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PO18文学 > 历史军事 > 1900:游走在欧洲的物理学霸 > 第593章 布鲁斯教授在,量子力学的天塌不了
  第593章 布鲁斯教授在,量子力学的天塌不了!破解之道在广相!
  爱因斯坦的光盒实验震惊了众人。
  海森堡前脚刚刚总结了不确定性原理的各种应用,爱因斯坦后脚就提出质疑。
  这就是布鲁斯会议为什么是物理学至高会议的原因。
  科学思想尽情碰撞!
  哪怕是布鲁斯教授提出的理论,也要经受住考验。
  不知不觉,今天的会议已经逐渐分化出两派。
  一派以布鲁斯教授为首,坚持量子力学对世界本质的解释。
  另一派则是爱因斯坦和薛定谔二人,他们对量子力学有不同的解释,认为其并不完备。
  剩下的则是不同类型的吃瓜群众们。
  然而,大佬再怎么吃瓜那也是大佬。
  互补原理被实验证明,大家没啥可讨论的。
  而光盒实验就不同了,它属于思想实验,人人都可想象。
  众人纷纷发表自己的看法。
  费米问道:
  “爱因斯坦教授,我有一个问题。”
  “光子的质量明明为零,为什么逃逸一个光子后,光盒的质量会降低呢?”
  爱因斯坦笑着回答:
  “不,是光子的静止质量为零。”
  “根据狭义相对论中动量和能量的关系:e=(pc)+(mc),其中m就是光子的静质量。”
  “可以看出,如果光子的静质量不为零,则光子达不到光速。”
  “光子逃逸之所以造成质量下降,是因为光子因为狭义相对论效应具有动质量,其值为m=hv/c。”
  “例如红光光子的动质量大约是3x10^-36kg。”
  “所以,虽然光盒中装的是光子,由于光子一直以光速运动,会产生质量效应。”
  费米闻言恍然大悟。
  原来他并没有把相对论学透。
  天才如费米都这样,其他人可想而知。
  这个时代学习前沿科学还是很艰难的,必须跟对名师。
  不像后世,有各种公开检索资料,还有人专门分析。
  这时,爱因斯坦想到了什么,继续补充道:
  “关于光子的动质量,还有一个小故事。”
  “当初我和布鲁斯教授讨论问题时,他忽然想到可以用光的这种性质制造出太阳能宇宙飞船。”
  “简单点说,利用光子具有动量和质量的性质,让其撞击飞船的帆,持续给飞船提供动力。”
  “如此一来,就能解决宇宙长期航行的能源问题。”
  “毕竟宇宙中恒星还是很常见的,在恒星的影响范围内,光子随处可见。”
  “布鲁斯教授还为这种飞船取了个形象的名字:光子飞船。”
  哗!
  众人皆是震撼。
  原来布鲁斯教授创建狭义相对论时还有这样的趣事。
  很快,又有不少人针对光盒问题提出了自己的见解。
  但都被爱因斯坦轻松化解。
  大佬们内心泛起嘀咕:
  “难道不确定性原理真的错了?”
  “那对于量子力学的影响就太大了,堪称十八级大地震啊。”
  不确定性原理作为量子力学的核心原理,其重要性不言而喻。
  只是,布鲁斯教授真的会错吗?
  这一刻,“保李派”众人表情各异。
  海森堡脸色都憋红了。
  他觉得爱因斯坦教授就是故意在找茬。
  尤其是当他看到薛定谔脸上的笑容后,更是非常难受,认为在嘲笑自己。
  其实,海森堡有点小人之心度君子之腹了。
  薛定谔笑的原因是爱因斯坦刚刚告诉他为什么会想到这个实验。
  他觉得很有趣。
  爱因斯坦则更不会故意找海森堡麻烦了。
  在他看来,海森堡等人都是物理学界优秀的后辈,他很关心年轻学者的发展。
  真实历史上,爱因斯坦虽然反对量子力学的哥本哈根解释,但是他依然极力提名海森堡为诺奖候选人。
  并且还亲自在提名意见上写道:
  “以我的意见,该理论(不确定性原理)毫无疑问是一个真理。”
  但海森堡觉得爱因斯坦就是针对自己在质疑。
  所以,不确定性原理就是他的问题。
  他急的抓耳挠腮,却想不到怎么反驳。
  旁边的泡利也给不出什么意见。
  玻尔就沉稳多了。
  他对于不确定性原理是坚信不疑的。
  不仅仅是因为那是布鲁斯教授提出的理论,更因为它与量子力学一脉相承。
  玻尔作为量子力学的大佬,他相信自己的直觉和判断。
  所以,光盒实验一定存在问题!
