遊走在晚清的亂世理工男 第六百九十五章 神秘情人
更新:06-26 17:08 作者:三秋空城 分類:科幻小說
海森堡與泡利看的是剛剛上映的《淘金記》,這部電影是卓別林本人最喜歡的,一部純喜劇,看起來輕鬆愉悅。
「卓別林拍的電影越來越好了。」海森堡評價說。
「是啊,難怪有幾位朋友想去加利福尼亞加入電影行業。」泡利說。
海森堡說:「怎麼樣,現在你還感覺可以做個喜劇演員嗎?」
泡利笑道:「我還是老老實實研究量子吧。」
晚上,泡利請客給海森堡餞行。
「恭喜你又獲得了非常領先的成就。」泡利誇人實屬難得。
「我有些後悔當初沒有更多地學一學數學,」海森堡說,「矩陣太麻煩了!」
「我仔細研究了你寫的文章,總給我一種感覺,電子似乎再也不在軌道上運行了。」泡利說。
「我也有這樣的感覺,而且沒有任何辦法知道電子在躍遷的過程中做了什麼。」海森堡說。
泡利說:「不僅如此,我正在做這樣的思考。當沒有對粒子進行測量時,是沒有任何辦法知道一個原子或者其他任何量子實體正在發生什麼的。你可以做一次測量,它顯示出原子處在某個量子態;然後再做一次測量,顯示它處在另一個量子態。但你無法說出當原子處在這兩次測量之間時真正發生了什麼。」
泡利的物理能力相當強悍,此時的想法已經有點不確定性原理的味道。
海森堡目前卻還沒有這樣的想法,於是說:「你的說法太像純粹的古希臘哲學思辨,如果沒有人在那裏聆聽的話,一棵樹在森林裏倒下是不是會發出響聲?」
泡利喝了口咖啡:「關鍵是如何能夠聆聽得到。」
海森堡轉開這個哲學問題,問:「你研究的那些原子領域的分子數怎麼樣了?」
泡利放下咖啡:「就在幾天前,我還覺得為了完善能級理論,要不得不引入四分之一數和八分之一數,直到最後整個量子理論在我靈巧的手下變成一堆垃圾。
「但我現在不這麼想了,或許只需要按照李諭先生提出的自旋理論,多引入一個量子數即可。」
海森堡說:「你的意思是,電子有兩種不同的全同粒子?」
「對,代表不同的自旋量,」泡利說,「《淘金者》裏,卓別林先生可以抱得美人歸,電子也不該這麼孤獨。」
「有沒有解決反常塞曼效應的可能?」海森堡的物理直覺同樣不錯。
泡利頗有自信地說:「一周後我就會寫出一篇論文,等等看吧。」
海森堡說:「第一時間寄給我。」
泡利戲謔道:「你還是先鑽研矩陣吧,連我都能看懂!而你竟然在不懂矩陣的情況下做出這麼多成果。」
海森堡說:「數學上的東西,讓玻恩和約爾丹做就好。」
「你對那個結果有什麼見解嗎?」泡利問。
海森堡搖了搖頭:「毫無頭緒。」
玻恩和約爾旦用矩陣的辦法,算出了:
pq-qp=h/(2πi)
這個關係式非常重要,被稱為矩陣力學的基本方程,並被刻在了玻恩的墓碑上。——玻恩一直覺得這才是自己最重要的成就。
這個關係對整個量子力學都很重要:如果h的值為零,那麼方程就會簡化為經典牛頓力學的公式,即pq=qp。
至於泡利大神的論文,自然就是著名的「泡利不相容」了。
要是沒有他的工作,完善了電子理論的完整四個量子數,後來的薛定諤都無法推導出波動方程。
因為想要研究電子,需要四個量子數:
首先就是代表電子所處能級的主量子數;
然後是對於同一能級,可以有多個軌道,也就是代表軌道形狀的角動量量子數(後來發展成了電子云理論);
第三個則是代表軌道方向的磁量子數。
最後一個就是泡利補全的自旋量子數,泡利不相容便體現在這兒。
泡大神順手說明了為什麼存在所謂的最外層電子,並且有了豐富多彩的化學反應。
還能解釋為什麼物質不能無限壓縮,因為存在着「電子簡併態」。天體物理學家可以藉此理解白矮星。(