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第527章 波动力学之威!原子是电子波衍射的幻象!唇枪舌剑!论道开始!

作者:虚空圣堂 字数:5628 更新:2026-02-09 11:05:32

海森堡的报告震撼了所有人。

  一个好的物理学理论,不仅能解释已有的问题,还要能预测未知的现象。

  显然,通过矩阵力学找到核异构体就属于这种情况。

  旧量子论体系虽然容纳了电子自旋,但是它不可能描述原子核的自旋。

  因为旧量子论的一切,都是以电子为核心,描述的是电子的状态和行为。

  而矩阵力学是更底层的理论体系,它不仅适用于电子,且适用于所有的微观粒子。

  因此,原子核虽然比电子大了成千上万倍,但它同样是微观粒子,可以被纳入矩阵力学的框架。

  所以,海森堡就能从理论上,论证原子核自旋的存在,从而发现氢分子的核异构体。

  这就是理论的优越性。

  后世最新的研究发现,哪怕到了大分子层级,物质依然有量子效应。

  从量子范围到宏观范围,这个分界线,很难精确地定义。

  就好像哲学上,到底多少粒沙子堆在一起才算沙漠,这种命题。

  当然,现在还只是量子力学发展的初期,大佬们还没考虑到这种情况。

  此刻,薛定谔看着海森堡,即便对方是对手,他也打心底佩服。

  如今他的波动力学才是物理学界的主流。

  大家研究量子力学发表论文,都是用的波动方程。

  在这种情况下,海森堡还能深挖矩阵力学的潜力,让他叹为观止。

  纯论数学和物理能力,海森堡的硬实力绝对是超越他的。

  但是,薛定谔虽然内心有点压力,脸上却云淡风轻。

  “我的波动力学也未尝不利!”

  这时,洛伦兹的声音响起:

  “下面请薛定谔博士上台报告。”

  薛定谔再次好整理仪容,大步走上前去。

  当他与海森堡擦肩而过时,仿佛有一道雷霆火花滋滋炸响。

  两人的眼中同时射出无匹的锋芒!

  来吧!

  薛定谔轻轻朝着众人点头,然后开始了他的演讲。

  “波动方程是在物质波的基础上,通过类比的方法建立的。”

  “哈密顿在很早之前,就曾将力学和光学进行对比。”

  “比如,光学中光走的路程最短原理,力学中最小作用量原理,二者就很相似。”

  “既然力学和光学相似,而物质又具有波动性,那么自然就会有波动光学。”

  “.”

  在如此高端的会议上,薛定谔总不能直接说,他的波动方程是靠灵感硬凑出来的。

  所以,他必须想出一个理论范式。

  就和之前布鲁斯教授从太极图中找到灵感一样。

  而光学和力学的对比,就是很好的思维过程。

  历史上,不少物理学家都做过这方面的工作。

  但是,薛定谔的理论显然不会这么简单。

  这时,他又继续说道:

  “有了光和力的对比,再通过波动力学,我们就可以解释一个习以为常的问题。”

  说到这,薛定谔微微一笑,目光掠过众人,神秘说道:

  “原子的直径为什么在10^-10米量级?”

  哗!

  众人闻言皆是一惊。

  这是什么问题?

  原子的直径是通过实验测出来的,就跟光速一样。

  也许有人问过为什么光速是3×10^8米每秒。

  但是肯定不会得到答案。

  世界就是那么运转和规定的。

  而现在,薛定谔的问题,就是类似的意思。

  只不过,今天在场的都是物理学中的大佬和天才。

  这种问题

  有什么意义呢?

  没有人觉得薛定谔会故意如此。

  这其中一定有他独特的思考。

  众人忽然产生了极大的好奇。

  李奇维微微一笑,心中觉得很有意思。

  他也没有考虑过这种问题。

  他在心中感慨。

  “果然,这些历史上赫赫有名的大佬,他们的思维异于常人。”

  “如果仅仅通过几个公式和成果,就以为了解了这些大佬,那就大错特错。”

  这一刻,李奇维觉得自己亲身体验量子力学的建立过程,是何等明智的选择。

  这些绝顶天才们的理论成果,与他们本身的思维相比,不值一提!

  如果只是看重已有的理论,那就是本末倒置了。

  天才们的思想,才是科学史最珍贵的至宝!

