第一百三十七章 震惊科学家
“首先我需要解释一下,什么是量子力学。”陆行舟开头就说了个大家听得不是很懂的词。
不管是英语还是德语,有个毛病那就是出现新词汇的时候,必须要重新创造单词。
当然量子力学英文和德文肯定是不一样的,用德文是Quantenmechanik,英文是quantum
单独解释的话,Quanten也是量子的意思,mechanik却是技工的意思。
而英文quantum也是量子的意思,mechanics却是械修理工;技工;力学;机械学。
单词虽然不一样,但意思却大差不差,翻译成量子力学也非常准确。
但想要解释清楚量子力学到底是什么,可没那么容易。
在场的无数科学家,肯定听过单独的quantum单词。
量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”,代表“相当数量的某物质”,它最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。
普朗克就在现场,大家只要是研究物理,肯定要看普朗克的论文呀。
所以陆行舟分别说出德文和英文两种量子力学的词汇后,众人大致听懂一点,又感觉什么都没听懂。
这两个词结合在一起,大家肯定不会把mechanics当成机械师或者技工,肯定是力学了。
在很多人理解里,陆晓要讲的就是一种微观层面的力学?
这在以前可没有人讲过。
要想讲清楚这些东西可有点困难。
不过对于准备已久的陆行舟来说,也不是没可能。
他准备从时间线上开始讲起。
要讲量子力学,自然要从起源开始讲。
那么量子力学的起源到底是在哪里呢,又有多少人参与到了量子力学的发展当中?
陆行舟见到无数科学家迷茫的眼神,缓缓道:“量子物理学的早期是以经典力学、原子结构解释和电磁学来解释量子现象的,牛顿、惠更斯、杨、麦克斯韦等人作出了重要贡献。
在很早的时期,该领域的发展以两种光的理论为标志,牛顿的(微粒说)和惠更斯的(波浪理论),我认为是这门学科的起点。”
无数科学家看陆行舟的眼神都不对劲了。
好家伙,陆行舟这是站在了一个非常高的高度,从科学历史发展的角度来谈他要说的课题啊。
量子力学在以前,肯定是没有这个词的。
那现在陆行舟先从牛顿开始讲起,那就不简单了。
台下无数人开始嗡嗡议论起来,都在猜测陆行舟要讲的是什么东西。
陆行舟现在讲的大家还能听懂,就算不是物理专业的人,也知道他在说什么。
所以科学家们都很感兴趣地倾听着。
陆行舟继续道:“要讲量子力学,那就一定要把他的前世今生都说清楚,这是一门正在发展的学科,可能以前没有人总结过,但从现在开始,我会把我的想法告诉大家,让大家认清楚这门学科。”
“我将量子力学分为前量子时代(16世纪-20世纪初),还有后量子时代,也就是从现在开始。”
好家伙,这下众人都不知道说什么好了。
陆行舟这是开宗立派啊!
