真实历史上,泡利不相容原理是量子力学中至关重要的理论。
它和能量最低原理、洪特规则在一起,成为核外电子分布的三大原则。
然而,相比于后两者,泡利不相容原理显得尤为重要。
基于这个原理,物理学家们可以区分费米子和玻色子。
所有费米子都符合泡利不相容原理。
因此两个量子态相同的费米子不能存在于同一空间,比如质子、中子、电子等。
它们的行为符合费米-狄拉克统计。
而所有玻色子都不符合泡利不相容原理。
因此两个及以上的玻色子可以叠加在同一个位置,比如光子等。
它们的行为符合玻色-爱因斯坦统计。
这应该比较好理解。
质子、中子、电子等是“看的见摸的着”的存在,它们无法同处一个位置。
就好比两个人不能占据同一片空间。
不然的话,那岂不是发生融合了。
但两束不同的激光,却可以同时聚焦在同一点。
换句话说,光子没有体积的概念,就像幽灵一样。
想想就觉得不可思议!
虽然这个现象,可能我们早都习以为常了。
但是其背后的道理,却非常深刻。
幸运的是,构成我们这个世界的粒子,绝大多数都是费米子。
所以原子才能占据一定的体积,才组成了现在的宏观世界。
由此可见,泡利不相容原理的重要性。
它是许多自然现象产生的基础,在很多物理学细分领域都有重要作用。
而现在,当泡利的论文发表后,瞬间就引起了物理学界的轰动。
他的身份,轰动了所有学生以及年轻学者们。
“哦!上帝啊!论文作者竟然还是第二届物理奥赛的铜牌得主?”
“我的老天爷!物理奥赛的参赛选手们也太牛逼了吧!”
“大家都是本科生,这差距也太大了。”
“求问,本科就发《自然》封面是什么水平?”
“导师让你骑脖子的水平!”
“泡利简直就是我的偶像!”
一时间,泡利成为了所有学生们崇拜的对象。
虽然人家年少轻狂,喜欢怼人,但是个人实力不是盖的。
完全是碾压级别的天才。
因为对方现在才21岁,博士都还没有毕业,就已经发表了这么牛逼哄哄的文章。
甚至不少人都觉得,泡利将成为第二个布鲁斯教授。
对此,泡利高调地表示:
“虽然布鲁斯教授也是我的偶像,但偶像不是用来膜拜的,而是用来超越的。”
哗!
此话一出,泡利瞬间又被推上风口浪尖。
喜欢他的人,更加喜欢了。
不喜欢他的人,也只能默默忍受。
除非自己也发一篇同样的论文,才能看泡利不爽。
否则对于科学界人士来说,那就是跳梁小丑,自取其辱。
普通学生和学者,只知道这篇论文很牛逼。
不然也不可能发在《自然》期刊的封面上。
但是他们无法理解这篇论文,带给物理学界的影响。
因为不相容原理太深奥了,大部分人根本看不懂。
因此,大家只能吹吹泡利本人的身份。
毕竟,要是布鲁斯教授发表这篇论文,那众人毫不惊奇,只会觉得理所应当。
然而,对于真正的物理学大佬而言,情况就完全不同了。
他们可不在意年轻人的豪言壮语,而是在认真思考论文的意义。
泡利的论文虽然没有天马行空的想象力,完全是建立在布鲁斯教授的基础之上。
但是这种四平八稳而又逻辑清晰的推理,才是大佬们最钟爱的。
像布鲁斯教授那种动不动就惊天动地的风格,反而是物理学领域的少数。
丹麦,哥本哈根大学。
玻尔在看完泡利的论文后,不胜唏嘘。
他没有想到,一个年轻人竟然能做到这种地步。
把量子论又往前推进了一步。
这一步看似简单,却意义非凡。
它让布鲁斯教授的核外电子排布规律,有了真正的理论基础。
同时,也为寻找第四量子数提供了更多的线索。
从这个意义上看,泡利已经是当之无愧的物理学家了。
玻尔自从率先提出量子轨道以来,原子模型就经历了飞快的发展。
而现在,随着电子不相容原理的出现,电子在核外电子的排布问题,正式宣告解决。
量子论又进入了新的阶段。
这让玻尔有一种俯瞰苍生的感觉。
毕竟,他可是玻尔-李模型的奠基人。
量子论的一切发展,都是建立在他的基础上。
看着面前的科罗尼格,玻尔忽然感慨道:
“现在的年轻人真是了不起啊!”
