电子自旋的概念,既无比惊艳又令人匪夷所思。
泡利提出的两大质疑,让在场众人都陷入沉思之中。
第一,自旋量子数为何是分数。
第二,电子表面的速度超过了光速。
如果不能解释这两个问题,那么物理学界就没办法承认电子自旋的正确性。
换言之,第四量子数也就不是电子自旋。
泡利一出手,就让今天的会议变得扑朔迷离、精彩纷呈。
前排的大佬们忽然觉得这孩子确实高调了点,但是物理实力是毋庸置疑的。
也难怪如此年轻就发表不相容原理。
而且泡利完全是针对科学问题。
因此,大家对于他没有什么厌恶,反而是比较欣赏。
当然,这小胖子就是损人的话说的太难听了。
此刻大佬们思考泡利的质疑后,也都微微皱眉。
这确实是两个非常致命的问题,直击核心。
不过他们并没有第一时间出声。
因为这是演讲者需要正面回答的。
所以哪怕玻尔和埃伦费斯特有了一些想法,也不会主动先说出来。
尽管回答者是他们的学生。
自己提出的新理论,就要做好面对各种质疑的准备。
现在最紧张的就是乌伦贝克三人了。
古德斯米特和科罗尼格已经略显颓势。
显然,他们俩是没办法回答这个问题了。
乌伦贝克承载了全部的希望。
发现电子自旋带给了乌伦贝克莫大的信心。
他再也不认为自己比别人差。
所以,泡利那咄咄逼人的强大气势,并没有影响到乌伦贝克的心态。
他正心平气和地冷静思考。
并且还时不时地望向在场的众人,观察大家的反应,寻找一些灵感。
狄拉克低头在刷刷地计算着什么,面色毫无动容。
海森堡抬头望着天花板,嘴里念念有词。
埃伦费斯特教授和玻尔教授,正在小声地讨论,表情很激动。
泡利摆着天老二爷老大的牛逼姿势,睥睨全场。
忽然,乌伦贝克的目光落在了最前方的李奇维身上。
轰!
一刹那!
虚空生电!
雷光闪耀!
乌伦贝克心头震撼!
仿佛有一股热血,从脚底冲上来,轰然爆发。
此刻,在他眼里,布鲁斯教授犹如天神。
对方的脸上带着淡淡的睿智笑容,那是睥睨天下的从容。
对方的眼睛深邃如宇宙星空,小到电子大到天体,皆在其中,旋转不休。
对方的气势霸天绝地,泡利的犀利质疑,在其面前,只是微不足道的清风拂面。
先有物理后有天,布鲁斯还在物理前!
一切,尽在掌握!
乌伦贝克沉迷在李奇维的幻象之中。
突然间,犹如脱胎换骨一般。
他的气势陡然一变!
无数信息在头脑中掀起一阵风暴。
数字、物理概念、灵感......
他好似被隔空传递了力量,变得无比自信。
“有布鲁斯教授教授坐镇这里,我还担心什么。”
“哪怕回答的不好,也只代表我能力有限。”
“我坚信电子自旋一定是对的!”
下方的泡利眉头一皱,他感觉乌伦贝克有点不一样了。
具体哪里不一样,他也说不出来。
此刻,全场的目光都聚焦在乌伦贝克的身上。
他终于开口了:
“非常感谢泡利博士生提出的问题。”
“我可以尝试为大家解释。”
“首先是第一个问题。”
“泡利博士认为,不存在旋转2周才能回到原位的物体。”
“这个说法是有待商榷的。”
“大家请看屏幕,我设计了这样一种结构。”
“它由三个齿轮和三根金属线条组成。”
“原位状态时,三根金属线条是同时出现,且连成一条线的。”
“当转动最上层的齿轮一圈时,由于齿轮间的配合作用,最上层齿轮上的金属线条就隐藏在另一个齿轮背面了。”
“这时,我们接着再转动一圈,隐藏的金属线条重新出现,和另外两条重新连成直线。”
“在这个结构中,就出现了转动2圈才会回到原位的现象。”
“所以,我认为电子可能也是类似的情况。”
“接着是第二个问题。”
“因为电子自旋,所以产生磁矩。”
“而磁矩因为和磁场相互作用,导致谱线分裂。”
“所以根据谱线分裂的情况,就可以计算出磁矩的大小。”
“接着,就能反推出自旋速度的大小。”
“最后根据简单的换算关系,就能得出电子表面的速度。”
“泡利博士算出的数据是137倍光速。”
“这显然是违背了狭义相对论。”
“但是,正好感谢泡利博士提醒了我。”
“电子自旋应该考虑狭义相对论。”
“根据狭义相对论,电子的运动速度越大,则质量越大。”
“而质量变大反过来又约束了电子的速度。”
“所以,电子的自旋速度不可能超过光速。”
“而是这样一个公式。”
唰!