  他静静地看着爱因斯坦教授画出的示意图,试图找出其中的漏洞。
  “光盒失去光子,导致能量变化。”
  “而能量变化就意味着质量变化。”
  “所以光盒的位置会上升,从刻度上能测出来。”
  “这个逻辑没什么问题。”
  “奇怪,我总觉得好像漏了什么重要的信息。”
  玻尔面色微动,他和真相就隔着一层窗户纸,却怎么也捅不破。
  忽然,海森堡和玻尔同时看向了他们最后的希望。
  有布鲁斯教授在,量子力学的天就塌不下来!
  果然,二人惊喜地发现,布鲁斯教授面带微笑,好像完全没有在意光盒实验。
  二人心中顿时觉得稳了。
  “布鲁斯教授肯定有破解之法。”
  此刻,爱因斯坦也终于把目光移向李奇维。
  众人也瞬间激动起来。
  大家都很好奇布鲁斯教授会怎么解释。
  这时,李奇维笑着开口道:
  “爱因斯坦教授,你是聪明反被聪明误啊。”
  爱因斯坦闻言一愣。
  这个思想实验是他在一次机缘巧合之下想到的。
  他自认为没有什么漏洞。
  但是布鲁斯那自信的语气和眼神,让他有点动摇了。
  李奇维继续说道:
  “刚刚爱因斯坦教授在回答费米的问题时,用到了狭义相对论的原理。”
  “那为什么不在光盒实验中考虑广义相对论呢?”
  哗!
  众人皆是一惊!
  光盒实验这么简单的实验怎么和广义相对论扯上关系。
  没有什么联系的点啊。
  “广义相对论是研究时空结构的理论。”
  “虽然它和狭义相对论合称相对论,但两者之间的联系很弱,完全可以当成两种不同的理论。”
  众人想不明白。
  爱因斯坦进入深度思考的状态。
  光盒实验仿佛真实存在一般,在他的大脑中运行。
  “考虑广相”
  一时间,爱因斯坦还没有反应过来。
  然而,玻尔闻言,却如醍醐灌顶一般。
  “天啊!”
  “我明白了!”
  “原来是这样!”
  玻尔的脸上露出了笑容。
  他看向爱因斯坦,心中笑道:
  “爱因斯坦教授听完答案,一定会懊恼的。”
  李奇维不再等众人反应,直接说道:
  “广义相对论有一个重要的推论:钟慢效应。”
  “引力越强的区域,时间越慢。”
  “对于地球而言,离地表越远,则受到的引力越弱,时间越快。”
  “根据简单的计算,假设一个钟放在房顶,另一个钟放在地板上。”
  “那么因为钟慢效应,地板上钟的时间会比房顶上钟的时间慢3x10^-16s。”
  “光盒实验中,光盒因光子逃逸,导致质量下降,由于光盒与弹簧相连,所以它的位置会上升。”
  “这时,根据钟慢效应,光盒内的钟表和光盒外的钟表就不再同步。”
  “所以,我们并不能准确测量出光子逃逸所需要的时间。”
  “时间-能量不确定性原理依然成立。”
  “光盒效应恰恰证明了相对论和量子力学之间,有某种内在的联系。”
  后世的卫星之所以需要用到非常精确的计时工具,就是因为广义相对论效应。
  卫星和地面之间的高度差产生的时间误差,不容忽视。
  哗!
  房间内顿时响起一阵惊呼!
  “天啊!”
  “原来答案这么简单!”
  “只要考虑广义相对论效应即可。”
  “我怎么没想到呢。”
  众人恍然大悟!
  这个解释简直无懈可击。
  布鲁斯教授果然是布鲁斯教授,他敏锐地抓住了所有人都忽视的细节。
  同时,众人又细细品味布鲁斯教授的那句话:相对论和量子力学或许有内在的联系。
  好像这两个理论某一天会被统一。
  然而,等到量子场论出现之后,怪事就来了。
  引力无论如何都无法被纳入量子场论的框架。
  明明它们之间有很多的联系,但就是不兼容。
  后世甚至有部分人认为,也许广义相对论是错的,才导致融合失败。
  不过,没有谁能创造一个取代广相的理论。
  海森堡脸色狂喜,好像是他自己回答出的一般。
  “我就知道布鲁斯教授一定可以!”