  然而,海森堡却不以为然。

  “哼,故弄玄虚!”

  在众人的注视下,薛定谔继续说道:

  “德布罗意在他的论文里,给出了一个计算电子波长的例子。”

  “如果电子经过了200V的电势差加速后,它的波长是8.7×10^-11米。”

  “根据物质波公式λ=h/p,如果降低电子的速度,那么它的波长就会变长。”

  “因此,电子的波长是有可能和原子的直径在同一个量级。”

  “我认为这并不是巧合,也不是什么特殊的假设。”

  “根据波动力学,我们如果把干涉和衍射的概念和原子尺寸联系在一起,就会得出一个全新的解释。”

  “原子并不是真实存在的微粒,它只是原子核捕获电子波后,所发生的干涉和衍射叠加后的幻象!”

  “使用波动力学,我们就可以解释原子的存在本质!”

  轰!

  满座皆惊!

  所有人都被薛定谔的大胆想法震惊的目瞪口呆!

  这也太天马行空了!

  “哦,上帝啊!”

  “布鲁斯教授调教出来的人,都这么匪夷所思吗?”

  “这种想法也太骇人听闻了!”

  在著名的泊松实验中,光经过圆盘衍射后,会形成光晕区,其实就是衍射区。

  薛定谔的意思就是,原子就类似光衍射后产生的光晕。

  所以,它并不是真实存在,而只是波的外在表现。

  这种观点,完全颠覆了现有原子论的一切内容。

  细思极恐!

  李奇维闻言,内心触动。

  薛定谔的思想太超前了。

  在后世的前沿物理研究中,确实没有原子的概念。

  原子只是原子核和电子形成的系统而已。

  它并不是我们想象中的小球,有着明确的边界范围。

  不仅是原子,哪怕是电子本身,也没有人类想象中的形状。

  虽然现在已经知道原子由原子核和电子组成。

  但是关于原子的本质,物理学界还没有定论。

  薛定谔的观点,无疑是一次巨大的冲击。

  爱因斯坦和卢瑟福是场上的原子学大佬。

  前者擅长理论,后者擅长实验。

  他们都对薛定谔的分析无比震惊。

  因为现有的很多理论和实验结果都表明,原子在某些情况下,它确实就是个球。

  有质量,有动量。

  统计力学中,可以把原子当成单个的球处理;

  原子实验中,可以使用各种粒子和射线轰击原子。

  这些都证明了,原子是实实在在的存在。

  只不过现有理论无法描述这种存在的形式是什么样。

  或许原子外面有着一层薄膜,又或者原子本身是由更精密的物质组成。

  而薛定谔的电子波衍射幻象,直接打破了这种结论。

  “原子不存在了!”

  这简直让卢瑟福觉得天塌了!

  虽然这仅仅只是一个猜想,但是却深深震撼了所有人。

  不可思议!

  海森堡的脸色突然有点不好看。

  本来波动力学就因为简单而受到偏爱。

  现在,薛定谔又像他一样,使用自己的理论,做出了全新的成果。

  不过,海森堡仍然胸有成竹。

  论道还未真正开始呢。

  他可是准备了几个波动力学难以解释的刁钻问题。

  这时,洛伦兹笑着说道:

  “感谢薛定谔博士的精彩报告。”

  薛定谔朝着他点点头,然后走向座位。

  洛伦兹内心万分感慨。

  这两个年轻人带给他的震撼,不是因为各自理论的优势。

  而是那种呼之欲出,蓬勃向上的创新思想。

  这让他回想起年轻时的岁月。

  “那种勃勃生机、万物竞发的境界,犹在眼前。”

  洛伦兹没有想到,继布鲁斯之后,物理学界还能出现如此天才般的思想碰撞。

  真是太美好了!

  他不经意地朝着李奇维看去。

  他想知道,面对这么天才的年轻人,大名鼎鼎的布鲁斯教授会不会也露出回忆和羡慕的神色。

  然而,当他看见李奇维的神情后,却猛然一惊!

  “老天啊!那是一种什么样的眼神?”

  此刻,在洛伦兹的眼中,李奇维已经幻化成不可名状般的存在。

  唯独一双眼睛,摄人心魄。

  他的左眼,矩阵闪烁;

  他的右眼,波动涟漪。

  二者如水乳交融一般,勾勒出真理的形体!

  哗!