乌伦贝克一通计算,给出了电子自旋速度的表达式。
在这个式子中,由于考虑了相对论效应。
所以,电子的速度受到束缚,不可能超过光速。
这样,就能解释第二个问题了。
“以上就是我的回答。”
哗!
乌伦贝克话音刚落,全场皆惊!
所有人都不可思议地看着他。
“我靠,人怎么能这么帅!”
“霸气无比啊!”
“乌伦贝克虽然在天才榜上排名靠后,不如泡利,但是实力同样非同小可。”
“在这么大的压力下,还能如此从容应对。”
“......”
这一刻,众多学生被乌伦贝克所折服。
如果是狄拉克给出这样的回答,他们即便会震惊,但不会共情。
因为狄拉克是公认的物理第一天才,他碾压泡利是理所应当的。
而乌伦贝克不一样,他甚至连前十都不算。
面对强大的泡利,他没有胆怯,而是极尽升华,压榨自己的潜能。
给出了几乎完美的答案。
是的,在众学生看来,乌伦贝克的回答足以解释泡利的质疑了。
就连狄拉克、海森堡等人,也微微点头。
从逻辑看,对方的回答没有问题。
但是很快,狄拉克微微皱眉,他刚刚又算了一遍,有一点小问题。
埃伦费斯特的脸上红光满面,露出欣慰的笑容。
乌伦贝克的表现已经远远超越了他的预期。
甚至于他自己都不能回答的这么好。
“真是长江后浪推前浪啊!”
然而玻尔对乌伦贝克的回答,却表情凝重。
他总觉得对方没有真正地深入本质。
电子自旋毕竟是一个量子概念。
可是乌伦贝克的回答,全都是基于经典物理学的。
如果考虑狭义相对论的话,那么电子的磁矩会不会变化呢?
可惜,玻尔早已不是当初那个震惊天下的超级天才了。
他的知识结构和层次,当然比在场的学生们高好几个等级。
但是若要论计算能力,那毫不夸张地说,拍马也赶不上狄拉克、泡利等人了。
这是熟练度的问题。
玻尔的研究更多是思考物理的本源,而不是纯粹的计算。
所以,他暂时不清楚这个回答对不对。
“不过,看泡利那小子的眼神,估计有问题。”
接着,玻尔又看了一眼布鲁斯教授。
他想从自己的老师身上,发现一些端倪。
然而此刻的李奇维,依然是淡定地坐在那里,脸上毫无波动。
不论是泡利的质疑,还是乌伦贝克的回答,都没有让他有什么特别的反应。
玻尔放下心来。
根据他对老师的了解,这时候对方的脑海里正在进行常人无法想象的思考过程。
时机未到!
布鲁斯教授还不能出手!
乌伦贝克扫视了一圈。
他对自己的回答还是很满意的。
至少从逻辑上看完全没有问题。
最后,他的目光定格在泡利身上。
在众人的注视下,泡利邪魅一笑,然后潇洒地站了起来。
乌伦贝克的答案,让他毫无感觉,因为它充满了破绽。
“乌伦贝克先生,你的答案无法说服我。”
哗!
泡利开口,众人皆是一惊。
这都不行?
