第554章 正反能量!虚粒子对!黑洞捕获!由虚转实!无尽震撼!
听完李奇维提出的虚粒子理论后,拉比内心震撼。
但是他不愧是索末菲喜欢的博士后,思维很灵活。
他很快就发现了问题。
“教授,假设您的量子真空涨落猜想是对的。”
“但是它依然不能说明真空可以虚空造物啊。”
“虚空造物中的【物】应该指的是真实存在的物质,而虚粒子不符合物质的定义。”
“此外,虚粒子最终又会相互湮灭,变成能量,从宏观看,还是相当于什么都没有。”
“因此,我认为您说的虚空造物观点略有欠妥。”
哗!
众人闻言,议论纷纷。
拉比的质疑很有道理。
在布鲁斯教授的描述下,虚粒子就像是游走在虚幻中的幽灵。
但虚幻的始终是虚幻的,不能变为真实。
就好比想象中的苹果再美味,人类也不可能尝出它的味道。
这种苹果又怎么能算造物呢?
李奇维闻言,微微一笑,说道:
“现在的年轻人,胆子都很大嘛。”
“已经很少有人敢这么质疑我了。”
众人皆是会心一笑。
一场精彩的会议,有时候就需要拉比这样大胆的年轻人才行。
毕竟,普朗克等大佬们不可能像孩童般一直追问。
拉比就是他们的物理嘴替。
“不过,我很欣慰。”
“一个理论只有经受各种提问,才能不断完善。”
“所以,在座的各位都可以大胆质疑。”
拉比顿时肃然起敬,他被布鲁斯教授的胸怀所折服。
这时,李奇维接着说道:
“目前物理学界对于物质一词并没有严格的定义。”
“苹果是物质,组成苹果的各种原子和分子也是物质,原子内部的电子、原子核也是物质。”
“苹果反射的颜色,以电磁波的方式进入眼睛,电磁波也是物质。”
“这些是人类看得见摸得着感受得到的物质。”
“但两块磁铁因为磁场而相互吸引,磁场是不是物质呢?”
“当然也是!”
“磁场、电场等场,也是物理学上的客观真实存在,它们也属于物质。”
“但是很显然,我们看不见摸不着也感受不到它们。”
“所以,如果仅仅认为必须是像电子那样的粒子才算物质,显然是不对的。”
“在这里,我简单给物质下个定义。”
“凡是具有质量、或占据空间、或具有能量、或能相互作用的客观存在,都是物质。”
“比如电子有质量且占据空间,所以它是物质。”
“光子虽然没有质量,也不占据空间,但它能传递能量,和电子相互作用,所以它也是物质。”
“场和光子类似,也是参与相互作用,因此也算物质。”
“根据这个定义,我们再回头看虚粒子。”
“虽然虚粒子没有质量,也不占据空间,但是它携带能量,这意味它也是物质。”
“只不过这种物质的存在形式比较奇特,它不能被直接观测到。”
“虚粒子只有在参与量子效应的时候,我们才能检测到它的影响,但检测不到它本身。”
“就好比一个范围内的磁场,在没有任何物质进入其中时,我们检测不到。”
“但是一旦有磁铁进入,根据磁铁的吸引或者排斥现象,我们就能研究磁场的性质。”
“虚粒子也是如此。”
“顺便一提,灵魂既没有质量和能量,也不占据空间和相互作用,所以它不是物质。”
“所以,我认为我的定义还是严谨客观的。”
众人闻言,皆是震撼。
在这种定义下,虚粒子确实应该算作物质。
因为虚粒子是根据不确定性原理而出现。
时间-能量不确定性关系里的能量,可是实实在在的能量,属于物质一类。
但明明是虚幻的粒子,又怎么承载真实的能量呢?
量子力学的神奇,让很多人晕头转向。
“真不知道布鲁斯教授的脑子是怎么长的,虚粒子的概念也太难懂了。”
“明明是虚幻的,却又能产生真实效应。”
“实在太匪夷所思了。”
拉比听完后,点点头。
不管怎么说,虚粒子就算不是物质,它肯定也是某种【物理存在】或者说【物理机制】。
就好比温度概念,虽然它只是粒子运动的结果,但它确实也是真实存在。
所以,虚粒子至少可以证明,他的第三层真空不是真正的真空。
只不过这个猜想实在过于惊世骇俗。
拉比觉得还要再想想,看看前排的大佬们怎么说。
李奇维看着众人疑惑和震惊的表情,心中感慨。
虚粒子概念出现的时机还是有点太早了。
真实历史上,要等到量子场论出现之后,才诞生虚粒子的概念。
量子场论认为,宇宙真空中充满了各种各样的场。
所谓的粒子,只是对应场的激发态而已。
电子是电子场的激发态,光子是电磁场的激发态。
而某些粒子之间的相互作用,就是通过虚粒子完成的。
比如,当两个电子互相靠近后,由于带同样的电荷,所以会相互排斥。
这种排斥力就是电磁力(库仑力)。
但是电子和电子之间,到底是【如何】排斥呢?微观机制是什么?