还分了前后出来了。
并且把自己当成了时代的划分。
不过倒是没有人打断陆行舟,因为一些物理学家已经听出来了,陆行舟要讲的好像是非常了不得的东西。
尤其是物理研究比较深入的人,越能体会到陆行舟说的这些话是什么含量。
当然也许陆行舟其实就是个跳梁小丑,在哗众取丑而已。
那接下来就要看陆行舟要说什么干货了。
要是陆行舟说的没有让他们满意,那他们绝对是要愤然离场的,这种人组织的科学家聚会,不参加也罢。
陆行舟显然有一颗大心脏,虽然没有黑板,但现在并不是要说高深的物理理论,而是总结历史,就容易说清楚的多了。
1672年牛顿提出了光的微粒理论,认为光是由粒子组成的。
1678年惠更斯提出他的光的波浪理论来挑战牛顿。
1801年托马斯-杨进行了双缝实验,确定了光作为一种波的存在,从而推翻了牛顿的粒子理论。
1807年艾蒂安-路易斯-马卢斯发现了光的偏振现象。
1815年大卫-布鲁斯特用数学方法描述了光的偏振。
1819年菲涅尔-阿拉戈(偏振干涉定律在菲涅尔的回忆录中发表。
1821年菲涅尔提出了黑体的概念。
奥斯特对电磁学的发现开始了一连串的电动力学实验,最终导致了麦克斯韦方程的发现。
1821年汉斯-克里斯蒂安-厄斯特德发现了电磁的存在,证实了电和磁之间的直接关系。
1823年安培完善了奥斯特的发现并提出了安培定律。
1860年古斯塔夫-基尔乔夫提出了“黑体辐射“这一术语。
1865年麦克斯韦提出了他的电动力学理论,从而将光确立为一种电磁波。他将光的传播媒介描述为“以太“。
1887年Michelson和EdwardW.Morley在他们著名的Michels-Morley实验中未能检验出发光的乙醚,从而确定了不存在任何光的传播媒介。
1892-1906年亨德里克-洛伦茨发展了洛伦茨以太理论。
在19世纪末,物理学家们对原子的物理学感到惊叹。全世界科学界的焦点转移到发现原子内部的结构。在这一时期,亚原子粒子、原子结构和放射性的概念开始出现。
1887年海因里希-赫兹在研究无线电波时发现了光电效应。
1895年威廉-伦琴意外地发现了X射线。
1896年亨利-贝克勒尔发现了铀的放射性。
1896年佩特-塞曼发现了现在所谓的塞曼效应,即在磁场影响下光谱线的存在。
1897年汤姆森发现了电子;基于他的发现,提出了他的“梅花糕模型“的原子。
在陆行舟的娓娓道来下,很快从牛顿开始算起,将量子力学的发展过程梳理一遍。
马上就梳理到了1900年!
刚才陆行舟其实已经提到了在场不少人,比如,这次协助陆行舟召开科学家会议的威廉伦琴。
还有塞曼效应,这可是和问问题的诺伦茨有关了。
塞曼效应的经典理论解释是洛伦兹首先提出的。
历史上将符合洛伦兹理论的谱线分裂现象称为正常塞曼效应,而将其他不符合洛伦兹理论的谱线分裂现象称为反常塞曼效应。
“到了1900年,我们的科技发展还在继续,我认为现在已经来到了一个新时代,尤其是在量子力学上,1900年,普朗克先生,您提出普朗克辐射定律来解释黑体的辐射发射,还提出了光子的量子化。”
“光子说光子的能量E=hv在量子力学当中,也有重要地位,另外诺伦茨先生,您在1902年通过洛伦特以太理论解释了塞曼效应,还有爱因斯坦先生,解释了光电效应,他将光视为粒子,因此提倡牛顿的微粒理论,他还像世界介绍了狭义相对论。”
说到了1905年,后续的所有研究,就都没有诞生了。
先前陆行舟提到了很多科学家,被提到的人都脸色严肃。
那么是不是陆行舟根据他们的研究,又推陈出新,研究出更多东西了呢?
接下来就是见真章的时候!
爱因斯坦早就接触了量子力学了,只是没想到陆行舟竟然总结得这么好。
竟然从科学历史的角度来阐述量子力学的诞生。
就算是一个什么都不懂的外行,不是物理学专家,也能从刚才陆行舟提到的无数科学家名字和理论中意识到,他们即将见证了不得的大事!