倒是玻尔、狄拉克等人,微微点头,他们大概能理解泡利的心思。
乌伦贝克深吸一口气,平静地说道:
“愿闻其详,泡利博士。”
泡利侃侃而谈道:
“首先,第一个问题。”
“你画的那个三齿轮模型,非常精巧。”
“可惜,它没有任何意义。”
“因为在你的论文中,电子是一个实实在在的小球。”
“目前已知电子的直径是2.8×10(-16)米。”
【注:这是当时公认的经典直径,但电子其实没有直径的说法,在现代物理学中它被当成点粒子。】
“难道你想说它的内部,还有如此精密复杂的细微结构吗?”
“那也太胡扯了。”
“所以,即便存在你说的那种转动2圈回到原位的结构。”
“但肯定不会是电子这样的小球。”
“所以,这个问题还是无解。”
“第二个问题。”
“如果考虑狭义相对论,固然可以让电子的表面赤道速度不会超过光速。”
【这里注意,讨论的是电子表面自旋速度,而不是电子绕核运动的速度。】
“但是根据计算,在这种情况下,电子运动产生的磁矩就会降低很多倍。”
“这样大小的磁矩,并不足以让电子因为能级的不同,而发生谱线的分裂。”
“换言之,如果考虑了狭义相对论,那么就无法解释反常塞曼效应。”
“所以,这个回答也是错误的。”
哗!
泡利的回答,简直让所有人震惊的目瞪口呆。
最关键的是,找不到任何的理由反驳他。
因为他的回答有理有据。
甚至差点让不少人觉得,电子自旋可能真的是个错误。
“上帝啊!谁能确定地告诉我,电子自旋到底是怎么回事啊?”
“我怎么感觉泡利的分析很对呢。”
“按照他的计算方法,电子确实不太可能自旋。”
“而且这所有的计算过程,全都是经典物理学那一套。”
“有了方法,即便是我,也能推导出来。”
“......”
众人的议论声让乌伦贝克微微颤抖。
直到此刻,他终于感受到了泡利的强大。
对方的角度实在太犀利、太刁钻了。
他完全没有想到这一层。
他看向了科罗尼格和古德斯米特二人,仿佛在说:
你们俩是惹到了一个什么怪物啊!
乌伦贝克是真的没招了。
泡利的反问,直击他的命门。
甚至连他自己都开始怀疑电子自旋的正确性了。
“难道真的是我痴心妄想吗?”
“那可是第四量子数啊!”
“怎么会这么容易就被我发现呢?”
“我又不是狄拉克......”
悲观的情绪在乌伦贝克身上蔓延。
就连古科二人也忘记了和泡利的恩怨。
他们无法接受这个现实。
幸福来得突然,走的也很突然。
“上帝啊,不要这样对我。”
“我还想凭借电子自旋获得物理诺奖呢。”
此刻,不要说他们三人,就连狄拉克、海森堡等天才,也是在苦苦思索。
泡利的反击无懈可击!
狄拉克按照泡利的方法,又算了一遍,完全没错。
不能简单地用狭义相对论来弥补自旋的漏洞。
他喃喃道:
“如果电子真的在自旋,那只能符合泡利的计算结果。”
“可是乌伦贝克三人的推导过程,也是基于实验现象的。”
“他们是根据反常塞曼效应,才推导出这个数值。”
“双方都没有错误啊,但为何会得出互相矛盾的结果呢?”
“奇怪,到底是哪里出了问题?”
就连狄拉克这样的绝世天才,也束手无策了。
玻尔、埃伦费斯特、爱因斯坦等大佬,同样微微摇头。
泡利确实说服了他们。
因为他的推导过程,在座的众人都能复现出来。
但总感觉哪里不对劲。
“神秘莫测的电子自旋,难道真的错了吗?”
至于卢瑟福等实验派,则是满脸懵逼。
此刻唯有不发言,才能保持大佬的神秘。
房间内突然陷入了诡异的安静。
所有人都默不作声。
只有泡利意气风发,耀武扬威。
他得意地看了一眼古科二人,传达的意思不言而喻。
“小样,我就说你们的论文是垃圾吧,还不信。”
“这下还头铁不?”
这时,乌伦贝克率先看向了李奇维。
他的内心无限期望。
“布鲁斯教授,您还不出手吗?”