德国,慕尼黑大学。
物理系教授索末菲的办公室内。
索末菲、维恩、玻恩、泡利四人碰巧聚在一起。
今天是哥廷根大学和慕尼黑大学的物理教授交流会。
玻恩应邀前来,维恩和索末菲接待了他。
而泡利则是临近新年,特意来拜访导师索末菲,顺便分享他在量子研究所的见闻。
在泡利心中,索末菲对他恩重如山,他很敬重对方。
因此,二老一中一少,就这么凑在了一起。
泡利看到维恩后,眼神带着莫名的意味。
看维恩的表情就能知道,他刚刚估计被泡利呛的不行。
不过,还不等二人进一步开撕,海森堡就进来了。
一场“学术论战”就此结束。
此刻,四人全都对海森堡的论文产生了极大的兴趣。
哪怕维恩也不例外。
他很想知道,眼前这小子到底哪点吸引了布鲁斯教授。
动手实验能力不行,基础知识掌握的不深,性格还内心扭捏。
怎么看都不像能成为物理学家的样子。
至于奥赛银牌、天才头衔这些东西,在诺奖大佬维恩眼里,那都是骗小孩的。
“talk is cheap,show me your paper。”
索末菲特意戴上眼镜,郑重地接过论文。
其他人或坐或站在他的身后,一起阅读论文。
《量子论的基本方程》。
看到题目的一瞬间,索末菲心中震撼。
“好小子,该不会是重构量子论的论文吧。”
他作为海森堡的导师,自然知道这个学生对量子论的热爱。
现在对方又去了量子研究所工作。
除了这个方向,他觉得海森堡应该都看不上。
只是,重构量子论有那么容易吗?
索末菲不再多想,开始仔细看了起来。
“光谱频率数组?”
“光谱概率数组?”
哗!
他的内心一颤!
好巧妙的角度啊!
好雄厚的实力啊!
若是没有对量子论的深入理解,绝对想不到提取这两大参数。
而且它们还都是布鲁斯教授以前提到的:可观测的量。
仅仅这一步,索末菲就断定这篇论文绝对不简单。
起步《自然》正刊!
旁边的维恩、玻恩皆是同样震撼。
对于大佬们而言,论文的开篇基本就决定了论文的档次。
立意高低、角度新旧,一看便知。
毫无疑问,海森堡的这篇论文,是最顶级的开篇。
在繁芜复杂的量子论中,找到一个独特的切入点。
维恩忍不住看了对方一眼。
心中嘀咕道:
“难道是我看走眼了?”
索末菲神色惊喜,连忙问道:
“海森堡,这是你在闭关时想出来的吗?”
“这个想法太好了!”
要是换作以前的海森堡,此时肯定会不好意思。
但是现在,已经脱胎换骨的他,大大方方地说道:
“不是的,教授。”
“这是我在量子研究所期间,布鲁斯教授在讨论会上提出的想法。”
“他说如果想研究重构量子论的,可以参考这个角度。”
“泡利师兄也知道。”
哗!
众人心中震撼!
难怪他们刚刚看开头,有种惊为天人的感觉。
原来是出自布鲁斯教授之手。
那就理所应当了。
布鲁斯出品,必属精品!
泡利挠挠头,有点不可思议道:
“海森堡,难道你真的根据这两个可观测的量,推导出量子论了?”
“靠!那我再回量子研究所,岂不是要被疯狂嘲笑了。”
海森堡呵呵一笑。
“师兄,我还差一点,你看完论文就明白了。”
索末菲不懂他们俩之间的秘密,于是接着看论文。
“简谐振子。”
“动量数组p。”
“位移数组d。”
嘶!
众人又是一惊!
这不是当初布鲁斯教授推导量子概念的方法吗?
海森堡竟然完美借鉴了过来。
而且有理
有据!
原子发生的不同频率电磁波,确实可以用简谐振子的方法研究。
如此一来,就把复杂的物理问题,变成了数学问题。
而简谐振子对物理学家而言,那就太熟悉了。
“这个想法太棒了!”
索末菲再次问道:
“海森堡,这是你自己原创的吧?”
海森堡自信地点点头。
“教授,后面的内容,都是我闭关的成果。”
索末菲甚至兴奋地拍了拍桌子。
“好!”
“非常好!”
“仅仅凭借这个想法,你这篇论文就不得了啊!”
“竟然能从这个角度重新研究量子论的实验现象基础。”
“创新性太强了!”
