們留好了這兩周的作業。」
卡皮察笑容瞬間凝固:「福勒教授怎麼還是這麼負責?我寧願他忘記。」
這些作業完全不同於小學中學作業,都是些有挑戰性的未知問題,而且每個人都不太一樣。
狄拉克說:「其實我們很想了解一下德布羅意不久前的那篇神奇論文,聽說得到了李諭先生和愛因斯坦先生的一致讚賞。」
「波粒二象性?」李諭說。
狄拉克點點頭:「對的。」
布萊克特說:「這件事難以理解又非常詭異,怎麼可能既是波又是粒子?」
李諭說:「我有個不同的想法,可能和你不太一樣。」
布萊克特說:「請先生講一講。」
李諭說:「與其認為既是波又是粒子,倒不如說它既非波也非粒子,只是恰好在某些時候表現出了我們刻板印象中波或者粒子的行為而已。」
李諭隨即在小黑板上畫了一張圖:「劍橋最擅長几何學和投影幾何學,這個例子你們一定了解,一個物體,在不同的方向上的投影可以完全不同,從左往右投影,它是個圓形;而從右往左看,它卻是個長方形。但它其實既不是長方形,也不是圓形,而是一個二維生命體永遠無法理解的新東西:圓柱形!」
下面聽的幾人完全震驚了,狄拉克感覺心臟一抖,渾身的雞皮疙瘩都起來了:「既非波也非粒子?二維生命體永遠無法理解?」
李諭說:「再換一種說法,你以波的方式去看待它,它就是波;你以粒子的眼光去看它,它就是粒子。」
「這……!!」狄拉克忍不住問道,「有沒有什麼數學上的解釋?」
李諭悠悠道:「不用著急,很快就會出現了。」
卡皮察是個實驗好手,突然想到很多年前李諭做的單光子干涉實驗:「那時候您就堅定認可波粒二象性?!」
李諭說:「是的,如果你有興趣,可以重複這個實驗。」
實驗原理並不複雜,主要是設計實驗儀器很麻煩,尤其是如何製作單光子光源。
李諭當時圖簡單,用的是降低光強的辦法。
要是嚴謹一點,其實還可以用原子級別的放射源,然後控制好原子的數量以及放射頻率,就可以實現製備單光子。雖然有很大的概率性,但只要能確保兩次發射時間間隔大於實驗所需,就可以認為是單光子光源。
卡皮察躍躍欲試:「我馬上就準備這項實驗的復現!」
要不說德布羅意開啟了新的時代,他的那句「粒子也可以是波,波也可是粒子」確實太炸裂,畢竟波粒二象性是個觸及量子力學核心的理念,而且馬上就要引出另外兩個神級理論。
李諭和他們聊得火熱,不過這時候下課鈴聲響了,翻了翻福勒留下的活頁本,李諭對狄拉克說:「福勒留給你的功課是調查恆星表面(比如太陽)的變化過程。」
「天文學?」狄拉克一臉蒙圈,「怎麼還是沒有逃脫愛丁頓關於天文學的『魔掌』?一定是他建議的!」
天文學這時候是物理系必修的課程,海森堡的5位博士答辯導師中,也有個是教天文學的。
把作業一一發下後,卡皮察又說:「院士先生,您要不要參加一下我們的討論會?」
「什麼討論會?」李諭問。
卡皮察說:「就叫卡皮察俱樂部,專門討論一些新的熱門物理學話題,每周一次,而且還有豐富的晚餐。」
「我怎麼沒聽盧瑟福教授提起過?」李諭說。
「他不喜歡這樣的研討會。」
「為什麼?」
「盧瑟福教授說,我們這些搞理論的只是在玩符號遊戲,而真正的卡文迪許人才是驗證自然真理的人。」卡皮察說。
李諭笑道:「有時間的話,我會湊湊熱鬧。」
這些研討會其實就和講課差不多,反正李諭講課也是「胡謅」,根本沒有教綱,——劍橋也不可能給他安排教綱任務。
總之李諭與他們這一夥子人相處得非常融洽。
幾天後,盧瑟福拿著一個包裹找到李諭:「哥廷根寄過來一份郵件。」
「誰寄的?」李諭問。
「署名是個叫做海森堡的博士生。」盧瑟福說,這時候他還沒聽過海森堡的名字。
李諭打開包括,裡面是15頁海森堡論文清樣,就是那個超級難懂的繞了半天還沒用矩陣方法的矩陣力學論文。
上面有海森堡用他特有的斜體筆跡做的幾處修改,以及一處著重標記的旁白:「乘法的順序變得很重要。」
海森堡特意寫明,就是希望審閱的人不會被這個觀點惹怒,從而感到他的這個理論太牽強以至於不值得發表。
看得出來,海森堡本人對此仍然相當疑惑與不解。
而對於李諭來說,這篇論文其實也是天書,如果不是提前知道他想說什麼,真的很難看懂。
於是他不準備繼續閱讀,望了望窗外,正好發現狄拉克。
狄拉克正在散步,如果天氣好,他有時候會散步好幾個小時。狄拉克穿著上學時穿的西裝,背著手,走路有一點點外八字,以一種像節拍器一樣從不改變的節奏邁著大步。難怪很多劍橋的同學都說狄拉克走路「看上去像義大利結婚照上的新郎」。
「狄拉克,請你過來一下。」李諭喊了一聲。
「好的,李諭先生!」
來到辦公室,狄拉克看了看這篇非常怪異的論文,疑惑道:「德語?」
李諭說:「海森堡博士是一名德國人,畢業於海森堡大學。」
狄拉克平常有看最新期刊的習慣,他說:「我見過他寫的畢業論文,是一篇關於湍流的,但這一篇好像不是流體力學。」
狄拉克涉獵確實很廣。
當初海森堡剛進入慕尼黑大學時,導師索末菲不想讓他一開始就學原子物理學,因為比較難,於是讓海森堡先研究研究比較簡單的湍流。
嗯,比較簡單!