  “什么爱因斯坦,什么薛定谔,绑在一起也不如布鲁斯教授!”
  玻尔露出果然如此的神情。
  “可惜,差一点点我也想到了。”
  “仿佛这个答案似曾相识。”
  真实历史上,在第六届索尔维会议上,哥本哈根学派众人被爱因斯坦的光盒实验搞得措手不及。
  海森堡、泡利等人吓出一身冷汗。
  他们完全找不到反驳的地方。
  就连他们的带头大哥,玻尔也束手无策,面如死灰。
  当天会议结束后,爱因斯坦和玻尔返回酒店住处时,留下一张珍贵的照片。
  照片上,爱因斯坦大步流星地走着,脸上露出狡黠的笑容。
  而玻尔在一旁像小老弟一样,不停地询问:
  “光盒是否真的能运行?”
  “它是否意味着量子力学的终结?”
  爱因斯坦不紧不慢地笑着说道:
  “这既不是终极,也不是开始。”
  “我只是想证明量子力学前后矛盾,是不完备的。”
  那一晚,玻尔心烦意乱,彻夜未眠。
  他一直在思考光盒实验的每一处细节,最终灵光一闪,在“称重”上找到了突破口。
  相对论大师爱因斯坦却犯了一个相对论的错误。
  爱因斯坦听后,惊呆了。
  他总算明白刚刚那句“聪明反被聪明误”是什么意思了。
  他用狭义相对论解释了费米的疑问。
  却没想到用广义相对论解释自己的疑问。
  爱因斯坦立刻就意识到,是自己错了。
  他的实验确实没有考虑到广义相对论。
  于是,他苦笑道:
  “布鲁斯,你又一次说服了我。”
  “光盒实验无法证明不确定性原理有错误。”
  爱因斯坦不得不承认,量子力学的基础比他想象的牢固很多,不是那么轻易能否定的。
  洛伦兹笑着总结道:
  “爱因斯坦教授,你虽败犹荣。”
  “这个会场内,除了你,再也没有人能挑战布鲁斯教授了。”
  “我支持你!”
  “不能每次都让布鲁斯教授一个人唱独角戏。”
  “我们这么多物理学家聚在一起,难道还能输给布鲁斯教授一个人吗?”
  众人皆是一笑。
  “况且就算输了也是好事,那证明量子力学牢不可破。”
  “物理学的未来一片光明!”
  啪!
  会场内响起热烈的掌声。
  第一天的会议完美结束。
  众人在各自回去休息时,还意犹未尽地讨论着白天的内容。
  爱因斯坦和薛定谔走在一起。
  他感慨道:
  “量子力学应该没有什么问题了。”
  “我准备的问题都被布鲁斯解决了。”
  薛定谔今天可谓是大开眼界。
  爱因斯坦教授和布鲁斯教授的交锋太精彩了。
  他笑着说道:
  “教授,你真的认可不确定性原理了吗?”
  “你可是隐变量理论的提出者。”
  “不确定性原理或许就是某种隐变量的近似。”
  爱因斯坦轻轻一叹。
  他和李奇维在量子力学上属于理念之争。
  一方认为世界是确定的,另一方却认为是不确定的、概率的。
  这种“道”之层面的分歧,远不是一两个实验就能解决的。
  忽然,薛定谔说道:
  “教授,之前你在演讲时,我想到了一个思路,你看行不行。”
  “相对论作为比量子力学更早的理论,它的结论的可信度显然更高。”
  “那么,能不能试图找出,不确定性原理或者概率波理论中不满足相对论结论的部分呢。”
  “比如,光速不可超越,光速不变等等。”
  “如果能找到二者之间的矛盾,那么相对论和量子力学必然一个有问题。”
  爱因斯坦闻言,眼睛一亮。
  这倒是一个非常好的角度。
  他完全不需要直接找出不确定性原理的错误。
  如果能证明不确定性原理和已有的理论矛盾,反而更有说服力。
  这一晚,爱因斯坦有点失眠了,一个灵感在他的脑中缓缓成型。
  与此同时,所有人都在期待着第二天的会议。
  (本章完)