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第526章 矩阵力学之威!海森堡的底牌!证明

      第526章 矩阵力学之威!海森堡的底牌!证明核异构体!全场震撼!
    1923年10月25日。
    荷兰,阿姆斯特丹大学,高级会议室内。
    万众瞩目的量子力学论道大会即将开始。
    当世最顶尖的物理学家们齐聚于此,让这间普通的会议室变得熠熠生辉。
    在李奇维的邀请下,连他在内,共有21人参加了本次会议。
    名单如下:
    李奇维、普朗克、爱因斯坦、玻恩、索末菲、洛伦兹、埃伦费斯特、郎之万、玻尔、卢瑟福、福勒;
    薛定谔、德布罗意、海森堡、泡利、狄拉克、科罗尼格、乌伦贝克、古德斯米特、康普顿、吴有训。
    这些人的共同点,都是研究领域主要涉及到量子力学的专家。
    而居里夫人、劳厄、密立根等其他实验大佬,则主动拒绝了李奇维的邀请。
    因为他们知道,这次会议的目的,是首次尝试解决量子力学的争论。
    需要的是专门研究该领域的物理学家。
    随着量子力学的不断发展,它一定会与实验乃至其它领域产生交集。
    那时肯定还有规模更大的会议。
    他们正好趁着这段时间,主动学习量子力学的相关内容,期待下次的会议。
    对此,李奇维也就没有继续勉强。
    因为明年的第四届布鲁斯会议才是真正的主战场!
    即便如此,这次会议的参会名单,也足以震撼学界了。
    此刻,会议室内的众人,代表着量子力学的绝对权威!
    洛伦兹作为主持人,先是幽默地开场道:
    “有的人退休,是真退休,不再过问专业上的事,而是培养一些陶冶情操的爱好。”
    “而有的人退休,是假退休,偶尔还要出来显示一下存在感。”
    “我要感谢布鲁斯教授,给我这样一个假退休的老家伙一次机会,来显示我的存在感。”
    众人闻言,皆是哈哈大笑。
    洛伦兹就属于那种闲不住的物理大佬。
    他继续说道:
    “今天,我们一群人聚在这里,是要讨论矩阵力学和波动力学的正统问题。”
    “这两种理论,我都认真地学习了,并且还使用它们来研究我以前的原子光谱课题。”
    “不得不说,两种理论都非常精彩和完美。”
    “我感觉现在的年轻人真是不得了,一个比一个厉害。”
    “而公开辩论两种理论的对错,无疑是科学界最激动人心的事件。”
    “前几天,布鲁斯教授在这里发表的一场演讲,还提到了热质说和热动说的争论。”
    “那就是一个典型的例子。”
    “纵观科学史,这样的例子还有不少。”
    “比如化学界的燃素说和氧化说。”
    “但是,诸位有没有发现一个问题。”
    “以上的学说争论,最后一定是有胜利者的。”
    “通过理论或者实验,科学家们有充足的理由验证谁对谁错。”
    “这是一种非常朴素但也非常正确的科学观。”
    “即:如果允许最充分的辩论,那最终一定会找到对的理论。”
    “但是,波粒之争打破了这种固有的思维。”
    “从牛顿的光粒说,到托马斯·杨的波动说,眼看波动说快要胜利了。”
    “结果布鲁斯提出了光的波粒二象性。”
    “他认为光同时具有粒子性和波动性。”
    “这说明其实光粒说和波动说都没有错,它们只不过描述的是一个侧面而已。”
    “接着,康普顿和吴有训这两个年轻人,证实了光的波粒二象性的正确性。”
    “但是现在,在量子力学上竟然又复现了粒子和波动的争论。”
    “而且这一次的辩论甚至要更艰难。”
    “因为根据我的研究,这两种理论虽然极其矛盾,但是使用起来完全没有问题。”
    “所以,我在想,科学界那么多理论,最终都会有一个确定的结果。”
    “为何到了光和量子力学上,我们就必须把两种矛盾的事物统一在一起。”
    “这背后是不是还会有更深层次的道理呢?”
    哗!