根据量子场论,两个电子靠近,其实是两个激发态的电子场靠近。
当它们靠近到一定程度时,就会产生重迭。
这时,电子场会在另一种场,即电磁场中,引起某种【扰动】。
这种扰动,使得两个电子场相互远离。
从宏观看,就是电子与电子之间产生了排斥力,从而相互远离。
好,现在重点来了。
以上所说的【电子场引起电磁场扰动】并不是现实意义中的扰动,比如摇晃椅子震动啥的。
这种扰动其实是一种数学方法和技巧,而且计算起来非常麻烦。
但是,若把这种数学上的扰动,想象成物理意义上的粒子,那么就会使计算变得非常简单。
这种粒子就是虚粒子。
很明显,虚粒子并不是真正的粒子,而是一种【扰动现象】。
对于两个电子而言,它们引起的电磁场扰动,就是虚光子。
有了虚粒子的概念后,物理学家再研究粒子之间的相互作用就很方便了。
比如两个电子是因为交换了虚光子,从而产生了电磁相互作用。
这时,有人可能产生疑问了。
“咦,你不是说虚粒子只是数学意义上的扰动吗,那它怎么又变成了物理意义上的物质呢?”
可以这样理解。
虽然虚粒子是数学上的概念,但是它所描述的过程是真实存在的物理过程。
而且这种过程中有能量的变化,有粒子的产生和湮灭。
这些都是现实意义中的物质。
所以,从这个角度考虑,说虚粒子是物质没什么问题。
在后世,很多人会对虚粒子产生误解。
要么是认为它是虚幻的存在,没有任何物理意义,甚至根本都不存在。
要么就认为它是真实的粒子,只不过检测不到,或者说存在的时间太短。
这两种说法都是欠妥的。
虚粒子和实粒子有本质的不同。
随着量子力学的不断发展,当时的物理学家们其实已经在怀疑真空的概念了。
很多人都对真空不空达成了共识,并且还提出了各种各样的理论。
其中最著名的当属狄拉克的“狄拉克之海”。
这个理论认为真空是充满了负能量的电子海。
当负能量的电子吸收能量变成正能量的电子之后,留下的空穴就成为了正电子。
当然,这个理论后来被证明是有缺陷的。
但是,它却体现了真空不空的特性。
此刻,量子场论还没有出现。
李奇维当然不可能如此深入地解释虚粒子概念。
他只能把它当成一种猜想和假设。
相当于他跳过了扰动现象的阶段,直接把扰动当成了虚粒子。
这也没有什么问题。
真实历史上,豌豆大帝孟德尔甚至在基因概念都没有出现时,就发现了遗传规律。
他简直比李奇维更像穿越者。
而且通过不确定性原理的推导,加上大胆的假设,确实能提前提出虚粒子的概念。
甚至这会反过来为量子场论的建立提供灵感。
此刻,李奇维微微一笑,内心思忖道:
“既然如此,那我就再加一把火吧!”
在众人的震惊下,他继续说道:
“当然,以上的解释,恐怕还无法完全让我们的拉比博士信服。”
“毕竟虚粒子是在我自己给出的定义下,才成为了真实的物质。”
“这有耍赖的嫌疑。”
“拉比博士可能会说:布鲁斯教授,你别扯那么多,不管怎么说,你的虚粒子都只是假想的。”
“就算它是某种物理存在,但不能对真实宇宙产生影响,又有什么用呢?”
众人闻言,皆是哈哈一笑。
拉比也羞红了脸,连忙解释道:“教授,我绝对没有这种想法。”
李奇维对他笑了笑,接下来的话却让所有人震撼不已。
“不过,没关系。”
“在虚粒子的基础上,我还有另一个猜想。”
“我认为,虚粒子在某种情况下,可以转变成实粒子。”
“即由虚变实!”
轰!
刚刚还欢快的现场,瞬间响起倒吸冷气的声音。
所有人瞪大双眼,满脸不可思议。
这个猜想太骇人了!
众人议论纷纷。
“虚粒子竟然会变成实粒子?”