索末菲显然已经被论文震惊住了。
所以,哪怕他当着外人的面,也情不自禁地大肆夸奖自己的学生。
这就是索末菲深受学生喜爱的原因。
泡利现在是一边为海森堡开心,一边为自己担忧。
他之前才反驳过布鲁斯教授,说这个方向是错误的。
结果很快就要被啪啪打脸了。
以他的素养,当然知道海森堡这篇论文的价值。
绝对是顶级的成果!
不过,这就显得他是小丑了。
泡利在心里安慰自己:没事,只要脸皮厚,尴尬的就是别人。
维恩心头震动。
他没想到自己真的看走眼了。
眼前的海森堡果然配得上天才之名。
虽然对方借鉴了布鲁斯教授的方法,但是使用过程完全不一样。
对方是站在巨人的肩膀上,眺望到了更远的风景。
现如今的物理学,理论方向想要有所突破,其难度比实验物理高了一个层级。
但是海森堡做到了。
维恩此前哪怕再对海森堡有看法,他也得承认:
“了不起!”
几人中,唯有玻恩最为平静。
他在看到动量p和位移d的形式时,忽然觉得有点熟悉。
“这种符号形式,好像是数学中的某个分支。”
“但是我记不清了。”
“有点意思。”
这时,泡利急性子催促道:
“导师,快翻下一页,我想知道最后的结果到底是什么。”
索末菲宠爱地笑了笑,继续翻下去。
结果就震惊了众人。
“数组相乘。”
“pxd≠dxp。”
轰!
索末菲四人瞪大了双眼,仿佛看到了什么不可思议的事情。
“这......”
“这怎么可能?乘法不满足交换律吗?”
“估计是算错了吧。”
但是这么明显的错误,哪怕是小学生都不会犯啊。
海森堡就算再偏科,他也不可能犯这种低级错误。
即便是维恩,他也不相信海森堡会粗心写出这种东西。
这一刻,四人都没有率先发声。
他们紧紧地盯着公式,又把推导过程仔细看了一遍。
没错!
pxd就是不等于dxp!
哗!
这下好玩了。
四人完全懵逼。
他们研究物理那么多年,从来没有遇见过这种现象。
物理就算是超脱数学的,但是它也要满足数学的公式啊。
怎么可能两个数相乘的顺序不同,导致结果也不同呢。
这也太匪夷所思了!
索末菲被震惊的喃喃自语:
“老天啊!”
“海森堡你这是创造了一个什么怪物啊。”
不过,他立刻神色激动。
“但是,我有预感,这绝对是全新的发现,将引发震动!”
泡利此刻也表情严肃,他锐利的眼睛,仔细看着公式,问道:
“海森堡,你想问的问题,应该就是这个吧。”
“pxd≠dxp。”
海森堡看着众人震惊的表情,心中还是很得意的。
他的成果连这么多大佬都被惊住了。
“是的,泡利师兄。”
“我虽然对数学有一定的了解,但是我从来没有见过这种形式。”
“用数组的方式相乘后,竟然就不满足交换律了。”
“所以,我卡在这里了
,进行不下去。”
“但是我可以确认,我的理论推导和计算过程,绝对没有任何问题。”
泡利点点头。
今天可是有维恩、玻恩、索末菲三位大佬在场。
虽然他经常?别人,但是不代表大佬们的实力是弱的。
这篇论文从头到尾看下来,一气呵成,非常完美。
但是现在,却卡在这里,导致进行不下去。
也就没有办法达成布鲁斯教授的目标:直接推导出量子论的结果,比如四大量子数。
泡利啧啧称奇,他来了兴趣。
这种新颖的内容,对于他这样的天才,有着极大的吸引力。
越难,他就越兴奋。
他提出了一个可能的想法:
“我感觉这应该是数学上的某种机制。”
“有点类似当年布鲁斯教授提出广义相对论时,用到的黎曼几何。”
“难道这种奇怪的乘法,也是某种小众的数学知识?”
“可惜,我的数学不太行,我看不出来是什么。”
海森堡闻言,点点头,他的想法和泡利基本一样。
理论物理到最后,很容易变成数学问题。
但是在这个时代,数学还不是物理学家的强项。
比如维恩。
他已经完全傻眼了。
作为实验物理大佬,他的数学可能是在场最差的。
所以,当他看到海森堡捣鼓出这么个东西后,他的第一感觉就是:
“这小子恐怕真弄了个惊天动地的东西出来。”
毕竟按照常理来说,越看不懂的东西往往越牛逼。
维恩也不敢给出什么建议了。
这是他最不擅长的领域。
此刻,只有玻恩一直一言未发。
他眉头紧锁,好像在回想什么内容。
海森堡一直在观察几人的表情,希望能有人为他解答疑惑。
而玻恩无疑是他最看重的一位。
对方在二十多年前,就曾被布鲁斯教授邀请参加在比利时举办的青年学者会议。
那场会议经常被无数人津津乐道。
因为当初参会的人,现在基本都是科学界赫赫有名的人物。
甚至不乏诺奖大佬。
比如劳厄、哈伯......
