第558章 波动力学两难题!电子自旋!狭相不(2/2)
“但是在量子力学里,a粒子可以通过量子隧穿效应逃脱原子核的束缚。”
“伽莫夫建立了位势和能量之间的模型,我在他的基础上进行了完善和补充。”
哗!
众人又是一惊!
这可是量子力学首次应用在原子核现象研究上。
目前的量子力学理论,虽然号称是适合一切微观粒子。
但对于原子核而言,情况就很复杂了。
这里就涉及到量子力学处理粒子系统的方法了。
随着玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计的提出,这个方向的发展也非常迅速。
而伽莫夫的成果无疑是振奋人心的。
量子力学终于真正开始全面反哺原子学了!
各位大佬的演讲,让会议的气氛逐渐高涨。
量子力学不愧是当前最火热的理论,它的内涵简直无穷无尽。
接着,薛定谔上台报告。
他最近一直致力于解决波动力学中关于自旋的推导。
但是很可惜,目前没有什么进展。
因此,薛定谔在会上就提出了这个问题。
“我认为,量子力学当前最迫切的需求,是解决波动力学的自旋问题。”
众人闻言,点点头。
虽然布鲁斯教授根据矩阵力学提出了不确定性原理。
但这不代表矩阵力学就能取代波动力学的地位了。
大部分人还是擅长用波动力学处理问题。
毕竟有几个人能像布鲁斯教授那么恐怖,计算矩阵就跟计算加减乘除一样简单。
大佬能挖掘出矩阵力学的潜力,不代表谁都可以。
毕竟连海森堡本人都不行。
因此,波动力学依然是主流。
但是由于它无法推导出电子自旋,这就让人心里总归有疙瘩,不够完美。
目前为止,没有任何人取得突破。
会场后排的角落,李承道兄弟二人坐在一起。
他们俩算是蹭了父亲的光,才能参加本次会议,所以表现的很低调。
这时,李承德有点纳闷:
“大哥,你不觉得很奇怪吗”
“既然矩阵力学中能够推导出电子自旋。”
“那波动力学为什么不借鉴它的方法呢”
李承道苦笑。
“二弟,这已经属于最前沿的物理研究了。”
“这种细节问题我也不清楚。”
“三天前的演讲靠想象力,今天的演讲只能靠硬实力去理解了。”
很快,薛定谔的报告结束。
全场所有人忽然神色激动,满脸期待。
接下来,就是今天会议的重头戏了。
因为最后上场报告的,正是布鲁斯教授!
李奇维从容地走到演讲台上,他的嘴角噙着一丝笑意,威严的眸光巡视会场。
接着,他开玩笑地说道:
“今天会议之前,普朗克教授曾私下问我:布鲁斯,你还有货吗”
“物理学会的会议,你要拿出真正的干货出来,不能是天马行空的猜想。”
“我说:货嘛,我不多,但确实有一点。”
众人闻言皆是会心一笑。
布鲁斯教授还是一如既往地幽默自信。
“刚才我看到薛定谔很苦恼。”
“他为了电子自旋问题可谓是殚精竭虑。”
“这个问题一日不解决,波动力学就一日存在风险。”
“幸运的是,今天我来帮助他解决了。”
嘶!
静!
会场内突然鸦雀无声。
刚刚还在笑的众人,此刻脸上的笑容凝固了。
他们知道布鲁斯教授肯定会有新的东西。
但没想到对方竟然是要解决波动力学中的电子自旋问题
这也太夸张了吧!
那个男人到底强到了什么程度!
“老天啊!”
“布鲁斯教授是怎么做到,以如此平淡的口吻,说出如此牛逼的话。”
“他不久前才提出那么多匪夷所思的物理理论,灵感还没有被榨干吗”
“恐怖如斯!”
如果这是真的,绝对是量子力学的头等大事!
这意味着量子力学的两大版本将再无瑕疵。
而且布鲁斯教授公开承认,那还可能是假的吗
这一刻,全场轰动了!
普朗克微微一笑,内心震撼且感慨道:
“好你个布鲁斯!”
“幸亏我邀请你来参加会议,不然的话,恐怕你就直接发表论文了。”
薛定谔满脸震惊,简直不敢相信自己的耳朵。
这太惊人了!
