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第六百七十三章 神預言


更新時間:2024年05月30日  作者:三秋空城  分類: 歷史 | 清史民國 | 三秋空城 | 游走在晚清的亂世理工男 


慕尼黑整體情況不太樂觀,不過這時候的慕尼黑大學水平卻不一般,經典領域有倫琴鎮著,量子領域有索末菲這尊大神,學生中則有一對炸裂級別的同學:泡利和海森堡。

所以愛因斯坦和李諭舉辦講座可以講點難度高的。

愛因斯坦在黑板上寫出他的場方程,講道:

“三年前,我第一次想到宇宙的樣子,提出了宇宙有限無邊的理論,現在廣義相對論經過日食觀測被證實,可以進行更深一步的研究了。

“大家看,如果有一個球殼,即三維空間下球體的二維曲面,它顯然是有限的,但生活在球殼上面的二維生物肯定找不到邊界。

“我們的三維世界與之類似,只需要把二維球殼想象成三維的空間就行。也就是說,我們的空間是四維時空中的三維超球面而已。”

泡利立馬舉手問道:“如果宇宙有限無邊,我是不是可以駕駛像李諭先生書中的宇宙飛船那樣的飛行器,沿著宇宙某一個方向行駛,假設生命無限,還會回到原點?”

愛因斯坦說:“沒錯,這樣也順便解釋了奧伯斯佯謬,因為宇宙是有限的,夜晚的天空就不可能是明亮的。

“同時,這樣的假定還可以求解廣義相對論場方程。偏微分方程組需要初始條件和邊界條件,初始條件容易解決,按照現在的宇宙就可以;而邊界條件,既然宇宙有限無邊,就不需要邊界條件了。”

海森堡說:“教授似乎是在引導我們求解這個極其困難的偏微分方程?”

“可以這么理解,”愛因斯坦說,“但我還要給場方程加點東西,因為這個方程只體現了引力。而宇宙中如果只有引力,不應該是靜態的,應該會在引力下坍縮。所以我認為還存在一個未知的排斥項,但至于它具體是什么,我并不知道,所以暫時用一個大寫的Λ來表示,姑且稱其為宇宙項。”

這就是大名鼎鼎的愛因斯坦宇宙項常數。

泡利這人就愛唱反調,立馬問道:“愛因斯坦教授,我承認引入這個宇宙項后,引力與斥力可以達到平衡,形成您所說的靜態宇宙模型。但最關鍵的問題就是斥力在哪里,是由什么提供的?不管實驗觀測還是理論推導,都不存在所謂的斥力。”

“非常棒的問題,”愛因斯坦說,“但我很遺憾地告訴你,我真的不知道,甚至很疑惑。”

泡利說:“那么加入宇宙項后的場方程,就存在不可知的缺陷,不完整了?”

“額……可以這么說吧,”愛因斯坦承認道,“畢竟對于宇宙,我們還有很多不知道的東西。不過也好,這樣就有了研究方向。”

愛因斯坦成功化解了自己的尷尬,也見識到了泡利這個“懟神”威名,——有啥說啥,一點都不懼怕權威。

泡利一向如此,幸虧他在慕尼黑大學跟的是脾氣好的索末菲。明年轉入哥廷根學習,玻恩就十分受不了泡利。

結束講座,來到物理系的辦公室,索末菲盛贊了愛因斯坦的廣義相對論。

李諭則突然拿出一本小雜志,對愛因斯坦說:“這篇文章您看過嗎?”

愛因斯坦瞄了一眼,說:“看過,是一個叫做弗里德曼的俄國數學家投的稿。他竟然說通過廣義相對論的場方程解出了新宇宙模型,并且分成了歐式幾何與非歐幾何三種情況,宇宙既有可能收縮,也有可能膨脹。但不管哪一種,他都聲稱宇宙不是靜態的。”

其實就是不同的空間曲率的三種情況。

咱們平常認知的世界是個平直空間,也就是歐幾里得幾何,或簡稱歐式幾何,三角形的內角和等于180°,這樣的宇宙是無限無邊的;

如果是球面空間,也就是愛因斯坦假設的那個有限無邊的模型,是個正曲率空間,三角形內角和>180°;

還有一種馬鞍面形狀的負曲率空間,三角形的內角和<180°,也是無限無邊的。

索末菲拿過來看了看,說:“數學過程挺完整,怎么沒有發在《物理年鑒》上?”