    洛伦兹不愧是他那个时代的顶级物理学家。
    也许他的个人能力随着年龄增大而下滑。
    但是他的眼光和洞察力,可一点都不弱。
    这短短的发言,体现了他对量子力学和微观粒子的深刻认识。
    在场的都是当世最顶尖的大佬或天才,但他们也被洛伦兹的分析震撼了。
    “是啊,我好像从来没有考虑过这个角度。”
    “如果说物质具有波粒二象性,那其单独表现的一面应该是错误的。”
    “但是我们的世界却井然有序,我们甚至可以只观测到物质的某一面。”
    “细思极恐啊。”
    海森堡偷偷看了一眼薛定谔,露出挑衅的眼神。
    他心中不屑道:
    “那是因为波动学根本就是错的!”
    “德布罗意的物质波理论也只是夸大的幻想而已。”
    “这个世界是物质的世界,波动只是点缀。”
    “万物背后的道理是矩阵!”
    薛定谔注意到海森堡的眼神,不过他并没有在意。
    他对自己的波动力学充满自信。
    所谓的粒子,不过是波的幻象。
    就好像压缩的空气发射出去,能产生空气炮的效果。
    德布罗意仔细品味着洛伦兹教授的分析。
    虽然他提出了物质波理论,但是如何解释波粒二象性的矛盾性,依然是个难题。
    这段时间,他完善了导波理论,或许是一个可行的理论。
    要知道,连当初的布鲁斯教授,都没能解释清楚光的波粒二象性。
    只能把这种性质归为公理。
    就好比没有人能够解释光速为什么是那个数值。
    你只能接受,不能理解。
    难道波粒二象性也和光速一样吗?
    所有人都陷入思考之中。
    没有人是庸才。
    大家都有着自信,能够在量子力学领域,开创属于自己的传奇。
    会议刚开始,洛伦兹就把现场的氛围推到高潮。
    这时,他开始介绍本次会议的流程。
    “量子力学论道大会的名字,表明了它是一场带有辩论性质的会议。”
    “因此,本次会议将以阵营的形式展开。”
    “首先,海森堡和薛定谔各自上台阐述自己的理论。”
    “接着,在场人员可选择自己认可的理论,给出相关证据证明。”
    “同时,也可以针对另一方理论进行质疑,找出自己的错误。”
    “根据阵营可以划分为矩阵派、波动派、中立派。”
    哗!
    如此新颖的方式,让参会的大佬们都来了兴趣。
    这可就太刺激了。
    最后,洛伦兹笑着补充道:
    “当然,我们可不搞政治上结党营私那一套。”
    “所谓的阵营划分,只是为了更好的讨论量子力学的问题。”
    “虽然叫论道大会,但会议的核心是道而不是论。”
    “不然的话,我们在场所有人加一起,可能都论不赢我的夫人。”
    众人哈哈大笑。
    会议室内充满了欢快的气息。
    这场学术论战马上开始!
    海森堡率先上台。
    长时间的到处开会演讲,让他脱胎换骨,不再内向紧张。
    哪怕面对诸多物理大佬,他依然镇定自若,游刃有余。
    “矩阵力学是”
    海森堡开始详细介绍他的理论。
    这一次,他明显准备的非常充分。
    他也清楚自己的理论需要用到矩阵这种复杂的数学形式。
    所以,他特意在表达形式上尽量缩减不必要的数字,力求达到赏心悦目的感觉。
    在阐述完自己的理论后,海森堡抛出了自己的第一张底牌。
    “泡利博士在矩阵力学的基础上,提出了一种新的2x2矩阵形式。”
    “利用这种形式,可以更好地解释电子自旋现象。”
    “我认为,这是矩阵力学更为优异的表现。”
    哗!