让他有种恍惚的感觉。
他为了研究电子自旋问题,绞尽脑汁了一年多。
物理学界也有很多大佬同时在研究。
但是全都失败了。
而今天,布鲁斯教授宣布他解决了。
没有人能理解此刻薛定谔的心情。
他太激动了。
“布鲁斯教授,你到底是如何做到的”
“我已经迫不及待地想知道了。”
海森堡听后,震撼不已。
同时,他的心中突然产生了一种危机感。
要是波动力学的短板被补足,那么他的矩阵力学就危矣。
此刻,在众人的惊讶和震撼表情下,李奇维继续说道:
“其实,严格来说,波动力学目前存在两个问题。”
“除了无法描述电子的自旋外,它还无法描述以接近光速运动的电子状态。”
哗!
众人皆是一惊!
波动力学竟然遗留有两个问题。
这是很多人不为熟知的。
在场的虽然都是德国的物理专业人士,但不代表每个人对量子力学的理解都和薛定谔、海森堡等人一样。
术业有专攻。
一位物理学家一辈子能深入研究一个细分领域,就已经很了不得。
至于像李奇维这般融会贯通整个物理学分支的,只能用怪物和恐怖来形容。
所以,众人不了解第二个问题也很正常。
这时,有不熟悉量子力学的人问道:
“布鲁斯教授,既然如此,那为什么不把相对论效应考虑进来呢”
台下的薛定谔闻言,露出一丝苦笑。
狭义相对论早在二十多年前就发表出来了。
他怎么可能没想到。
实际上,他早就写出了狭义相对论形式的波动方程。
但是,这个方程有一个致命缺点:它无法求出氢原子的能级公式。
这说明该方程肯定是错的。
因为氢原子是最简单的原子,整个量子力学体系的创建就是从它开始的。
如果一个方程连氢原子都解释不了,那就不用考虑了。
所以,薛定谔当初灵感爆发,一口气写下的波动方程中,用的其实是经典力学中的能量-动量关系。
如此一来,就能完美地解释氢原子的光谱、能级等内容。
而如果想描述近光速运动的电子,他就必须使用狭义相对论下的能量-动量关系:
【e=pc+mc】1
但是如果使用这个公式,就会产生一个匪夷所思的现象:方程的解中会出现负的概率。
因为公式中出现了平方和四次方,它会产生负数解。
这就有点扯淡了。
概率怎么可能是负的呢
量子力学再离谱,也不可能出现负的概率,因为那完全没有任何物理意义。
如果是负能量,还能稍微扯一扯,但是负概率,毋庸置疑是错的。
所以,薛定谔等人就想办法消除负数解。
那就只能使用这样的公式:
【e=(pc+mc)】2。(根号下)
直接假设公式1两边开方,e就变成正数了。
再代入原来的波动方程中,就会产生负概率了。
但是在计算的过程中发现,必须消除右边的根号。
这时,问题来了!
你不能使用两边同时平方的方法。
不然的话,平方后又变成1那种会产生负概率的形式了。
这简直就是矛盾的。
不平方怎么去掉根号
但平方后e变成e,就会产生负概率。
薛定谔和很多物理学家的心中,有一万头草泥马奔腾而过。
“这怎么可能”
“老天爷你是在玩我啊!”
所以,这是一条数学上的死路,看起来完全不可行!
薛定谔请教了好几个牛逼的数学家,也解决不了这个问题。
不过,他最后依然把论文发表了。
抛开电子自旋不谈,相对论效应暂时对波动力学的影响还不是特别大。
因为根据实验的测量,电子的速度只有光速的1%,相对论效应并不明显。
但是,这始终是一个需要从理论上解决的问题。
有没有误差和误差的大小,是两个性质完全不同的问题。
平时计算当然可以偷懒近似。
但理论上,波动方程必须兼容狭义相对论。
否则,二者必错其一!
此刻,当李奇维深入浅出地阐述了波动力学的第二个问题后。
在场众人茅塞顿开,大开眼界!
“原来第二个问题这么严重。”
“如果解决不了,甚至会引发量子力学和相对论的矛盾。”
“这绝对是不行的!”
“他们都是现代物理学的支柱,一旦错了,后果不堪设想。”
然,李奇维下一句,直接引爆全场。
“但是,我想到了一个方法。”