“因為是我審的稿,我認為漏洞百出,就駁回了,這樣蹊蹺的文章太多。”愛因斯坦說。

“不一定是錯的,”李諭卻說,“此前我在哈佛天文臺,早就觀測到了紅移現象,雖然數據量很少,至少說明星體是在遠離我們而去。”

“那個河外星系,叫仙女座星系的,不就是藍移嗎?”愛因斯坦說,“在大尺度上,宇宙應當就是靜態的,雖然我沒有太多證據。”

索末菲說:“猜測?愛因斯坦教授果然喜歡思想實驗,你在腦子里就把實驗做了,可比我們費盡心思制作實驗儀器快捷太多。”

李諭則說:“如果真的存在這個宇宙項,能夠提供斥力,物理學可就又要掀起一陣波濤了。就像那個叫做泡利的學生提問時說的,我們沒有觀測到這種排斥力存在,假設它存在的話,我們能夠觀測到的萬有引力,則很可能就是合力。”

愛因斯坦無奈道:“確實有些難以置信,但我真的不知道這個宇宙項是什么,僅僅作為一種猜想。”

他的這個宇宙項常數將來堪稱一波三折。

又過了幾年,一個比利時神父勒梅特得到了與俄國科學家弗里德曼同樣的結果,認為宇宙不是靜態的,而是動態的,要么收縮要么膨脹。

——話說勒梅特也夠神奇的,1927年以前他一直是個職業神父,1927年突然轉行做天體物理,而且還得到了很出色的成果。

見到越來越多人推導出這個結果,愛因斯坦開始覺得事情不太對了。

到了1929年,哈勃又測量了大量恒星,發現都是紅移,并且幾乎憑借直覺發現越遠的恒星紅移越大,證明宇宙在膨脹。

愛因斯坦才明白自己錯了,承認“宇宙項常數是自己這輩子最大的錯誤”。

但李諭知道,這件事沒這么簡單,所以并沒有直接反駁愛因斯坦。

時間再過半個世紀,天文學家意外發現,宇宙在60億年前開始了加速膨脹。

這件事相當詭異,因為不知道加速膨脹的能量從哪而來的。

于是科學界猜測宇宙中存在一種“暗能量”,而且這種暗能量還要提供斥力,并且均勻分布(嚴重懷疑與真空有關,因為均勻分布的就是真空)。

后來還有人通過暗能量預言宇宙未來會大撕裂。

最主要科學家測算了宇宙項常數,竟然極其接近愛因斯坦預言的1,真是神了!

所以被愛因斯坦拋棄的宇宙項常數,神奇得又回來了(仍舊存在很多疑點有待研究)。

李諭說:“弗里德曼的結果可以拿出來,讓各大高校的學生教授們都看看,如果挑不出毛病,不見得是壞事。”

愛因斯坦尷尬道:“如果他是對的,我就真成了打壓其他科學家的丑惡權威。”

李諭笑道:“活成了討厭的樣子嘛?哈哈!”

愛因斯坦聳聳肩:“那我趕緊把這篇論文發給哥廷根再看看,他們更擅長數學。”

此后的兩天,李諭看望了看望臥病在床的倫琴,然后動身前往柏林。

德國現在叫做魏瑪共和國,復興部部長拉特瑙邀請李諭與愛因斯坦去他所住的豪宅見了面。

拉特瑙對以前李諭借了大幾千萬馬克的事情沒有多提,畢竟德國的經濟此刻就是一團糨糊,馬克比戰時還要不值錢,哪敢提還錢的事。

他現在身居高位,在魏瑪共和國里是權力頂峰的幾個人之一,個人財富倒是沒有受到太大影響。

愛因斯坦早在四年前就認識了拉特瑙,宴會上,他說道:“我非常驚訝和高興地看到,我們對生活的看法竟然如此一致。”

拉特瑙抽著一支大雪茄,笑瞇瞇地說:“我也看過報刊上關于相對論的通俗解釋,不能說好懂,但相對要容易些。”

他刻意加重了“相對”一詞的語氣。

愛因斯坦說:“只要不是發在科學雜志上的論文,應該都不會特別有難度,起碼不會有復雜的數學和公使。”