这时候,陆行舟看了一眼不远处的卢瑟福。
现在的卢瑟福还没有提出金箔实验,金箔实验其实就是α射线散射实验,用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔,发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数α粒子发生角度比汤姆生模型所预言的大得多的偏转,大约有1/8000的α粒子偏转角大于90°,甚至观察到偏转角等于150°的散射,发现大角散射,更无法用汤姆森模型说明。
陆行舟介绍了金箔实验,他虽然没有做过,但却能说出这个实验的所有准确数据。
在场的无数科学家自然也不知道陆行舟到底有没有做过这个实验。
只是听了陆行舟描述的实验过程和实验结果,已经大致能知道,陆行舟的实验过程没问题,就是实验现象让人惊讶。
随后陆行舟说道:“根据金箔实验,我得到了一些公式,还有一个微观世界的模型,我证明了,微观世界的原子,也有原子核存在,我建立了原子核模型。”
陆行舟也没办法,必须要让他来说这些实验。
否则后续的很多东西无法解释清楚。
但要是正常时间线发展,这还要1911年,卢瑟福才可能提出原子核模型,做金箔实验。
难道陆行舟还要等到1911年嘛。
这显然不可能。
历史上的索尔维会议,为什么会是在1911年召开,其中很重要的原因就是,原子研究取得突破性进展啊。
就像是陆行舟总结的那样,从牛顿时代开始。
从光开始研究。
到了爱因斯坦,又到了卢瑟福。
出现了太多成果,这些成果让科学家认识到了微观世界。
我们人的肉眼是看不到这些东西的,但是科学家通过各种实验仪器,却能够研究物质的本质。
终于不再是以前哲学家推测的什么以太了。
这么大的事情发生,自然要召集无数物理学家都来德国开会。
现在却不同,陆行舟是提前提供了资金,还发出了大量邀请函,不只是物理学的专家,把其他领域,比如生物学、物理学、地理学、天文学的专家都给找来了。
这些人能来,首先是威廉伦琴面子大,还有就是很好奇凯克的身份,不少人就是冲着凯克过来的。
要知道凯克发表的几篇论文,还有拿出的药物,那真是能活人无数的东西。
如果陆行舟是土生土长的德国人或者欧洲其他地方的人也可以,现在陆行舟绝对会更受欢迎,而不是大家要听听陆行舟的其他成果,让陆行舟证明自己的能力。
既然大家都想看陆行舟拿出成果,那没办法,陆行舟只能把量子力学这个大杀器拿出来了。
金箔实验介绍完,陆行舟继续道:“这个实验,我会发表论文,如果各位有条件的话,也可以重复实验,验证我发现的是否正确。”
“我还做了其他实验,发现了杨氏双缝干涉实验的一些新的现象。”
陆行舟说起杨氏双缝干涉实验,大家就来兴趣了。
因为实验真的很出名,这是托马斯·杨在一两百年前进行的一次光的干涉实验,即著名的杨氏双孔干涉实验,并首次肯定了光的波动性。
但现在光到底是波还是粒子,因为爱因斯坦出现的原因,已经给出了答案,它又是波又是粒子,也就是波粒二象性了。
陆行舟这次用了杰弗里-泰勒在1909年证明的单光子干涉模式的形成实验。
将光源减弱到一个程度,在任何时间,最多只有一个光子通过双狭缝,在这状况下,他成功地证实,杨氏双缝实验仍旧能够产生显明的干涉图案。
当陆行舟将实验步骤和过程都告诉在场无数科学家后,无数人开始倒吸凉气。
因为假如光以单独的粒子,通过双缝,那按照以前的实验理论,肯定是不会产生干涉了呀。
缝隙在哪里,背后的板子上,就会出现多少个痕迹才对。
可是实际结果却让在场无数人震惊,那就是光以单独光子的形式穿过缝隙,最后却会形成干涉,也就是波的形态。
这个实验想要证明并不难,这里可是德国,科学发展在前沿,另外有威廉伦琴在,他可是物理学院的院长,还有物理实验室。
本身就是研究光的大佬。
陆行舟今天其实只说了两个理论和现象两个实验,但给无数人留下了深刻印象。
大家已经想要马上验证最后一个实验了,尤其是威廉伦琴。
因为刚才说到的双缝干涉实验,本身就牵扯到三百年前的两位大牛,他们就是牛顿和惠根斯。
牛顿说,光是粒子,惠根斯说光是波,然后今年爱因斯坦说,你们两都错了,光是粒子也是波。
但现在陆行舟又推陈出新设计出新的实验方法,将光子单独发射,最后却发现依旧会产生干涉。
那这到底是怎么回事呢!
