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第547章 论文发表!学界震惊!李奇维再出手!时间能量不确定性关系!

作者:虚空圣堂 字数:5481 更新:2026-02-09 11:05:32

1924年3月25日。

  量子隧穿效应论文在德国的物理学期刊上发表。

  论文一出,立即引发物理学界巨大轰动!

  布鲁斯教授的概率波和不确定性原理被证明了!

  这简直是量子力学领域的惊天大事。

  所有人都震撼不已!

  “哦!上帝啊!原来我们这个世界真的是如此匪夷所思!”

  “既没有因果性,也没有决定性,而是一团混沌!”

  “哲学家们这下又有素材研究了。”

  概率波和不确定性原理颠覆了所有人的传统认知。

  人类对于世界的本质研究,进入全新的领域。

  无数人高呼布鲁斯之名!

  “布鲁斯教授实在太强悍了!”

  “从狭义相对论开始,他发表的每一个物理理论,都是颠覆级别的惊世理论。”

  “他代表了人类智慧所能达到的最巅峰!”

  “恐怖如斯!”

  对于绝大多数人而言,布鲁斯教授太高太远,是他们可望不可及的存在。

  与其追求虚无缥缈的梦,还不如脚踏实地,看看那些摸得着的天才们是如何思考和研究的。

  于是,洪特的名字响彻物理学界。

  大家这才发现,原来这位低调的天才,竟然还是洪特规则的提出者。

  但是他此前的名气远远不如泡利等人。

  众人无不感叹:

  “量子大世来临!”

  “除了那些已知的绝世天骄,很多宗门的隐藏底蕴也开始显现了。”

  一时间,哥廷根大学名声大噪。

  它成为继量子研究所、哥本哈根大学研究所、柏林大学之后的新晋量子力学研究圣地。

  很多研究者和学生们慕名而来。

  这让费米产生了不小的压力。

  他可是和海森堡、泡利、狄拉克等人同时代的天才。

  而现在,后者当中有不少已经鱼跃龙门,成为物理学家了。

  量子力学虽然无比璀璨,但它也是残酷的智慧角斗场。

  天才,仅仅是入场券而已!

  与费米相比,狄拉克显得云淡风轻。

  来到量子研究所之后,他忽然有种如鱼得水的感觉。

  这里的一切,都让他感受到自由自在。

  他沉迷在对量子力学的研究当中。

  此刻,李奇维正与狄拉克讨论量子遂穿效应。

  他看着眼前这个清秀的小伙子,心中十分满意。

  这是一位为数学物理而生的天才!

  与狄拉克相处的越久,越是能感受到对方身上的那种纯粹。

  如果说李奇维是科学世界里的国王,不仅有对科学的热爱,其身上还肩负着重要的引领责任。

  那么狄拉克就是这个世界里,在海边捡石头的孩子。

  两者从某种意义上讲,都很纯粹,但纯粹的意境和层次不同。

  狄拉克的沉默则是因为他的童年经历。

  他一直认为自己哥哥的自杀,是父亲背叛家庭所导致的。

  所以,他从那时就变得孤僻,不愿与人争论乃至交流。

  恐怕正是因为这个原因,他才会一头扎进科学的海洋。

  科学和真理,永远不会背叛和离开他。

  不过,在李奇维的潜移默化影响下,狄拉克比以前活泼很多了。

  这时,他忽然说道:

  “教授,我认为洪特用不确定性原理的结论解释量子遂穿效应,这个过程有点瑕疵。”

  李奇维闻言,微微一笑,问道:

  “怎么说?”

  狄拉克顺手拿起纸笔,一边计算一边说道:

  “洪特认为是动量的变化,导致动能的变化,所以分子才能穿过障碍。”

  “但是,他没有考虑分子势能的影响。”

  “对于微观粒子而言,它的总能量是包含动能和势能的。”

  “并且所谓的障碍,也是分子层面的势能壁垒。”

  “所以,我认为洪特考虑的不够全面。”

  “当然,量子隧穿效应本身是非常重要的实验现象。”

  “它是对概率波和不确定性原理的强力证明!”

  “但在细节上需要优化。”

  “不确定性原理可不可以从总能量整体上考虑呢?”

