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第546章 量子隧穿效应!神秘“穿墙”!同时证明概率波和不确定性原理!

1924年注定是物理学史上最非凡的一年。

诞生于这年的成果,或许不是物理学中最最重要的,毕竟有广相在前,很难超越。

但这一年绝对是最精彩的一年,整个物理学界都在为量子力学而疯狂。

它的内涵极其丰富,物理解释神秘莫测。

很多天骄哪怕只是做出一点微小的工作,都足够名留青史了。

德国,哥廷根大学。

洪特如往常一样,早早就来到了实验室。

只不过他今天表现的有点激动。

因为前段时间他发现了一个非常有意思的现象。

他今天准备好好研究。

洪特在前年博士毕业后,就成为了导师玻恩的助教,后者还为他谋求了一份哥廷根大学的讲师工作。

所以,他可以一边上课,一边继续跟着玻恩做研究,就如当初的威尔逊。

作为洪特规则的提出者,按理说,他在物理学界也不能算无名之辈。

但是洪特这个人非常低调,他不喜欢到处参加会议,只喜欢埋头搞研究,所以论文发的很猛。

真实历史上,他一共发表了250多篇论文,绝对是高产物理学家。

随着量子力学的兴起,洪特作为玻恩的学生,当然不会错过。

他最近的课题是用量子力学研究分子光谱。

不管是旧量子论还是量子力学,在单原子的研究上,都产生了特别好的效果,几乎可以解释一切问题。

但是一旦涉及到分子,哪怕是最简单的双原子分子,情况就会变得非常非常复杂。

量子力学会遇到各种各样的问题,因此诞生出很多细分方向的理论。

而分子光谱就是其中之一。

洪特在他的实验过程中,发现了一个很不可思议的现象。

分子竟然能够从一个位势阱穿越障碍,到达另一个位势阱,然后再穿越回来。

什么意思呢?

举个形象的例子。

假设分子是个小球,它的前方有一个小土坡。

现在,分子想要越过小土坡这个障碍,到达另一边。

那么常规办法是什么呢?

给分子小球施加能量,让它的能量超过小土坡的高度所需要的势能。

比如,可以推分子小球,或者拉着分子小球,越过小土坡。

这很好理解,也符合经典物理学的图景。

但是洪特却发现,分子竟然还有另外一种方式。

这种方式极其匪夷所思。

那就是:分子小球好像没有看见这个小土坡一样,直接就直愣愣穿过去了。

简直就跟穿墙一样,没有任何理由。

这颠覆了洪特的三观。

他今天就是为了解决这个问题。

很快,他又重复了一遍实验,结果毫无疑问。

分子又神奇地直接穿越过障碍了。

他忍不住惊呼一声。

“这太离奇了!”

这时,一个年轻人被洪特的声音所吸引。

他走了过来,满脸好奇,笑着问道:

“洪哥,你的实验取得突破了吗?”

看见来人,洪特显得非常热情,同时又非常兴奋。

“费米,我觉得我发现一个了不得的现象。”

“你是布鲁斯教授认可的天才,要不你帮我分析分析。”

费米连忙谦虚道:

“洪哥,你就不要取笑我了。”

“我才刚刚毕业,什么都不懂,需要向你学习。”

费米博士毕业后,受到意大利政府特别奖金的资助,前往德国留学。

机缘巧合之下,他来到哥廷根大学,在玻恩的指导下从事研究工作。

于是,他就和洪特成为了好朋友,二人年纪相仿,自然有很多共同话题。

费米作为意大利物理学界的希望,承载着众人的期许。

真实历史上,费米在玻恩那里镀金一段时间后,又去了荷兰莱顿大学呆了一年多。

留学结束后,他回到罗马大学直接担任物理学教授。

而那时,他只有25岁。

紧接着,他在28岁时,又被选为意大利科学院的院士。

天才程度,可见一斑。

洪特闻言,哈哈一笑。

他知道眼前这个小老弟是不折不扣的绝世天才。

所以,他很认真地想寻求对方的意见。

于是,他就把自己发现的分子离奇现象描述了一遍。

费米听完后,产生了极大兴趣。

“哇!”

“这个现象很有意思!”

“在经典力学里,这是不可能发生的事情。”

“小球怎么可能直接越过障碍呢?”

二人热烈地讨论起来。

这时,费米说道:

“我觉得可以用概率波解释这个现象。”

“分子虽然在障碍的一侧,但是它的本质是概率波。”

“也就说,分子是有一定的概率出现在另一侧的。”

洪特皱了皱眉头,他思考了一会,说道:

“之前,我也想到用概率波解释。”

“但这样会有一个问题。”

“分子因为概率波虽然会直接出现在障碍的另一侧。”

“但是,这个出现的过程】是什么样的呢?”

“它越过障碍的机理是什么呢?”

“电子可以出现在原子内部的任意一处,那是因为原子内部是空的,没有阻碍。”

“但如果在原子内部放置一个障碍物,电子会不会就被挡住呢?”

费米毕竟是天才,瞬间就明白了洪特的意思。

对方说的确实很有道理。

能不能出现和怎么出现,不是一回事。

如果没有这个障碍,分子出现在另一侧,就很好解释。

但有了障碍,就得解释分子到底是如何穿过障碍的。

一时间,二人绞尽脑汁,也想不到什么头绪。

这个现象太诡异了。

这时,费米提议道:

“洪哥,我们去问问玻恩教授吧。”

“量子力学,他比我们更有经验。”

洪特笑道:“正有此意!”

于是,二人结伴来到玻恩的办公室。

咚咚咚!

“请进!”

浑厚的声音响起。

玻恩头也没抬,他正在给好友冯·卡门回信。

早在十多年前,二人就开始一起合作发表论文,产生了深厚的友谊。

如今,冯·卡门去了美国。

他在密立根的盛情邀请下,帮助加州理工学院组建了航空实验室,并且还建造了风洞。

冯·卡门当时在哥廷根大学,主要研究方向是流体力学和空气动力学。

这两个领域,绝对是力学中的硬骨头。

而冯·卡门成果累累,是业内公认的力学大佬。

至于真实历史上,他和钱学森的故事,应该就不用多说了。

这次,冯·卡门给玻恩写信,是讨论正在筹备的“第一届世界力学家大会”。

冯·卡门作为力学领域的公认领头羊,他想举办力学家们自己的布鲁斯会议。

也就是所谓的第一届世界力学家大会。