    泡利的论文才发表没多久。
    场上有些人还是第一次知道,皆是惊诧不已。
    如此晦涩难懂的矩阵力学,竟然还能被优化。
    泡利吊吊地看着众人,心中非常得意。
    “基操,勿6。”
    如此一来,矩阵力学相当于可以完美解释旧量子论中的四大量子数。
    这可非同小可,体现了它的地位。
    这甚至动摇了某些人的立场。
    薛定谔闻言,眉头微皱。
    他知道泡利那个小胖子和海森堡的关系非常好。
    对方是妥妥的矩阵派。
    泡利也确实极其聪明。
    竟然能把矩阵学的那么好,完善了矩阵力学。
    薛定谔心中一动,果然不到最后一刻,不可掉以轻心。
    海森堡显然是有备而来。
    就在众人以为海森堡的报告结束时。
    他突然又说道:
    “此外,根据矩阵力学的计算,我又发现了一个非常有意思的现象。”
    “大家请看。”
    “这是一张氢分子的光谱。”
    “其中的谱线都是强弱交替出现。”
    “目前学界对此并没有好的解释。”
    “但是运用矩阵力学,我发现氢分子存在两种形式。”
    “通过与德拜教授的交流,我知道化学上有一个猜想,名为【核异构体】。”
    “众所周知,同素异形体是化学领域的一个重要概念。”
    “它表示两种或两种以上的物质,组成它们的元素相同,但是它们的结构和性质却不相同。”
    “比如石墨和金刚石,都是由碳元素组成,但是一个柔软,一个坚硬。”
    “这是因为碳原子在两种物质中的原子排列方式不同。”
    “1917年,索迪教授曾提出一个大胆的猜想。”
    “他认为可能存在【更精细的同位素】。”
    “什么意思呢?”
    “即:导致物质性质不同的原因,不是原子的排列方式,而是原子核的不同。”
    “所谓的更精细的同位素,其实指的就是核异构体。”
    “但是,索迪教授当时并不知道同一种原子的原子核会有什么区别。”
    “因此,这个猜想自从发表后,一直没有受到太多的重视。”
    “但是我在利用矩阵力学研究氢分子光谱的时候,发现两个氢原子的原子核有两种耦合方式。”
    “其中一种氢分子中,两个核的自旋方向相同。”
    “而另一种氢分子中,两个核的自旋方向相反。”
    “这就会导致两种氢气分子的磁矩有差异。”
    “从而导致这两种氢分子的性质也是不同的。”
    “因此,氢分子的光谱才会出现强弱谱线交替的情况。”
    “我用矩阵力学证明了索迪教授的核异构体假说。”
    轰!
    海森堡的成果,让所有人目瞪口呆!
    这太惊人了!
    尤其是卢瑟福,更是震撼无比。
    索迪曾经是他的助手,因此他很清楚核异构体这个概念。
    这是一个极其大胆的猜测。
    但是由于现在连原子核的组成都还没搞清楚,想证明这个猜想无疑痴人说梦。
    然而现在,他看到了什么?
    海森堡竟然利用矩阵力学,从电子自旋的角度,直接在理论上证明了核异构体的存在。
    这也太夸张了吧!
    卢瑟福忍不住问道:
    “海森堡,那你分离出这两种氢气了吗?”
    海森堡尴尬地挠挠头,说道:
    “抱歉,卢瑟福教授,化学不是我的强项。”
    “我希望这篇论文发表后,能够有化学家找到这两种核异构体的氢气。”
    卢瑟福点点头。
    他知道这篇论文一旦发表,最高兴的恐怕就是索迪了。
    他也为对方高兴。
    这将是物理学界和化学界的又一个重磅发现,改变了人们的固有认知,丰富了同素异形体的内涵。
    真实历史上,海森堡发现的这两种氢分子,一个叫【正氢】,核自旋方向相同;另一个叫【仲氢】,核自旋方向相反。
    分离这两种核异构体也很简单。
    用液态空气冷却普通的氢气,然后再用活性炭分离,即可得到。
    核异构体的发现,开辟了一个全新的领域。
    直到后世,依然有很多科学家在研究核异构体的奥秘。
    或许它与生命元素的形成,有着重要的联系。
    此刻,众人不得不重新审视矩阵力学。
    虽然海森堡本人没有分离出这两种氢分子的核异构体。
    但是无论是数学推导,还是光谱实验,都证明了其正确性。
    在场的大佬们坚信,核异构体一定是存在的。
    众人看海森堡的眼神都不同了。
    普朗克、洛伦兹等人甚至在他身上,看到了布鲁斯当年的影子。
    “真是英雄出少年啊!”
    这样的矩阵力学,谁还敢说它繁琐。
    旧量子论,可解释不了核异构体的存在。
    薛定谔有压力了。
    论道还未真正开始,场上的火药味已然十足。
    (本章完)