  洛伦兹连忙揉了揉眼睛,当他再度看去时,却发现一切如常。

  只有对方回应了一个迷人的微笑。

  他心神震荡,好一会儿才恢复过来。

  “刚刚那到底是什么.”

  当会议室内的讨论声传入耳朵后,洛伦兹终于回到现实。

  他不再去想刚刚的可怕情景。

  会议继续进行。

  “请薛定谔和海森堡,你们二位一起上来。”

  “接下来,正式进入提问环节!”

  “首先是双方各自提问。”

  二人闻言,从座位上站起,同时走到台前,相对而站。

  颇有一种决斗的气势。

  洛伦兹笑着说道:

  “谁先开始?”

  薛定谔笑着伸手示意。

  他比海森堡大了好几岁,当然要有风度。

  海森堡也不扭捏,直接问道:

  “薛定谔博士,关于你的波动方程我有一个问题。”

  “大家请看,这是波动方程的表达式。”

  (再发一次,省得你们再回头翻看了)

  “按照波动力学的观点,方程中波函数ψ代表了电子波的状态随时间和空间的变化。”

  “但是,这个方程中有一个虚数i。”

  “我们知道,i是没有物理意义的参数。”

  “所以,波动方程的解ψ就无法测量,它也是没有现实物理意义的。”

  “那么,一个没有物理意义的波函数,又怎么能代表描述电子波呢?”

  “毕竟按照波动力学的观点,电子波是一种真实存在。”

  薛定谔闻言,微微一笑,立刻回答道:

  “没错,ψ本身不代表任何意义。”

  “但是它的模的平方|ψ|却代表了在时刻t,r位置处的电荷密度分布函数。”

  “换句话说,ψ携带的是电荷密度的信息。”

  “电子的波动性体现在空间电荷密度分布上。”

  “电子的电荷量e乘以|ψ|,就表示了在某一时刻某一地点的电荷密度。”

  说着,薛定谔直接开始演示计算。

  他之前涉猎广泛的优势体现出来了。

  各种电磁学方程,他信手拈来。

  “大家可以看到,如果|ψ|代表了电荷密度分布函数,那么我们可以非常简单地推导出塞曼效应和GKY效应。”

  “这是氢原子最典型的两种效应,它们的本质其实都和电荷密度有关。”

  哗!

  众人震惊不已。

  薛定谔对波函数的解释,让他们有种说不出的感觉。

  虽然很别扭,但好像又确实是对的。

  毕竟按照对方的定义,可以完美解释塞曼效应等问题。

  真实历史上,薛定谔对于波函数的解释极为复杂。

  里面用到了很多电磁学方面的知识。

  比如偶极矩、电流连续性方程等等。

  最重要的是,他的理论非常自恰,能解释很多已有的现象。

  所以,薛定谔直到死,都没有承认玻恩的概率解释。

  他一直坚信自己的观点才是正确的。

  海森堡一惊。

  他没想到自己精心准备的问题,这么轻易就被化解了。

  这时,他又反问道:

  “你说粒子是由波构成,波怎么会携带电荷呢?”

  薛定谔反驳道:

  “有什么证据证明,只有粒子才能携带电荷吗?”

  海森堡顿时哑口无言。

  电荷问题,目前还是物理学界的一大谜团。

  人们虽然可以利用电荷做各种各样的事情。

  但是关于它的本质,没有定论。

  谁也不知道小小的电子,是如何携带电荷。

  海森堡感觉到了薛定谔的难缠。

  这是一个极其强大的对手。

  虽然他不喜欢波动力学,但是他绝不会认为对方很菜。

  看来自己之前准备的一些问题,都没有必要再问了。

  肯定难不倒薛定谔。

  海森堡只好祭出了杀手锏。

  他接着问道:

  “波动力学无法推导出电子自旋,该如何解释?”

  哗!

  众人又是一阵惊呼。

  他们没想到海森堡这么快就问出这个难题了。

  看来对方是被薛定谔的实力折服了。

  普通的问题,在这两位天才面前,毫无意义。

  众人又看向薛定谔。

  这个致命的问题,他想出答案了吗?

  真实历史上,薛定谔、海森堡这批人算是牛爱麦之下,最强的几位了。所以我描写的稍微牛逼了点。

  当然,他们最后还是要膜拜那道霸天绝地的身影。

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