新的现象出现,无法被解释,这意味着一个巨大的宝库摆在大家面前,研究这个现象,也许就能找到规律和公式。
谁不想成为牛顿那样的科学家呢。
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不管是英语还是德语,有个毛病那就是出现新词汇的时候,必须要重新创造单词。
当然量子力学英文和德文肯定是不一样的,用德文是Quantenmechanik,英文是quantum
单独解释的话,Quanten也是量子的意思,mechanik却是技工的意思。
而英文quantum也是量子的意思,mechanics却是械修理工;技工;力学;机械学。
单词虽然不一样,但意思却大差不差,翻译成量子力学也非常准确。
但想要解释清楚量子力学到底是什么,可没那么容易。
在场的无数科学家,肯定听过单独的quantum单词。
量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”,代表“相当数量的某物质”,它最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。
普朗克就在现场,大家只要是研究物理,肯定要看普朗克的论文呀。
所以陆行舟分别说出德文和英文两种量子力学的词汇后,众人大致听懂一点,又感觉什么都没听懂。
这两个词结合在一起,大家肯定不会把mechanics当成机械师或者技工,肯定是力学了。
在很多人理解里,陆晓要讲的就是一种微观层面的力学?
这在以前可没有人讲过。
要想讲清楚这些东西可有点困难。
不过对于准备已久的陆行舟来说,也不是没可能。
他准备从时间线上开始讲起。
要讲量子力学,自然要从起源开始讲。
那么量子力学的起源到底是在哪里呢,又有多少人参与到了量子力学的发展当中?
陆行舟见到无数科学家迷茫的眼神,缓缓道:“量子物理学的早期是以经典力学、原子结构解释和电磁学来解释量子现象的,牛顿、惠更斯、杨、麦克斯韦等人作出了重要贡献。
在很早的时期,该领域的发展以两种光的理论为标志,牛顿的(微粒说)和惠更斯的(波浪理论),我认为是这门学科的起点。”
无数科学家看陆行舟的眼神都不对劲了。
好家伙,陆行舟这是站在了一个非常高的高度,从科学历史发展的角度来谈他要说的课题啊。
量子力学在以前,肯定是没有这个词的。
那现在陆行舟先从牛顿开始讲起,那就不简单了。
台下无数人开始嗡嗡议论起来,都在猜测陆行舟要讲的是什么东西。
陆行舟现在讲的大家还能听懂,就算不是物理专业的人,也知道他在说什么。
所以科学家们都很感兴趣地倾听着。
陆行舟继续道:“要讲量子力学,那就一定要把他的前世今生都说清楚,这是一门正在发展的学科,可能以前没有人总结过,但从现在开始,我会把我的想法告诉大家,让大家认清楚这门学科。”
“我将量子力学分为前量子时代(16世纪-20世纪初),还有后量子时代,也就是从现在开始。”
好家伙,这下众人都不知道说什么好了。
陆行舟这是开宗立派啊!