所以,玻恩虽然还没有获得诺奖,但是众人都不敢小瞧他。
因为他在晶体动力学、电磁理论等领域,都有不俗的研究成果。
而这些理论领域,对于数学要求是非常之高的。
不知过了多久。
忽然,玻恩微微一笑,开口说道:
“我知道这是什么了。”
哗!
众人皆是一惊!
齐刷刷看向玻恩。
海森堡更是双眼放光,脸上出现难以抑制的兴奋。
他颤抖地问道:
“玻...玻恩教授,您见过这种神秘的乘法公式吗?”
玻恩最后看了一眼论文,然后抬起头,露出自信的笑容。
“我也是刚刚才想起来。”
“二十年前,我还是学生的时候,曾经听过一场数学讲座。”
“当时那个教授也提到了这种乘法形式。”
“如果我没有记错的话,这个东西应该称为【矩阵】!”
哗!
矩阵一出,所有人都震惊了。
这名字一听就牛逼轰轰的,绝对是很难很难的数学知识。
海森堡大喜,浑身的细胞都在欢呼。
这说明他的理论没有错!
他推导出的公式是符合数学的。
换言之,他有希望重构量子论了!
他连忙问道:
“玻恩教授,那您了解矩阵的运算吗?”
“我计算的对不对?”
玻恩尴尬一笑。
“我要是懂矩阵,刚刚也就不会迷糊了。”
“当时我只是听过这个名字,但是我没有深入去了解过。”
“毕竟在物理学领域,还从来没有人用矩阵这种数学知识解决问题。”
“它太小众了。”
“当时那个数学教授说,连数学界都没有多少人研究矩阵。”
海森堡闻言,虽然心中叹息,但他依然感激玻恩。
只要搞清楚这是矩阵就好。
无论多难,大不了他从头开始学。
这时,泡利忽然反驳
道:
“玻恩教授,你可得确定好啊。”
“你千万不要用数学破坏了海森堡的物理思想。”
泡利的嘴太厉害了。
他为了保护海森堡的成果,直接?上玻恩了。
索末菲顿时有点头疼。
“这小子......”
不过,玻恩并没有在意,因为他知道这家伙不是针对他自己。
他可不会和泡利一般见识。
不过,泡利的担心也是有道理的。
海森堡的论文现在处于关键的阶段。
必须要有一个既懂矩阵又懂物理的人,才能指导他,让论文中的计算进行下去。
而这样的人,恐怕这个世界上只有那个男人了。
于是,他笑着对海森堡说道:
“我认为,你最好让布鲁斯教授看看你的论文。”
“我相信,他肯定知道矩阵。”
“现在物理学界,也只有他能指导你这篇论文了。”
玻恩的话让众人点点头。
现在也只有布鲁斯教授出手才行。
索末菲立刻说道:
“这样吧,我直接给量子研究所发去一份电报。”
“如果那边还没有放假,一定会有人接收到的。”
“到时候,我们听听布鲁斯教授的意见。”
“我现在就发,估计英国那边可能要明天才能回复。”
“海森堡,你今天就不要回去了,在我这里将就一晚。”
海森堡连忙点点头。
他难掩兴奋之情。
接着,他又向房间内的四人真心道谢。
每个人都在尽力地帮助他。
这一刻,海森堡亲身体会到了学术交流的重要性。
思想的碰撞才能带来创新的火花。
要是他选择闭门造车,估计可能会抛弃矩阵。
因为在他的认知中,就不相信有这种乘法。
“布鲁斯教授,谢谢您。”
“您建议我多出去走走,多和人交流,是对的。”
此刻,索末菲心中万分感慨。
他对于布鲁斯教授培养学生的能力,简直佩服的五体投地。
海森堡这才去了多久啊。
竟然这么快就要发表震撼级的成果了。
这也太神了吧。
忽然,他老脸一红,他也想去读布鲁斯教授的博士了。
最后,五人相约明天再聚。
因为他们都对矩阵好奇到了极点。
他们特别想知道布鲁斯教授对这篇论文的看法是什么。
索末菲笑道:
“好了。”
“让我们明天一起见证吧!”
接着,他就快速写下了电报内容。
晚上,海森堡和泡利躺在学校外旅馆的床上。
他怎么也睡不着。
泡利打趣道:
“怎么,激动的睡不着啊?”
海森堡悠悠地说道:
“哎,希望不是我的一场美梦啊......”