“科罗尼格,你有没有感觉到一丝压力?”
科罗尼格闻言,淡定地笑道:
“教授,我没什么压力。”
“因为我没有和泡利一起参加物理奥赛。”
“我想狄拉克和海森堡有很大的压力。”
玻尔闻言一愣,随即就是哈哈大笑。
自己这个学生的心态,不得不说非常好。
玻尔教授学生,没有太大的野心。
他和索末菲等人一样,从来不敢奢望超过自己的老师布鲁斯教授。
他主要培养学生对物理学的兴趣。
在玻尔看来,像泡利这样的天才固然难得。
但是如科罗尼格这样的平凡学者,也有他存在的价值。
虽然对方可能创造不出震惊物理学界的理论,但是踏实勤奋的态度,能够弥补很多不足。
所以玻尔从来不会push自己的学生。
这种顺其自然的态度,反而会有意想不到的结果。
或许这就是他风评特别好的原因。
真实历史上,每当学生遇到研究上的难题时。
玻尔从不会第一时间和对方讨论,而是带着人家去爬山或者散步。
等到身心完全放松下来了,再一起商量如何解决问题。
可惜这种松弛的学术氛围,在后世那种唯成果和抢时间的时代,再也不可能出现了。
玻尔一直记得布鲁斯教授对他说过的一句话:
“物理学是宇宙的全部,但不是人生的全部。”
这一句极富东方哲学思想的话,让玻尔受益匪浅。
每次读来,都有新的感悟和思考。
玻尔喃喃道:“而我的人生,只有宇宙。”
科罗尼格此刻是毫无压力,因为他的研究马上也会有重要突破。
但是某些人就有压力了。
荷兰,莱顿大学。
埃伦费斯特正在给学生们分享物理学的最新进展。
而他所讲的内容正是泡利的论文。
“根据不相容原理,在原子内部的电子不会全部掉入能量最低的轨道。”
“它们必须按照一定的顺序,依次占满能量越来越高的轨道。”
“这时候,电子和电子之间的空隙,就组成了原子的体积。”
“大量的原子在一起,就形成了宏观的位置。”
“而且,根据不相容原理,可以直接推导出电子二值性的存在。”
“因为按照布鲁斯教授提出的核外电子排布规律,每个能级可以存在两个电子。”
“而能级就代表轨道,也就是每个轨道上存在两个电子。”
“既然是同一轨道上的电子,说明它们的三个量子数都是相同的。”
“而现在这两个电子又必须不相容,所以它们的量子态必然不一样。”
“这样就推到出还存在第四个量子数了。”
埃伦费斯特果然不愧是玻尔兹曼的高徒。
他用非常通俗易懂的语言,就把核外电子排布理论和不相容原理的关系解释清楚了。
这让在场的学生们都十分佩服。
虽然埃伦费斯特教授在物理学界的名气不是最顶级,但是人家的实力是毋庸置疑的。
不然也不可能接替洛伦兹教授。
这时,台下的乌伦贝克和古德斯米特两人,面色有点焦急。
没办法,泡利的论文就像一枚炸弹,把第二届物理奥赛的所有选手都炸懵逼了。
“我们还沉寂在天才学生的欢呼中。”
“你丫已经开始涉足大佬的领域了。”
普通选手还有自欺欺人的理由。
因为他们本身的实力,确实不如泡利这样的超级天才。
但是乌伦贝克和古德斯米特不同。
他们可是上了报纸评选的天才榜。
甭管这个榜单的含金量和权威性如何,至少在别人眼中,他们二人也是天才级的。
现在泡利领先所有人一步,“进入了大人的世界”,让这些天才们都感受到了压力。
毕竟几个月前,他们还是在一起比赛的对手。
虽然彼此之间实力有差距,但是大家心态平等。
哪怕是第十名的存在,也敢挑战第一名的狄拉克。