还分了前后出来了。
并且把自己当成了时代的划分。
不过倒是没有人打断陆行舟,因为一些物理学家已经听出来了,陆行舟要讲的好像是非常了不得的东西。
尤其是物理研究比较深入的人,越能体会到陆行舟说的这些话是什么含量。
当然也许陆行舟其实就是个跳梁小丑,在哗众取丑而已。
那接下来就要看陆行舟要说什么干货了。
要是陆行舟说的没有让他们满意,那他们绝对是要愤然离场的,这种人组织的科学家聚会,不参加也罢。
陆行舟显然有一颗大心脏,虽然没有黑板,但现在并不是要说高深的物理理论,而是总结历史,就容易说清楚的多了。
1672年牛顿提出了光的微粒理论,认为光是由粒子组成的。
1678年惠更斯提出他的光的波浪理论来挑战牛顿。
1801年托马斯-杨进行了双缝实验,确定了光作为一种波的存在,从而推翻了牛顿的粒子理论。
1807年艾蒂安-路易斯-马卢斯发现了光的偏振现象。
1815年大卫-布鲁斯特用数学方法描述了光的偏振。
1819年菲涅尔-阿拉戈(偏振干涉定律在菲涅尔的回忆录中发表。
1821年菲涅尔提出了黑体的概念。
奥斯特对电磁学的发现开始了一连串的电动力学实验,最终导致了麦克斯韦方程的发现。
1821年汉斯-克里斯蒂安-厄斯特德发现了电磁的存在,证实了电和磁之间的直接关系。
1823年安培完善了奥斯特的发现并提出了安培定律。
1860年古斯塔夫-基尔乔夫提出了“黑体辐射“这一术语。
1865年麦克斯韦提出了他的电动力学理论,从而将光确立为一种电磁波。他将光的传播媒介描述为“以太“。
1887年Michelson和EdwardW.Morley在他们著名的Michels-Morley实验中未能检验出发光的乙醚,从而确定了不存在任何光的传播媒介。
1892-1906年亨德里克-洛伦茨发展了洛伦茨以太理论。
在19世纪末,物理学家们对原子的物理学感到惊叹。全世界科学界的焦点转移到发现原子内部的结构。在这一时期,亚原子粒子、原子结构和放射性的概念开始出现。
1887年海因里希-赫兹在研究无线电波时发现了光电效应。
1895年威廉-伦琴意外地发现了X射线。
1896年亨利-贝克勒尔发现了铀的放射性。
1896年佩特-塞曼发现了现在所谓的塞曼效应,即在磁场影响下光谱线的存在。
1897年汤姆森发现了电子;基于他的发现,提出了他的“梅花糕模型“的原子。
在陆行舟的娓娓道来下,很快从牛顿开始算起,将量子力学的发展过程梳理一遍。
马上就梳理到了1900年!
刚才陆行舟其实已经提到了在场不少人,比如,这次协助陆行舟召开科学家会议的威廉伦琴。
还有塞曼效应,这可是和问问题的诺伦茨有关了。
塞曼效应的经典理论解释是洛伦兹首先提出的。
历史上将符合洛伦兹理论的谱线分裂现象称为正常塞曼效应,而将其他不符合洛伦兹理论的谱线分裂现象称为反常塞曼效应。
“到了1900年,我们的科技发展还在继续,我认为现在已经来到了一个新时代,尤其是在量子力学上,1900年,普朗克先生,您提出普朗克辐射定律来解释黑体的辐射发射,还提出了光子的量子化。”
“光子说光子的能量E=hv在量子力学当中,也有重要地位,另外诺伦茨先生,您在1902年通过洛伦特以太理论解释了塞曼效应,还有爱因斯坦先生,解释了光电效应,他将光视为粒子,因此提倡牛顿的微粒理论,他还像世界介绍了狭义相对论。”
说到了1905年,后续的所有研究,就都没有诞生了。
先前陆行舟提到了很多科学家,被提到的人都脸色严肃。
那么是不是陆行舟根据他们的研究,又推陈出新,研究出更多东西了呢?
接下来就是见真章的时候!
爱因斯坦早就接触了量子力学了,只是没想到陆行舟竟然总结得这么好。
竟然从科学历史的角度来阐述量子力学的诞生。
就算是一个什么都不懂的外行,不是物理学专家,也能从刚才陆行舟提到的无数科学家名字和理论中意识到,他们即将见证了不得的大事!
