第512章 不可测量即不存在!量子力学时代即将到来!指引物理群星!

在科学领域,有一个很重要的原则,名为“奥卡姆剃刀原理”。

它的核心观点是:如无必要,勿增实体。

什么意思呢?

举个形象的例子解释。

这个世界上有没有灵魂呢?

对于科学家们而言,认为是没有的。

因为我们无法用任何测量手段观察到灵魂的存在。

灵魂也不能影响到现实世界。

所以,灵魂对于科学而言,就是非必要的。

那么根据奥卡姆剃刀原理,我们就不要增加灵魂这个概念。

这并非一定说灵魂概念就是错的。

而是去掉它,可以让世界逻辑运转的更简洁。

再比如地心说和日心说。

地心说为了描述太阳系内天体围绕地球的运动,需要引入几百个同心圆。

计算起来极度繁琐复杂。

但是日心说,通过万有引力定律和椭圆轨道,简单清晰地阐述了所有天体的运动。

而且一旦发现新的天体,不需要像地心说那样重新修改理论,直接就能计算出它的轨道,非常方便。

这难道说明地心说是错的吗?

其实不然。

你如果非要把地球当成太阳系的中心,其实也可以描述运动方程。

但是那么多的同心圆属实没有必要。

物理学家有更简洁的公式表达。

所以,根据奥卡姆剃刀原理,我们就应该抛弃地心说。

这个原理与物理学家追求简洁且完美的心理相得益彰。

因此,它才会被无数人接受。

量子论也是这种情况。

如果能仅从原子发射光谱的频率和强度,就推导出现有量子论的所有结论。

那么诸如轨道量子化、能级等概念,就不需要存在了。

这也并非说这些概念就是错误的,而是它们不需要单独假设。

李奇维提出的两个可观测的量,无疑更加的合理和简单。

所以,在场众人才会特别惊讶。

这表示重构量子论将出现了曙光。

现在已经有了明确的方向!

“布鲁斯教授果然恐怖如斯!”

这时,伊蕾娜问道:

“教授,我有一个问题。”

“在您的相对论中,你把光速不变原理和相对性原理当成基本公理。”

“然后从这两个公理出发,推导出相对论的所有结论。”

“为什么到了量子论,您就很排斥把轨道量子化和能级当成基本公理呢?”

“这两个理论有什么区别吗?”

众人闻言都不约而同地点点头。

伊蕾娜的问题很有意思。

同样是公理,为什么轨道量子化就需要慎重对待呢。

李奇维笑了笑,说道:

“不错,伊蕾娜你提的问题非常好。”

“我可以从两个层面回答你。”

“第一,狭相和广相的两大公理,它们虽然是公理,但是却有坚实的实验基础或者思想实验。”

“光速不变原理,是通过实验测量出来的。”

“相对性原理在宏观世界中很容易想象其图景。”

“而量子论中的轨道量子化,虽然有角动量量子化这个实验支持,但电子绕核角动量本身就是一种猜测。”

“我们依然是在用宏观的物理概念,去套用电子的行为。”

“我对这一点,始终保持谨慎的态度。”

“第二,相对论是逻辑极其自洽的理论。”

“目前为止,在它的适用范围内,相对论可以解释一切现象。”

“但是量子论依然还遗留不少问题。”

“这说明它并不是完美的理论。”

“当然,我从来没有说过重构量子论就一定是正确的方向。”

“这只是我的物理直觉。”

“也许量子论在现有的理论基础上继续发展下去,也能变得完善。”

“现在有不少物理学家就是这样干的。”

伊蕾娜听完,露出原来如此的表情。

她崇拜地看着布鲁斯教授。

这才是科学家该有的态度。

永远不满足于现有的成果,探索理论的极限。

就在众人静静思考时,海森堡想到了自己以前的某些看法。

于是,他鼓起勇气,大胆地说道:

“教授,可不可以这样认为。”

“因为量子论是研究电子这种微观粒子的理论。”

“人类目前无法通过肉眼或者其它仪器观测到电子的运动方式。”

“所以,对于研究者而言,看不到就表示没有或者不存在。”

“同理,测量不到的物理量,也是不存在的。”

“这会不会是量子论的底层思想。”

“就如奥卡姆剃刀原理描述的那样。”

哗!

