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第404章 光的波粒二象性!理论说明!论

作者:虚空圣堂 字数:4268 更新:2024-12-25 02:24:54

第三届布鲁斯会议将要举办的消息,宛如十八级地震,轰动了整个物理学界。

所有物理学家和学者们都在期待。

天才期待一鸣惊人,而普通人则期待盛世来临。

总之,欧洲沉寂了几年的物理学,因为布鲁斯会议而重新爆发。

甚至连整个科学界都因之而复苏了。

战争之前的科学璀璨时代还历历在目。

任何人都想再次成为弄潮儿,被万众瞩目。

同时,大佬们都在等待和猜测。

“布鲁斯教授什么时候会出手?”

“他老人家的论文,每一篇都是惊天动地的存在。”

“布鲁斯教授该不会要直接预测第四量子数了吧。”

众人的猜测是有根据的。

要说现在量子论最前沿的方向,那肯定是第四量子数。

谁先发现,谁就能震惊学界。

现在,布鲁斯教授高调宣布介入量子论。

这种信心十足、蓄势待发的气势,让人不由自主地相信,第四量子数的发现者必然是布鲁斯教授了。

但是,这只是普通人的想法和见解。

对于真正的绝世天才而言,即便是布鲁斯教授,也不能让他们退缩和胆怯。

“既然布鲁斯教授能比肩牛顿,那我为何不能比肩布鲁斯教授。”

“第四量子数,我脑也未尝不利!”

然而,不管外界如何疯狂,李奇维不受任何影响。

此刻,他已经正式进入角色。

量子研究所开始正常运转起来。

王正阳依然担任秘书,负责李奇维的各类对外事务。

同时,他还要暂时负责研究所的组织框架工作。

在李奇维的指示下,联系和安排管理人员、行政人员等的招募工作。

这对于他而言是个巨大的考验。

因为现在和他打交道的人物,都是欧洲人。

要是换在二十多年前,一个年轻人看到洋人估计紧张的连腿都动不了。

而现在,王正阳甚至可以指挥他们干活了。

“校长,这是按照您的意思,我初步拟定的量子研究所组织架构方案。”

“以及根据这个架构,需要招募的人员情况。”

“请您过目。”

李奇维接过王正阳准备的计划,认真看了起来。

量子研究所在前期草创时期,人员不需要太多。

比如玻尔在丹麦哥本哈根大学建立的研究所,建所之初,全职人员也只有九个人。

最重要的是能让所内的职能完善,人员都能各司其职。

“量子研究所分为职能部门和学术部门。”

“其中职能部门主要职责是保证研究人员的日常生活。”

“让他们可以心无旁骛地开展科学研究。”

“职能部门包括综合处、财务处、人事处等。”

“而学术部门则主要分为各大实验室。”

“每个实验室的负责人均由对应的专家教授担任。”

“具体招聘要求及待遇如下......”

“另外,研究所现在需要购买的设备有以下内容。”

“基本家具、办公设备、书籍期刊。”

“实验室仪器、机械、材料。”

“后面附有详细清单。”

“......”

李奇维足足看了十分钟,才终于看完王正阳提交的方案。

他感觉到非常的满意。

“很好,正阳。”

“看来你是锻炼出来了。”

“你不是搞学术研究的,却能写出如此详实的实验室建设方案。”

“肯定是下了一番苦功夫。”

王正阳不好意思挠挠头,笑道:

“都是在婆罗洲的时候,五师哥教我的。”

“我从他那学习到很多。”

“我写好方案后,又用电报联系了五师哥,让他替我把把关。”

李奇维点点头,当初钱五师等人在古晋建立原子研究所时,也是从无到有,积累了丰富的经验。

而且原子研究所可比量子研究所的规模大多了。

不管是人员规模,还是建筑大小。

因为量子研究所更偏向理论物理方面。

所以,对于实验仪器的需求远远不如原子研究所。

但不管怎么样,这份工作的难度是巨大的。

王正阳没有让他失望。

李奇维最后补充道:

“人员招聘方面,你先负责后勤人员的录用吧。”

“至少把厨师先找到,不然饭都吃不上。”

“其它职能部门,我会找人帮忙,你去联系。”

“至于学术部门的负责人,慢慢来吧,由我亲自负责。”

“另外,你再去联系马克。”

“告诉他,我想在研究所的旁边建造一座公寓。”

“专门用来招待来访者。”

“以后肯定会有很多不同国家、文化背景的物理学家来此交流。”

“这里不是伦敦,住处很不方便。”

“有了集中的公寓,他们甚至在晚上回到公寓后仍然能继续白天的讨论。”

“我相信,未来所有人都会喜欢这里的。”

王正阳听的一脸懵逼,他感受到了什么叫残忍:

“校长,你可真是好人啊。”

“建造公寓的主要目的,竟然是为了方便人家回去后继续讨论。”

“还好我资质不够,没有成为您的研究生。”

“不然简直生不如死啊。”

然后,他就说道:“好的,校长,我马上去办。”

李奇维点点头,便让王正阳出去了。

处理完研究所的日常工作后,他终于可以腾出手开始物理大业了。

量子研究所初立,需要一篇标志性的论文来开门红。

而李奇维早有打算。

那就是光的波粒二象性的理论分析。

真实历史上,关于光的波粒二象性,一直争议了二十多年。

爱因斯坦在提出光量子的假设之后,几乎很少有物理学家承认。

甚至就连玻尔这个量子巨头也不承认。

直到康普顿发现了康普顿散射,理论和实验完美吻合。

此时才再也没有人怀疑光量子的真实性,并且把光量子直接称呼为光子。

以此体现光的粒子性。

而现在,李奇维要做的,就是从理论上去描述光的这种波粒二象性。

这也是康普顿和吴有训当前工作的难点。

他们不知道从何处入手去实验。

其实早在之前,他就曾私下里和不少人讨论过这个问题。

比如卢瑟福、居里夫人等。

要不然伊蕾娜也不会在物理奥赛期间,说出【光具有动量】这句话。

可惜,包括她在内,当时的所有人都不知道这句话的意义有多大。

因为这句话,就是从理论上描述光的波粒二象性的关键。

此刻,李奇维拿起跟随他二十年的钢笔,开始在纸上书写。

“光不仅具有量子的属性,它还具有动量。”

“动量这个物理量完全是粒子的属性,但是光也有。”

“根据狭义相对论可以得知:一个粒子的能量、动量、质量三者存在特定的关系。”

“显然,推导出的公式为:E=mc+pc。”

“其中E表示粒子的能量,m表示粒子的静止质量,p表示粒子的动量,c表示光速。”

“对于光量子而言,由于光没有静止质量,所以可以得到E=pc。”

“化简后得到E=pc,则p=E/c。”

“同时根据李-普朗克辐射公式可知,光子的能量E=hv。”

“其中h为普朗克-李常数,v是光子的频率。”

“代入后可得:p=hv/c。”

“综上所述,E=hv和p=hv/c就是描述光的波动性和粒子性的两个方程。”

“其中E=hv有频率,这是波的物理量,体现了光的波动性。”

“而p=hv/c则含有动量和能量,这是粒子的性质,体现了光的粒子性。”

“这就是光具有波粒二象性的理论分析。”

(注:真实推导情况要比这复杂,我只是为了剧情需要,让大家能够明白逻辑即可)

最后,李奇维又补充道:

“如果想证明这个理论,只需要用实验证明光具有动量这个属性即可。”

呼!