这时候,陆行舟看了一眼不远处的卢瑟福。
现在的卢瑟福还没有提出金箔实验,金箔实验其实就是α射线散射实验,用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔,发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数α粒子发生角度比汤姆生模型所预言的大得多的偏转,大约有1/8000的α粒子偏转角大于90°,甚至观察到偏转角等于150°的散射,发现大角散射,更无法用汤姆森模型说明。
陆行舟介绍了金箔实验,他虽然没有做过,但却能说出这个实验的所有准确数据。
在场的无数科学家自然也不知道陆行舟到底有没有做过这个实验。
只是听了陆行舟描述的实验过程和实验结果,已经大致能知道,陆行舟的实验过程没问题,就是实验现象让人惊讶。
随后陆行舟说道:“根据金箔实验,我得到了一些公式,还有一个微观世界的模型,我证明了,微观世界的原子,也有原子核存在,我建立了原子核模型。”
陆行舟也没办法,必须要让他来说这些实验。
否则后续的很多东西无法解释清楚。
但要是正常时间线发展,这还要1911年,卢瑟福才可能提出原子核模型,做金箔实验。
难道陆行舟还要等到1911年嘛。
这显然不可能。
历史上的索尔维会议,为什么会是在1911年召开,其中很重要的原因就是,原子研究取得突破性进展啊。
就像是陆行舟总结的那样,从牛顿时代开始。
从光开始研究。
到了爱因斯坦,又到了卢瑟福。
出现了太多成果,这些成果让科学家认识到了微观世界。
我们人的肉眼是看不到这些东西的,但是科学家通过各种实验仪器,却能够研究物质的本质。
终于不再是以前哲学家推测的什么以太了。
这么大的事情发生,自然要召集无数物理学家都来德国开会。
现在却不同,陆行舟是提前提供了资金,还发出了大量邀请函,不只是物理学的专家,把其他领域,比如生物学、物理学、地理学、天文学的专家都给找来了。
这些人能来,首先是威廉伦琴面子大,还有就是很好奇凯克的身份,不少人就是冲着凯克过来的。
要知道凯克发表的几篇论文,还有拿出的药物,那真是能活人无数的东西。
如果陆行舟是土生土长的德国人或者欧洲其他地方的人也可以,现在陆行舟绝对会更受欢迎,而不是大家要听听陆行舟的其他成果,让陆行舟证明自己的能力。
既然大家都想看陆行舟拿出成果,那没办法,陆行舟只能把量子力学这个大杀器拿出来了。
金箔实验介绍完,陆行舟继续道:“这个实验,我会发表论文,如果各位有条件的话,也可以重复实验,验证我发现的是否正确。”
“我还做了其他实验,发现了杨氏双缝干涉实验的一些新的现象。”
陆行舟说起杨氏双缝干涉实验,大家就来兴趣了。
因为实验真的很出名,这是托马斯·杨在一两百年前进行的一次光的干涉实验,即著名的杨氏双孔干涉实验,并首次肯定了光的波动性。
但现在光到底是波还是粒子,因为爱因斯坦出现的原因,已经给出了答案,它又是波又是粒子,也就是波粒二象性了。
陆行舟这次用了杰弗里-泰勒在1909年证明的单光子干涉模式的形成实验。
将光源减弱到一个程度,在任何时间,最多只有一个光子通过双狭缝,在这状况下,他成功地证实,杨氏双缝实验仍旧能够产生显明的干涉图案。
当陆行舟将实验步骤和过程都告诉在场无数科学家后,无数人开始倒吸凉气。
因为假如光以单独的粒子,通过双缝,那按照以前的实验理论,肯定是不会产生干涉了呀。
缝隙在哪里,背后的板子上,就会出现多少个痕迹才对。
可是实际结果却让在场无数人震惊,那就是光以单独光子的形式穿过缝隙,最后却会形成干涉,也就是波的形态。
这个实验想要证明并不难,这里可是德国,科学发展在前沿,另外有威廉伦琴在,他可是物理学院的院长,还有物理实验室。
本身就是研究光的大佬。
陆行舟今天其实只说了两个理论和现象两个实验,但给无数人留下了深刻印象。
大家已经想要马上验证最后一个实验了,尤其是威廉伦琴。
因为刚才说到的双缝干涉实验,本身就牵扯到三百年前的两位大牛,他们就是牛顿和惠根斯。
牛顿说,光是粒子,惠根斯说光是波,然后今年爱因斯坦说,你们两都错了,光是粒子也是波。
但现在陆行舟又推陈出新设计出新的实验方法,将光子单独发射,最后却发现依旧会产生干涉。
那这到底是怎么回事呢!
新的现象出现,无法被解释,这意味着一个巨大的宝库摆在大家面前,研究这个现象,也许就能找到规律和公式。
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