海森堡的话让众人惊讶不已。

这简直比布鲁斯教授的观点还要激进啊!

就是听起来有点扯淡。

“看不见就不存在?”

“我们人类看不见电磁波,但是电磁波确确实实存在啊。”

“可能海森堡口中的【看】不是单纯地指用眼睛看。”

“而更像是一种观测或者测量行为。”

“......”

众人议论纷纷。

薛定谔好奇地看着海森堡。

经过短暂的接触,他觉得眼前这个年轻人虽然表面很害羞,但是内心极其要强。

而且他还认为对方对于重构量子论有一种病态的执着。

所以,薛定谔在内心给出一个评价:没长大的天才孩子。

泡利则是霸气地扫视一圈,众人莫敢与之对视。

海森堡的这个观点,之前就已经对他说过了。

现在配合布鲁斯教授提出的两大可观测量,越发显得这句话很有物理思想的韵味。

李奇维面带微笑看着海森堡,心中感慨。

有些天才的天赋,是肉眼可见的溢出。

海森堡无疑就是这样的天才。

他所说的不可观测的量就是不存在的,正是后来量子力学的核心思想之一。

甚至在其基础上,又进化出更匪夷所思的思想:即便是可观测的量,在测量之前,也可认为它不存在。

这有点玄学的味道了。

此时,李奇维笑着夸奖道:

“非常新颖且大胆的想法。”

“海森堡,我觉得你在量子论上很有天赋。”

“或许你可以考虑研究这个方向,”

听到布鲁斯教授的称赞,海森堡内心美滋滋的。

他早都在决定好了。

“教授,您说的正是我所想的。”

很快,众人开始热烈地讨论起来。

他们现在就好像守着宝山却得不到的苦命人。

布鲁斯教授虽然找到了两个可观测的量,但是它们到底有什么奥秘,在场的谁也不知道。

甚至不少人觉得这个方向可能有问题。

“仅从光谱的频率和强度,能推导出什么呢?”

“难道量子论发展到最后,会变成光谱学吗?”

虽然布鲁斯教授的狭义相对论和广义相对论也只有两个公理。

但这完全不是一回事。

相对论是以经典力学体系为基点的,它有很多可以参考的地方。

而量子论则是重新打了一块新的地基。

薛定谔、泡利、伊蕾娜等人,也毫无头绪。

他们这时才真正明白,重构量子论绝对不是一件简单的事情。

只有海森堡若有所思,但怎么也抓不住那一抹灵感。

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接下来的日子,海森堡逐渐适应了在量子研究所内的生活。

虽然他性格内向,但是他比较礼貌,很少和别人起冲突,也不会嘴碎议论别人。

相比泡利,他显然更受大家的欢迎。

只是有一点,为众人所诟病。

那就是海森堡实在太敏感了。

只要有人指出了他的错误,他就会非常激动,有时甚至都快要哭出来了。

这让同事们非常尴尬。

“哥们也太脆弱了吧。”

只有泡利理解这个师弟。

他知道对方太想要证明自己了。

天才的头衔,既然荣誉也是枷锁。

就在海森堡默默努力,等待化茧成蝶的那一刻时。

物理学的发展没有停缓下来,又接连出现几个重磅成果。

第一个。

原子学大佬卢瑟福教授的女婿福勒,提出了“热力学第零定律”。

该定律指出:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。

形象点说,温度计就是根据这个定律制造出来的。

这个定律虽然提出的时间很迟,但是它却比已有的热力学三定律都更为基本。

福勒在论文中,系统地阐述了这条看起来很简单定律的重要性。

有了它的补充,热力学在数学逻辑上就没有漏洞了。

从此,热力学三定律就变成了热力学四定律。

热力学大佬能斯特公开发文表示:

“这是热力学领域的重大突破。”

福勒也因此名声大噪,摆脱了他被岳父照顾的嫌疑。

毕竟卢瑟福在热力学领域可没有什么建树。

不过,他还是把狄拉克推荐给福勒当博士生。

第二个。

在欧洲深造的樱花国物理学者仁科芳雄,一鸣惊人。

他和瑞典物理学家克莱因,共同发表了“克莱因-仁科公式”。

自从吴-康普顿效应被发现后,不少物理学家开始利用它研究各种射线与物质的相互作用。

其中γ射线在与物质作用后,会被吸收。

这是由自由电子与γ射线发生吴-康普顿散射所引起的。

而克莱因-仁科公式可以从理论上计算出γ射线的吸收系数。

有了这个公式,物理学家就能定量地研究γ射线的作用机理。

真实历史上,赵忠尧在做相关实验时,发现实验结果不符合克莱因-仁科公式的预测。

γ射线存在一种反常吸收的现象。

这就是后来正电子被发现的契机。

所以,克莱因-仁科公式具有重要的意义。

仁科芳雄的消息传回樱花国内后,立刻引发轰动。

长冈半太郎喜极而泣,宣扬道:

“这是樱花国在物理学领域零的突破!”

“仁科芳雄是樱花国的英雄!”

樱花国也成为了自华夏、印度之后,第三个在国际上发表著名物理论文的国家。

华夏科学界众人无不感慨:

“原来樱花国在科学领域与我们相差这么大啊。”

“就这点成果,瞧把小樱子们给激动的。”

“不知道的还以为仁科芳雄获得诺奖了呢。”

华夏的科学实力早已今非昔比。

第三个。

查德威克发现了一个十分奇特的实验现象:

原子核发生β衰变的能谱,不是理论所预测的分立谱,而是逐渐衰减的连续谱。

但是根据现有的质子-中子模型,结合反应前后的能量守恒定律,可以从理论上计算出,能谱应该是分立的。

而现在,实验与理论不符。

这说明要么是质子-中子模型错了,要么是能量守恒定律错了。

论文一出,瞬间震惊了物理学界。

“这太不可思议了。”

查德威克苦尽甘来,终于发表了重磅性的成果。

不过,他带来的问题却是致命性的。

玻尔第一时间发表了名为《β射线谱和能量守恒》的论文。

他在文中大胆地指出:能量守恒定律错了!它不适用于微观粒子的能量变化过程。

这简直比查德威克的论文还要骇人!

众人忽然发现,这已经是玻尔教授第二次炮轰能量守恒定律了。

很多人不由得好奇:

“玻尔教授咋就非要和能量守恒定律过不去呢?”

不过,也有人猜测,玻尔是不愿意质疑他导师的质子-中子理论。

物理学界对此发生热烈的讨论。

很快,原子学第一大佬卢瑟福出面了。

他公开表示:

“质子-中子模型和能量守恒定律都没有错。”

“查德威克的发现,很有可能和布鲁斯教授提出的弱力存在关系。”

他的观点受到了众多物理学大佬的认同。

真实历史上,查德威克的这个奇特发现,引出了后来的中微子和弱力机理。

对于众人的讨论,李奇维没有公开发表意见。

他现在的大部分精力,都投入到了万有理论之中。

哪怕是接下来的量子力学,他也只想在几个关键节点上给予启示。

这也是他指点德布罗意和海森堡,而不是亲自发表论文的原因。

不过,这并不表示李奇维就不关注量子力学了。

相反,量子力学在对世界本质的诠释上,对万有理论极具参考意义。

所以,李奇维依然会指引着天才们,一起开启20世纪初理论物理学的最后盛宴!

他要亲身体会这场人类历史上最璀璨的科学论道!

“吸纳众天才之思想,为我所用!”