不到交卷最后一刻,谁胜谁负犹未可知。
然而现在,泡利直接掀桌子了,人家根本不玩比赛了,而是开始真正的物理研究。
而且关键的是,他还不是随便研究,而是轰动物理学界。
这差距,犹如天堑。
这些天才们怎么可能忍受这种差距。
真的是“又怕兄弟过的苦,又怕兄弟开路虎”。
乌古二人听的非常仔细。
他们想从泡利的论文中,学习对方优秀的思考方式。
乌伦贝克轻声说道:
“泡利这篇论文,是从布鲁斯教授的演讲中找到的灵感。”
“我觉得我们也可以如法炮制。”
“我想把德国演讲的纪要再多看几遍。”
“看看是不是有什么以前遗漏的地方。”
古德斯米特很认可这个想法。
“非常好的想法。”
“我们课后可以找埃伦费斯特教授要资料。”
“另外,乌伦贝克,我觉得现在只有找到第四量子数,才能赶上泡利。”
“我们一定要超越那小子!”
乌伦贝克看着好友,有点好笑。
他虽然也有压力,但是对泡利还是很欣赏的。
于是,他笑道:
“古德斯米特,你怎么反应这么大?”
“难道泡利怼你了?”
古德斯米特仿佛想到了什么不好的事情。
他气呼呼地说道:
“理论考试结束时,泡利等人在那讨论最后一题。”
“我也上去分享了一下我的解法。”
“结果被泡利那家伙羞辱了。”
乌伦贝克一听,觉得诧异,他还真不知道这件事。
考试结束时,他就去找赵忠尧说话了。
在他看来,这位才是真正的粗大腿,说不定以后能借助对方接触到布鲁斯教授。
从那位大佬身上随便拔根毛,比苦修几十年还有用。
不过,他还是很好奇,古德斯米特到底经历了什么。
“哦?他怎么羞辱你的?”
古德斯米特现在回想起来,还非常生气,他忿忿道:
“泡利说我是哪里来的学渣,解法狗屁不通,连错误都算不上。”
乌伦贝克哭笑不得,这羞辱的确实有点狠。
他的脑海中仿佛出现了那个狂放的奥地利胖子的身影。
他安慰道:
“你放心,早晚有能治他的人。”
“我就不信他能一次都不犯错。”
“哪怕是布鲁斯教授,也还错过一次呢。”
“哦,对了,古德斯米特,你最后一题做对了吗?”
古德斯米特忽然尴尬地挠挠头,脸颊有点羞红。
“我的解法错了,泡利才是对的。”
乌伦贝克:“......”
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很快,物理学界的大佬们,就把泡利在论文中提到的电子不相容原理,称为“泡利-布鲁斯不相容原理”。
因为若是没有布鲁斯教授的理论和分析,泡利就不可能发表这个理论。
而且泡利在推导过程中,也借鉴了电子二值性的概念。
因此,大佬们认为,布鲁斯教授有着不可或缺的贡献。
这就是科学界,从来都是公平公正的。
只要是你的成果,哪怕你是一个籍籍无名的学生,也不会有人抢走。
如果不是你的成果,即便你是大佬,也不能分享它带来的荣誉。
不过,对于李奇维而言,这些都无所谓。
泡利这篇论文还是他钦点的呢。
当时格里高利拿不准论文的情况,因为作者毕竟只是个学生,虽然是天才学生。
于是,他就发给了布鲁斯教授,寻求意见。
李奇维当即批示:建议封面发表。
于是乎,泡利的大名就响彻物理学界了。
量子研究所内,李奇维临窗而立。
他的眼中闪烁着无尽的智慧光芒。
和相对论是一人的独角戏不同,量子力学是众多天才合力所创造。
接下来,就是你方唱罢我登场的璀璨盛世。
而他本人,又当扮演什么样的角色呢?