一篇简短的只有两页的论文,就被李奇维完成了。

对于真正的大佬而言,其实这个推导并不是很难。

只要对狭义相对论很熟悉即可。

但关键是没有人有这种物理直觉。

就好像狭义相对论本身都不难,但就是没人愿意踏出那一步。

大部分物理学家连光的波粒二象性都不承认,又怎么会想到这一点呢。

李奇维知道自己这篇论文会带来怎么样的轰动。

虽然他最近没有离开研究所,但是不代表他对外界一无所知。

现在所有人都在等待他出手,解决悬而未决的第四个量子数。

但是谁都不会想到,布鲁斯教授的第一炮竟然是打向了光的波粒二象性。

估计很多人会直接懵逼了。

伦敦,《自然》总部。

战争的阴霾终于消失,《自然》期刊也恢复了全面的业务。

格里高利最近忙的团团转,虽然很累但是却非常快乐。

科学界在战争期间积攒的能量,好似在这一刻开始爆发了。

论文的投稿数量直线上升。

而且质量一个比一个高。

数学、化学、生物、医学......

期刊甚至都排后十几期了。

唯一遗憾的是,目前物理学界,还没有出现之前于隐那样的重磅论文。

不过,格里高利并不担心。

“布鲁斯教授已经归来了。”

“接下来的物理学界必然会迎来蓬勃的发展。”

作为李奇维的博士,格里高利当然参加了4月1日的揭幕仪式。

他还向李奇维抱怨,“教授,你一回国,物理学都没有什么新成果了。”

李奇维笑着对他说:“准备忙碌起来吧。”

格里高利想到这句话就很激动。

这时,他的得力干将鲍勃,忽然满脸兴奋地走了进来。

差点连手中的资料都没拿稳。

格里高利纳闷,问道:“怎么了,鲍勃,有什么开心的事情吗?”

鲍勃赶紧深呼吸,平复心情,激动地说道:

“老大,布鲁斯教授他发论文了。”

哗!

格里高利闻言,猛地一下站起来了。

不可置信道:“真的吗?”

“教授这么快就发论文了?”

鲍勃用力点头。

“千真万确。”

“我手里的稿件,就是刚刚寄送来的。”

“地址正是量子研究所。”

“现在布鲁斯教授还没有招募研究人员和研究生。”

“发论文的只可能是他自己。”

这就是鲍勃的聪明之处了。

他明明可以直接拆开信件看论文,但是却没有这样做。

而是把这个机会留给了老大。

布鲁斯教授已经好多年没有发论文了。

他的论文必然是惊天动地,震惊物理学界的。

自家老大更是布鲁斯教授的博士,当然要亲自开启。

怪不得鲍勃能从众人中脱颖而出,成为格里高利的助手。

除了能力,还有这份细心。

此刻,格里高利已经顾不得鲍勃的心思了。

他接过信件,小心地打开其中的稿件。

硕大的标题映入眼帘:

《关于光的波粒二象性的一些思考》。

格里高利看题目后震惊不已。

“竟然是光的波粒二象性。”

这时,鲍勃也看了过来。

论文只有两页,让二人又是一阵惊呼。

很快,他俩就把论文从头到尾看完了。

鲍勃惊叹道:

“真是太简单,太完美了!”

“布鲁斯教授这是从理论上证明了光具有波粒二象性啊。”

格里高利表情严肃,他现在又回到了当博士生的状态。

“不,不是证明,而是说明。”

“布鲁斯教授是用数学手段,描述了光的波粒二象性的存在形式。”

“因为这个概念是无法想象的,只能用数学去表达。”

嘶!

鲍勃不明觉厉,总感觉自家老大非常牛逼。

怪不得年纪轻轻就是总编,实力摆在那呢。

“老大,可是光的波粒二象性和量子论有关系吗?”

“布鲁斯教授建立量子研究所,不就是为了完善量子论吗?”

“为什么他会研究光啊。”

格里高利深深舒了一口气。

“呵呵,你不了解教授。”

“他看问题的角度和普通人不一样。”

“他的眼睛就像X光,能够穿透事物,看清本质。”

“以我的能力,目前还不懂这里面的关系。”

“但是毫无疑问,那些真正的物理大佬们一定会被这篇论文震惊的。”

鲍勃呆呆地点头。

这一刻,他体会到了神和凡人的区别。

“布鲁斯教授真是太可怕了。”

时隔七年,李奇维终于再次出手。

论文一出天下惊!

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