“那岂不是打破维度和次元了?”
“难道我真的能见到二次元美美?”
“这太匪夷所思了!”
“不可能!绝对不可能!”
普朗克、爱因斯坦等大佬同样惊骇不已。
他们刚刚还沉浸在虚粒子概念的惊艳之中。
对于他们这样的大佬而言,理论的创新远比对错更加重要。
显然,布鲁斯提出的量子真空涨落和虚粒子概念,彻底颠覆了物理学家对于物质的认知。
他们需要重新审视一直以来对物理存在的定义。
这是影响物理基础的大事。
而现在,布鲁斯竟然说虚粒子可以变为实粒子,这就有点骇人了。
其所代表的内涵令人无法想象。
打破虚空!
哪怕以他们的心境,也忍不住震撼。
海森堡、泡利等人则是神色极度兴奋。
布鲁斯教授天马行空的思想,让量子力学展现了它真正神秘莫测的面貌。
他们这些年轻的天才,很容易接受虚粒子的概念。
无论这个概念是多么神奇,它总归是在量子力学框架的猜想之下。
而且它是布鲁斯教授通过不确定性原理推导出来的。
海森堡有着绝对的自信!
而拉比的表情,比所有人都要激动。
他觉得自己这辈子最正确的事,就是来参加此次的演讲。
以后他可以跟别人吹:在我的追问下,布鲁斯教授提出了一个惊世骇俗的理论。
李承道用胳膊碰了碰李承德。
他想再次验证对方的直觉。
“二弟,你觉得父亲的想法可能吗?”
李承德简单想了一会儿,然后牛逼哄哄地说道:
“当然可以!”
“父亲曾经提出过太极阴阳图理论。”
“把那种理论代入进来看,阳鱼就是实粒子,阴鱼就是虚粒子。”
“阴极为阳。”
“只要想办法让阴的状态发生变化,不就行了。”
“比如,给虚粒子填充能量,它不就变成了实粒子。”
李承道听完后,默默不说话。
正因为二弟的理论很离谱,他反而觉得可能有点道理。
李承道内心感慨:
“李二少是物理学界的怪才啊!”
此刻,在众人的震惊目光下,李奇维继续说道:
“如果各位刚刚认真听讲,就会发现一个细节。”
“我说真空因为发生量子真空涨落现象,从而会产生虚粒子。”
“但是注意,我说的是一对虚粒子,而不是一个虚粒子。”
“这其中的区别很大。”
“因为,哪怕是真空量子涨落现象,也需要符合能量守恒定律!”
“如果只产生一个虚粒子,那么这个虚粒子的能量就不守恒了。”
“真空由于不确定性所产生的能量,都集中在这一个虚粒子上。”
“即便它是虚拟的粒子,但能量效应是真实的。”
“所以,这显然不对。”
“但是,若两个虚粒子形成一对,就可以遵循能量守恒定律了。”
“假设其中一个虚粒子拥有正能量,另一个虚粒子拥有负能量。”
“这样一来,两个虚粒子的总能量之和为零。”
“既满足了不确定性原理,又满足了能量守恒定律。”
“这也是为何明明我们的宇宙空间中,无时无刻不在发生量子涨落现象,却没有能量凭空出现的原因。”
“但是,凡事会有意外。”
“如果量子涨落现象恰好发生在黑洞周围,产生一对虚粒子。”
“其中带有负能量的虚粒子又恰好被黑洞的引力吸引,掉入黑洞之中。”
“这个虚粒子的负能量正好与黑洞的正能量抵消。”
“那么为了保持平衡,另外一个虚粒子则必须变成实粒子且极速远离黑洞。”
“否则它无法发生湮灭,这样就不遵循能量守恒定律了。”
“而这个变成实粒子的虚粒子,它的能量就来自于黑洞。”
“换句话说,黑洞因为产生实粒子,它本身可能会慢慢蒸发掉。”
“这就是虚粒子变成实粒子的方式。”
静!
死一般的寂静!
整个会场内仿佛被按下了暂停键。
刚刚热烈的讨论消失,取而代之的是无尽的震撼!
“我的老天爷!”
“这是什么理论?”
“正反虚粒子,一个被黑洞捕获,另一个就变成了实粒子。”
“听起来简直和天方夜谭一般!”
“不可能!绝对不可能!”
所有人都骇然了!
谁也没想到,根据不确定性原理,竟然能推导出如此匪夷所思的理论。
由虚转实!
恐怖如斯!