  听完狄拉克的分析,李奇维心中震撼。

  果然不愧是量子力学背后的大佬,狄拉克的眼光极其敏锐。

  洪特发现的量子遂穿效应没什么问题。

  对这个现象的解释,用的也就是不确定性原理。

  但是。

  真实历史上,不确定性原理有两个同等重要的公式。

  位置-动量不确定性关系:x·p≥h/4π;

  时间-能量不确定性关系:t·E≥h/4π。

  而后者才是解释量子隧穿效应的真正关键!

  在量子力学中,有一个重要的概念,叫【共轭量】。

  它是指一对相互关联的物理量,其中一个量的变化会引起另外一个量的改变。

  很明显,位置和动量就是一对共轭量。

  而时间和能量同样是一对共轭量。

  根据矩阵力学,同样可以推导出时间和能量的不确定性公式。

  它的形式和位置-动量公式一样,但是内涵,却略微有点差异。

  这时,李奇维从抽屉中拿出几份稿纸,递给狄拉克。

  “你看看。”

  狄拉克不明所以,他刚刚还沉浸在对量子遂穿效应的思考中。

  不过,布鲁斯教授给的内容,绝对非同凡响。

  他双手接过稿纸,然后认真看了起来。

  仅仅几分钟之后。

  嘶!

  以狄拉克的绝世天才,也忍不住心头震撼。

  “共轭量!”

  “时间-能量不确定性原理!”

  “t·E≥h/4π!”

  狄拉克最近在矩阵力学下足了功夫,他很快就看懂了整个推导过程。

  他忍不住惊呼道:

  “原来布鲁斯教授您早就看出洪特的问题了。”

  “而且,您还给出了解决方案!”

  “量子遂穿的真正原因是时间-能量不确定性。”

  “微观粒子的能量在极短的时间内,会产生极大的变化。”

  “所以,分子的能量才会在某一刻超过势能壁垒,从而穿过障碍!”

  狄拉克忍不住兴奋起来。

  这个新的公式,完美解释了量子遂穿效应。

  它不仅仅局限在动能,而是把粒子的能量作为一个整体考虑。

  和他之前的想法不谋而合。

  一时间,狄拉克的心中有种无法言明的喜悦之情。

  他自己所想的内容,不仅被布鲁斯教授提前想到,而且还顺手解决了。

  他的思维和布鲁斯教授同频!

  “教授,您太强了!”

  这一刻,他哪里还有冰山雪莲的气质,活生生变成了小迷弟。

  面对狄拉克的马屁,李奇维微微一笑。

  “这个公式是在位置-动量不确定性的基础上引申而来。”

  “它本身没有什么难度,重要的是提炼出共轭量这个概念。”

  狄拉克默默听着,在布鲁斯教授面前,他又回到当初那个稚嫩的学生时代。

  “而且时间-能量关系和位置-动量关系有点区别。”

  “你能看出区别在哪里吗?”

  狄拉克闻言,脸色变得严肃。

  显然,布鲁斯教授这是在考校他。

  他又重新仔细研究稿纸上的推导内容。

  同时,他的脑海里还回想着之前推导位置-动量公式的过程。

  很快,狄拉克眉头微皱,他发现了问题所在。

  “在x·p≥h/4π这个公式中,x和p表示的不是变化量,而是标准差。”

  “那么对于t·E≥h/4π公式,理应同样如此。”

  “E表示的是粒子能量的标准差。”

  “这比较好理解。”

  “能量是和位置、动量类似的力学量。”

  “微观粒子由于概率波的原因,它所具有的能量必然也是在波动的。”

  “因此,能量也有自己的标准差。”

  “但是t,时间的标准差要如何理解呢?”

  李奇维点点头,很满意。

  狄拉克一眼就发现了问题所在。

  “时间,它不是像能量这样的力学量,它只是一个参数。”

  “我们可以在任何时刻测量粒子的位置、动量等力学量,但不可能测量粒子的【时间】。”

  “各个力学量都是时间的函数。”

  “而粒子并没有一个叫【时间】的力学量随着时间变化。”

  “所以,时间和能量有本质的区别。”

  “时间是不可能因为概率波而波动的,也就没有所谓的标准差。”

  “教授,我认为这个公式的重点,在于对t的解释!”