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量子研究所。
当李奇维看完索末菲的电报后,微微一笑。
“矩阵啊......”
“恐怕整个物理学界只有我一个人懂了。”
真实历史上,矩阵的概念是由英国数学家阿瑟·凯莱在1858年提出的。
它最早是来源于研究方程组的系数和常数关系。
形象地说,就是专门解大量方程组的手段。
到后来,矩阵成为了高等代数中最常见的工具。
后世的理工科大学生必修的科目《线性代数》,讲的就是矩阵的内容。
但是现在这个时间点,矩阵还没有那么大的影响力。
和黎曼几何类似,它也属于数学中的偏门领域,研究的人比较少。
所以玻恩虽然听过矩阵的讲座,但是他后来就再也没有接触过。
自然也就一下想不起来了。
李奇维内心感慨。
海森堡不愧是量子力学的最顶级天才,他顺手又把矩阵给发明了一遍。
真实历史上,这就是矩阵力学的来源。
作为量子力学的第一个版本,矩阵力学一出场,就镇压天下。
因为它和广义相对论一样,大多数物理学家根本看不懂。
所以,他们只能先疯狂补课矩阵的内容,
然后再返回来研究矩阵力学。
最后,所有人就被晦涩复杂的矩阵折磨的欲仙欲死。
李奇维想到这些,就觉得好笑。
接着,他拿起笔,写下了回信内容。
1922年12月27日。
慕尼黑大学,索末菲的办公室内。
在海森堡等人的无比期待中,索末菲宣布了李奇维的回复。
“玻恩教授所言正确。”
“pxd≠dxp为矩阵之基本特性。”
“它不满足乘法交换律。”
“矩阵是由......”
“......”
“经我计算,pxd减去dxp后,会得到一个常数。”
“此为论文之关键。”
“且这篇论文很有意思,或许有重构量子论之可能。”
“鉴于电报内容篇幅所限,望海森堡你于新年后尽快返回研究所。”
“与我详谈。”
“布鲁斯·李,留。”
哗!
海森堡听完内容,兴奋的差点要跳起来了。
“布鲁斯教授实在太强了!”
“他甚至直接帮我计算下一步。”
“我根本没有想到pxd减dxp的情况。”
“还有那个常数又是什么?”
海森堡恨不得现在能长一双翅膀,直接飞到英国去。
这个新年哪里有他的论文重要。
不过也罢!
但是没办法,他不过,人家得过啊。
所以,即便他再激动,也得等到新年之后了。
众人看着海森堡开心的样子,都为他高兴。
同时,他们对于布鲁斯教授叹为观止。
对方甚至都没有看全论文,仅仅只是索末菲讲了几个重点。
结果,布鲁斯教授都推导出下一步了。
“这也太夸张了吧!”
玻恩笑着说道:
“布鲁斯教授对矩阵如数家珍。”
“甚至连提出者和提出时间都知道。”
“他简直就是一本活着的百科全书。”
海森堡等人只能膜拜。
哪怕是强如泡利,也不得不认怂。
布鲁斯教授的实力,已经完全超越他们一个等级了。
连矩阵这么偏门的数学知识都知道,关键还能运用自如。
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接下来的十多天,海森堡的心情就没有平静过。
哪怕是新年那天,无数亲朋好友来访,他都没有太过注意。
海森堡的父亲是语言学家,他的弟弟是化学家。
两人看出了海森堡的异常,都好奇地问道:
“你怎么了?”
“研究有了重大突破?”
海森堡不语,只是一味地傻笑。
面对父亲和弟弟,他现在不敢把话说的太早。
万一到时候布鲁斯教授发现了论文中有错误。
那他就欲哭无泪了。
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时间过的很快。
转眼就进入了1923年。
1月8日。
火车站。
海森堡在前往英国前,见了舒马赫最后一面。
看见对方的刹那,他觉得论文都不重要了。
舒马赫笑道:
“你在笑什么呢?”
海森堡从来没有过这样的表现,他霸气地说道:
“从今天起,我就要改变物理学界了!”
舒马赫闻言,瞬间化身迷妹,瞪大了双眼,给足了情绪价值。
“哇!”
“海森堡,你太厉害了!”
“你的研究有了重大突破吗?”
这一刻,海森堡没有谦虚,他信心十足。
“是的。”
“而且,还要多亏了你。”
“上次你说的记账的事情,给了我最宝贵的灵感。”
舒马赫不懂,但她能感受到海森堡那几乎要溢出的情绪。
突然,她踮起脚尖,轻轻吻了他。
“我期待你名震天下的那天。”
海森堡呆了。
他笑着,转身,一步踏出。
意气风发!
“此去,我要让物理学改天换日!”