而且,布鲁斯教授竟然还把黑洞和量子力学结合在了一起。
黑洞是广义相对论的推导,虚粒子是量子力学的推导。
在对真空的描述中,它们俩竟然产生了神秘的联系。
这太巧合了!
“我怎么感觉这一切都好像是被设计的。”
“布鲁斯教授的想象力简直绝了。”
“除了佩服还是佩服!”
“.”
此刻,众人完全沉浸在由虚转实的震撼之中。
拉比已经听的呆住了。
他感觉自己研究的物理学和布鲁斯教授的物理学不一样。
“我学的可能是假物理学。”
太震撼了!
太天马行空的想象力了。
拉比甚至都觉得布鲁斯教授可能是外星人。
不然怎么能想出这样的手段呢?
一时间,拉比惊骇失神。
不管是虚粒子本身,还是虚粒子变成实粒子,都说明了真空远远没有表面看起来那么简单。
他的第三层真空,只是普通人视角的真空而已。
拉比内心感慨。
持有第一层真空观的人,在他眼里是普通人。
但是持有第三层真空观的自己,在布鲁斯教授眼里,又何尝不是普通人呢?
拉比是博士后,在普通人眼里他就是妥妥的科学家,大学者。
但是在物理学领域,他对于物理的理解,连瞥见布鲁斯教授的门槛都还没达到呢。
海森堡此刻兴奋的像个孩子。
他已经被布鲁斯教授的理论迷的神魂颠倒了。
他无条件支持!
“必须支持!”
“不确定性原理已经被证明。”
“那么由它诞生的理论也必然是正确的!”
薛定谔脸上露出一丝苦笑。
他本以为自己创造出波动力学,就是灵感和想象力的巅峰了。
但是和布鲁斯教授一比,差的就太远了。
他甚至产生了一个妄想。
“希望布鲁斯教授能够补全波动力学的遗留问题。”
“看着海森堡的矩阵力学大放光彩,有点难受啊。”
薛定谔最近一直试图弥补波动力学无法解释电子自旋的问题。
但是他的进展不大。
所以,他希望布鲁斯教授能够突破。
此刻,李承道的内心,简直震撼的无以复加。
“我的天啊!”
“二弟又对了!”
“黑洞为虚粒子补充能量,使其变成实粒子。”
“这太神了!”
他一把拉住李承德的手,兴奋道:
“二弟,你必须学习物理!”
“你要是不学物理,那就是物理学界的巨大损失。”
“将来,你或许能超越父亲!”
李承德嘿嘿一笑。
“大哥,你别取笑我了。”
“我的成绩你又不是不知道。”
李承道深吸一口气,逐渐平静下来。
他非常庆幸和二弟一起来欧洲游学,并且跟在父亲身边学习。
李奇维看着众人震惊的表情,微微一笑。
他刚刚所说的虚粒子由虚变实的过程,还有另一个大名鼎鼎的名称:霍金辐射。
真实历史上,霍金在研究黑洞时,曾提出过这个猜想。
虽然直到现在都没有被证明,但它却具有重要的理论研究价值。
不过这一世嘛,只有布鲁斯辐射了。
“小霍啊,李爷爷也是为了你好,不然你以后可能会去岛上做坏事。”
此刻,李奇维对真空不空的解释,彻底颠覆了所有人的想象。
量子真空涨落、虚粒子、由虚转实。
三大概念,层层递进。
对于爱因斯坦这样的大佬而言,他们最看重的是量子真空涨落。
由虚转实在他们看来,是太过抽象的猜想了。
毕竟现在连黑洞都没有被发现呢。
虽然恒星演化模型证明了黑洞存在的可能性。
但是目前为止,天文学界并没有发现这种奇特的天体。
关于它的各种性质,也是一无所知。
更不用提黑洞和虚粒子的相互作用了。
远远超过了现在物理学界的知识范围。
但是量子真空涨落不同。
它的物理理论基础非常扎实,来源于不确定性原理的推导。
虽然它仍然是个猜想,但相比黑洞转化虚粒子,就靠谱太多了。
牛逼的物理学家甚至暂时可以研究量子真空涨落现象。
至于虚粒子概念,就比较奇特了。
它是量子真空涨落的伴随物,是为了描述涨落现象而提出的虚拟粒子。
虽然布鲁斯信誓旦旦地说,虚粒子是物理存在,但这个说法还是需要商榷的。
总之,这些猜想反映出现有的真空概念肯定是不合适的。
或许,真空真的不空!
就在众人以为布鲁斯教授的理论结束时,普朗克突然又问了一个问题。
“能量从哪里来?”
(本章完)