  李奇维哈哈一笑,赞许道:

  “狄拉克,外面传言你是新生代第一天才,看来果然名不虚传。”

  狄拉克闻言顿时羞红了脸。

  在布鲁斯教授面前,没有谁有勇气敢自称天才,尤其还是第一天才。

  这时,李奇维笑道:

  “你分析的很对。”

  “关于t的解释,以你的能力,再研究几个小时应该就能搞明白。”

  “索性我就直接告诉你吧。”

  “假设当E=0时,说明此刻粒子的能量不再变化,成为【定态】。”

  “那么t就会趋于无穷大。”

  “什么样的时间量会是无穷大呢?”

  “那只能是能量的变化周期!”

  “此刻能量已经固定,意味着它永远不会改变,那么它的变化周期自然就是无穷大。”

  “所以,t不是指时间的标准差,而是指各个力学量的平均值的变化周期T。”

  “比如粒子的能量平均值在2秒内,就会改变一次,从x焦耳变到y焦耳。”

  “那么就说能量的t是2秒。”

  “现在回看公式。”

  “当粒子的能量平均值变化周期很小,即t很小时,说明在极短的时间间隔内,粒子的能量就会变化一次。”

  “而且由于t很小,导致E很大,所以粒子的能量值变化范围就会特别大。”

  “假设t是千万分之一秒。”

  “可能粒子的能量在千万分之一秒时还是10焦耳,到了千万分之二秒时就变成了一亿焦耳。”

  “到了千万分之三秒时,又变成了0.00001焦耳。”

  “因此,粒子能量的不确定性就非常非常大。”

  “这就是量子遂穿效应的本质。”

  “分子因为概率,总会有那么一次,其所具有的能量超过壁垒,从而穿越过去。”

  哗!

  狄拉克恍然大悟!

  原来时间-能量不确定性关系,竟然是这样理解的。

  粒子的状态变化的越快,则它的力学量不确定性越大。

  形象点理解就是:你抽奖的速度越快,中奖的概率就越大!

  当然,彩票连穿越都能预防,区区量子力学怎么可能攻破它的壁垒。

  此刻,狄拉克已经完全明白了不确定性原理。

  这个理论的神奇超越了想象。

  通过不确定性原理,能推导出很多匪夷所思的概念。

  其中最著名的一个概念,就是大名鼎鼎的“量子真空涨落”!

  和它紧密相关的,还有一个更加大名鼎鼎的概念:真空零点能。

  真空不空!

  虚空造物!

  人类的认知再一次被颠覆!

  李奇维忽然微微一笑。

  他已经同意薛定谔的邀请,在6月份访问柏林大学,并发表演讲。

  “演讲嘛,总要有点惊喜喽。”

  装逼如风,常伴吾身!

  ——

  1924年4月10日。

  李奇维在《自然》期刊上补充发表了时间-能量不确定性关系。

  论文一出,物理学界震动!

  这篇文章不仅完善了不确定性原理,更完美地解释了量子遂穿效应。

  “天啊!”

  “布鲁斯教授的灵感简直无穷无尽!”

  哥廷根大学。

  洪特和费米二人看完论文后,忍不住惊叹道:

  “布鲁斯教授太强了!”

  “不确定性原理竟然还有第二个公式!”

  玻恩苦笑一声,自嘲道:

  “这下我有点出丑喽。”

  “没想到我的解释是错的。”

  洪特安慰道:

  “教授,您太自谦了。”

  “没有您的答案,或许布鲁斯教授还想不到时间-能量不确定性关系呢。”

  “您又一次启发了布鲁斯教授。”

  玻恩哈哈一笑。

  莱比锡大学。

  海森堡虽然已经是教授级的人物了。

  但是他的性格没有变的多沉稳。

  量子遂穿效应和不确定性原理,让他的矩阵力学重放光彩。

  海森堡连给学生上课都是喜洋洋的。

  “同学们,矩阵力学才是量子力学的未来!”

  “从今天开始,我带着大家一起学习矩阵知识。”

  学生们哀嚎不已。

  至此,概率波和不确定性原理的正确性,得到了绝大多数人的支持!

  量子力学成为了真正能比肩相对论的伟大理论!

  关于它的研究,盛况空前,论文如井喷一般发表。

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