後來海森堡發現,這東西好像沒你說得那麼簡單!
還是搞原子物理吧!
李諭說:「現在海森堡已經離開慕尼黑大學,求教於哥本哈根的玻爾以及哥廷根的玻恩,研究量子理論。」
「又是量子理論。」狄拉克說。
李諭說:「這篇論文比較偏向數學,但有一些奇怪,所以我想讓你看看,聽聽你的想法。」
狄拉克把海森堡的論文放在自己的包里:「是一項作業?」
李諭笑道:「並不是,閒暇時間看看就好。」
論文必須給狄拉克,因為他在學術上一生最大的轉折,就是來源於海森堡這篇奇怪的論文。
回到住處,狄拉克先簡單翻了翻晦澀的德語論文,雖然從直覺上能看出不是一篇普通的重複以往觀念的量子理論數學練習,但粗略看下來,狄拉克還是覺得海森堡的方法過於複雜和武斷,沒有引起什麼興趣,因此他決定先將論文擱置一旁。
狄拉克給自己做了頓飯,然後倒了一杯檸檬汽水,——他是個遵從衛理公會教傳統的禁酒主義者,然後打開剛買的收音機,聽播音員講今日的新聞。
聽了一會兒,發現更沒興趣,因為播音員那生硬的聲調就像在葬禮上的致辭。狄拉克關掉收音機,再次坐到書桌旁,打開海森堡的論文。
這次就是比較認真地閱讀了,讀了一半,狄拉克的神經開始緊繃起來。
狄拉克的數學功底極好,他很快發現了論文最關鍵的部分:海森伯寫道,理論中的一些量具有奇特的屬性,即如果一個量乘以另一個量,所得的結果有時與乘法的次序顛倒以後所得的結果不同。
海森堡沒有接觸過對易性,但狄拉克不同,他對此非常熟悉。
狄拉克很確定非對易量是揭開謎底的關鍵。
涉獵多的優點馬上凸顯,狄拉克依稀記得自己在上一門叫做分析力學的選修課時見過類似的東西。
於是他跑到圖書館找了很久,終於抽出一本大部頭,書名叫《粒子和剛體的分析動力學》,由愛丁堡大學的數學教授埃德蒙·惠特克撰寫。
按照目錄他翻到第299頁,可以確定,正如狄拉克所猜想的那樣,一個多世紀前,法國數學家丹尼斯·泊松在他的著作中所提出的泊松括號所表達的形式就是兩個數學量相乘的積減去兩個相關的量的積,乘積和減號看起來很像PQ-QP的表達方式。
通過這一發現,狄拉克找到了關鍵線索,繼而可以窺一斑而見全豹。
過程自然不是說得這麼簡單,想搞定這件事,也就是闡明量子理論與經典理論類比的數學基礎,還要花上許久。
說是很久,其實也就三四年,狄拉克先發表了幾篇論文,繼而完成史詩級巨著《量子力學原理》,奠定了自己在量子力學領域的崇高地位。
好像也是因為狄拉克,從此以後分析力學不是選修,變成必修了。
此外,矩陣力學被確認正確後,物理學研究者,不管學生還是教授,都要開始惡補從來沒聽過的矩陣……
對這時候的物理學家來說,簡直是噩夢。
李諭反正一點都不著急,準備再等一等,讓大佬們的子彈繼續飛上一會兒。