1900:游走在欧洲的物理学霸 第946节

  物理学家们能做的,无非就是像费米、康普顿那样,把量子力学应用到未知的实验现象中,解释其原理。

  他们无需再额外创造更多的理论。

  “物理学的大厦真的建成了?”

  这时,李奇维和玻尔两人坐在一起。

  听到旁边的议论后,玻尔微微一笑。

  “老师,你认为这个观点对吗?”

  李奇维目光深邃,幽幽道:

  “当然不对!”

  “完善的只是量子力学,而不是物理学。”

  “至少我现在就能想出一个方向,令量子力学束手无策。”

  玻尔一惊,忙问道:

  “是什么?”

  李奇维笑着反问道:

  “玻尔,你认为经典电磁学中,最重要的概念是什么?”

  玻尔闻言,眉头微皱。

  他的脑海里一瞬间闪过很多理论:电流、电磁感应、库仑定律、麦克斯韦方程.

  但这些好像和量子力学都没什么关系。

  不对!

  玻尔忽然想到了第一届布鲁斯会议上的内容。

  他兴奋地说道:

  “老师,是场!”

  李奇维满意地点点头,说道:

  “没错,就是经典场的概念!”

  “物质、能量,都已经被量子化了。”

  “能不能把场也给量子化呢?”

  “那样会发生什么?”

  “我目前的一个研究方向就是关于电磁场的量子化。”

  “暂时还没有什么成果,所以这次会议我就没有提。”

  哗!

  玻尔闻言内心极度震撼!

  “天啊!”

  “场明明是连续的存在,怎么可能量子化呢?”

  “这个思想太超前了!”

  这一刻,他觉得自己听到了什么了不得的东西。

  老师的灵感简直无穷无尽!

  玻尔忽然觉得,量子力学可能还远远没有结束。

  真实历史上,李奇维所说的把场给量子化,就是把连续的场看成无穷维谐振子,通过正则量子化的方法,将场分解成一个个量子。

  场被量子化以后,有一个好处,那就是与量子化的粒子和能量变成同一状态。

  这样更方便从理论上阐述它们之间的关系。

  这就是大名鼎鼎的“量子场论”。

  在量子场论的框架下,宇宙中没有物质没有能量,只有各种各样的场。

  场的激发产生物质和能量。

  每一种微观粒子都有对应的场。

  产生光子的场是电磁场,研究电磁场和光子的相互作用的量子场论名为“量子电动力学(QED)”。

  产生夸克的场是夸克场,研究组成强力粒子的夸克的量子场论名为“量子色动力学(QCD)”。

  而这些理论最终组合在一起,就是后世最前沿最重要的理论:粒子物理标准模型!

  玻尔无论如何也想不到,未来的量子力学会多么璀璨!

  此刻,李奇维忽然微微一笑,他要给量子力学再添一把火。

  他笑着说道:

  “刚刚不是有人说,理论物理走到头了吗?”

  “现在,我要向他们展示一下,什么叫永无止境!”

  哗!

  玻尔大惊!

  老师难道又要提出什么惊世理论了吗?

  在众人的震惊下,李奇维站起来,走到前方,说道:

  “适才我和玻尔聊天时,又回想起前天的双缝干涉实验。”

  “我想到从另外一个角度重新阐述量子力学。”

  哗!

  众人皆是一惊!

  “天啊!”

  “我刚刚才说量子力学已完善,理论物理到头了。”

  “没想到转眼就被布鲁斯教授打脸。”

  李奇维继续说道:

  “在经典力学中,一个粒子的运动可以由牛顿运动定律精准预测。”

  “但在量子力学中,我们只能预测粒子出现在某处的概率。”

  “概率的数值是通过计算薛定谔方程的波函数得到。”

  “那么,有没有可能重新寻找一种方法来计算呢?”

  “我从电子的双缝干涉实验中找到了灵感。”

  “从整体来看,电子发射出来后,要经过双缝和显示屏,最终变成一个确定的状态。”

  “过程无非几种,要么单独通过左缝,要么单独通过右缝,要么同时通过两条缝隙。”

  “我们不需要计算,就能定性知道这些路径。”

  “但如果这时候把双缝改成三缝,甚至五缝、八缝,并且在前后多加几个缝隙板。”

  “这时候要如何研究电子的通过路径呢?”

  “它还会发生干涉吗?”

  “这种情况,现有的量子理论无能为力。”

  众人一脸懵逼,不明觉厉。

  这已经不是双缝实验,而是N缝实验了。

  “电子通过这些缝的路径有很多种。”

  “通过定性完全无法判断电子究竟走哪一条路径。”

  “因此,我想到一种解决方案。”

  “我把这些所有可能的路径全部累加,最终确定电子将要走哪条具体的路径。”

  “如此一来,我不需要知道电子的波粒二象性具体是什么。”

  “我只需关注电子的起始点和终止点的状态即可。”

  “没有什么波动,也没有什么粒子,电子只是从A到B运动。”

  “假设它有100条不同的路径,我就把100条路径以概率比重叠加,通过积分的方式计算最终走哪条路径。”

  咔咔咔!

  李奇维一边讲,一边直接在黑板上开始演算。

  各种积分看的人眼花缭乱。

  足足二十分钟过后。

  他笑着说道:

  “诸位请看,这是我用新的方法,计算出电子通过双缝的结果。”

  “我从理论上证明了,单个电子必然会产生干涉。”

  “同理,把双缝换成三缝、八缝,可以得出不同的结果。”

  “我暂时把该理论称为【路径积分】。”

  “有了路径积分,我们完全不用考虑量子本身的情况,直接考虑所有可能性。”

  静!

  死一般的寂静!

  所有人都瞪大了双眼,心中震撼不已!

  “上帝啊!布鲁斯教授实在太逆天了!”

  “他到底是怎么想出来这种理论的?”

  “这简直就是大力出奇迹,以力证道啊!”

  矩阵力学中用跃迁来表示电子的状态改变。

  波动力学中用概率表表示电子的状态改变。

  这两大力学都是通过间接的手段,从某个角度描述电子从A到B的变化。

  因为量子力学的特性注定了,微观粒子的一切都不是不确定的,有无数种可能状态。

  物理学家不可能把每种状态都考虑到。

  但是今天,众人仿佛见到奇迹了!

  其他人不能,不代表布鲁斯教授也不能!

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