拉特瑙說:“我甚至專門學習做思想實驗,最近我在想,陀螺儀如何知道自己在旋轉?它在空間中如何分辨出它不想偏向的方向。”

李諭笑道:“是個不錯的想法,不過很容易解決,只要把自己當作陀螺,轉幾圈就可以了。”

“那就不是思想實驗,而是直接把自己當成實驗儀器了。”拉特瑙也笑道。

愛因斯坦轉移話題:“部長先生,這次來,我還受了魏茨曼所托。”

“你知道的,我反對他的猶太復國主義,”拉特瑙也是個猶太人,直接挑明了態度,然后說,“我認為目前最好的辦法,是讓猶太人承擔公共角色,成為德國權力機構的一部分。”

愛因斯坦說:“魏茨曼先生讓我轉告您,一個猶太人去管理另一個民族的國家事務是錯誤的。”

“不不不!”拉特瑙搖了搖手,“像我這樣的猶太人,可以通過徹底同化為優秀的德國人來減少反猶主義,這樣對魏茨曼先生的事業也有幫助不是?”

“好吧,我會把您的話轉達給魏茨曼先生。”愛因斯坦說。

他只是傳個話,不會主動去勸拉特瑙。

而這位魏瑪共和國復興部長一年后還會擔任外交部長,幾番與蘇聯簽訂合約的舉動讓他處于危險邊緣,在一次外出時,被暗殺身亡。

這在魏瑪共和國時期是件非常重大的事情,上百萬人為之哀悼,因為它是個危險的信號,表明以后會有更多暗殺活動出現。

小胡子肯定盛贊了暗殺者。

而在海德堡大學,一直反對愛因斯坦和猶太的萊納德,也決定在哀悼日照常上課。

從那時起,愛因斯坦在德國的處境就沒有現在這么安逸了,因為據說他也上了暗殺名單,主要源于他莫大的名氣。

暗殺嘛,對象往往都是大政客或者非常有代表性的人物。

離開拉特瑙的豪宅,愛因斯坦隨口問道:“你下一步去哪做講座?”

李諭說:“講座暫時停停,我準備寫個論文。”

“什么論文?”愛因斯坦問。

李諭說:“我在一本雜志上看到羅斯托克大學一名叫做斯特恩的副教授與助手格拉赫做了一個有趣的實驗。”

“又是小雜志?”愛因斯坦好奇道,“你怎么有那么多時間去看這些東西?”

李諭笑道:“碰巧看到,而且與量子理論比較相關,就仔細研究了研究。”

“能讓你李諭院士看中,他們的實驗可能很快就要登在《物理年鑒》上了。”愛因斯坦說。

李諭關注的即斯特恩格拉赫實驗。

一開始斯特恩和格拉赫這兩人的實驗確實沒有引起重視,并且他們兩人也不是搞理論物理的,斯特恩本來只是想驗證驗證索末菲與玻爾誰對誰錯。

玻爾提出能級理論后,索末菲不是給他擴展了一下嘛。索末菲覺得玻爾的軌道模型不見得一定是個平面,不同電子之間的軌道可能有夾角。但這樣就陡然從平面幾何變成立體幾何,難度大幅提升。

學界稱其為軌道量子化。

索末菲一戰前就提出這個理論,確實困難,加上戰爭的緣故,一直沒什么進展。

打完仗后,斯特恩這個“局外人”突發奇想要驗證驗證索末菲和玻爾的理論。

對于量子理論來說,斯特恩的確是個局外人,此前一直研究的是熱力學,不太懂量子論。

他開始做實驗挺簡單,就是讓加熱后的銀原子(加熱后原子的運動就更亂了)通過不均勻磁場然后投在屏幕上。

按照玻爾的理論,成像會是兩個點,因為角動量的量子化只能取兩個值;按照索末菲說的,加上z方向,會是三個點。

開始格拉赫檢查發現屏幕上沒有任何東西。

而斯特恩拿過來一看,有兩個點。因為斯特恩抽劣質雪茄,里面含有硫,然后遇到銀后就成了硫化銀。

——但其實也沒證明玻爾是對的。

對他們而言,實驗做到這兒就結束了。

但李諭可是知道,這個實驗和什么空間量子化沒關系,而是發現了極為重要的性質——電子自旋。


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