第五百五十九章 玻爾的三部曲
遊走在晚清的亂世理工男 作者：三秋空城 投票推薦 加入書簽 留言反饋
吃完晚飯後，柯南·道爾不知從哪裏搞來了一套星戰係列，讓李諭簽個名：“我也很喜歡這套科幻題材，可惜隨身未帶，隻能臨時從其他船員手裏買了一套。”
李諭笑道：“那你也要給我這套《福爾摩斯全集》簽個名，這叫禮尚往來。”
柯南·道爾拿出筆，簽下自己的名字，然後問道：“院士閣下有沒有東方類型的探案故事？”
探案是個大題材，李諭雖然沒仔細研究過，但看過不少相關電影。
——沒見過豬跑，也吃過豬肉嘛。
李諭隨便給他講了個《誤殺》的故事，隻不過稍做了一些時代上的修改，並且把背景放在了廣州。
柯南·道爾聽後果然十分喜歡：“很好的故事！還有沒有更加神秘一點的？”
李諭問道：“神秘一點指的是？”
柯南·道爾說：“東方應該有非常多詭異莫測的傳說，比如我就知道人死後有幽冥地府的概念。”
李諭說：“那些是神話故事。”
柯南·道爾說：“我相信靈魂肯定存在，通過某種方式，比如借由靈媒，人一定可以與靈魂溝通。”
李諭才知道這位頂級偵探家還是個“唯靈論”信徒，就是相信靈魂存在的人。
李諭問道：“道爾先生，如果真有靈魂，它是以什麽形式存在的？”
柯南·道爾說：“能量，或者電磁波。”
現在科學的影響力極強，別管學不學理工科，肯定知道點科學知識，不然真的會落伍。
作為目前最熱的幾個科學話題之一，電磁波出現後，確實為“唯能論者”提供了很多“理論支持”。
李諭說：“能量與電磁波都可以通過儀器輕易探測到，但能量很難保持某一種形狀，而且說不上神秘；至於電磁波，它以光速傳播，若鬼魂是電磁波，那它們一秒鍾就繞地球轉好幾圈，根本來不及說一個字母。”
柯南·道爾沉思片刻，問道：“一秒鍾就繞地球好幾圈？”
李諭說：“差不多七圈半。”
“看來這種說法還有漏洞，”柯南·道爾摸了摸自己的煙鬥，然後說，“不過我堅信還有其他能夠讓靈魂存在的形式，因為我見過有靈媒同鬼魂交流。”
李諭說：“鬼魂沒有聲帶，似乎不能說話；也沒有神經元，無法思考，我實在想不通他們還有什麽可以進行交流的方式。”
柯南·道爾遇到過不少反對唯靈論的人，包括教會人員，但還是頭一次見到用這種嚴謹的科學方式反對唯靈論的。
不過柯南·道爾相當堅定：“我會找到直接證據的。”
李諭笑道：“恐怕這比研製出肺結核的解藥又要困難無數倍。”
柯南·道爾在座椅上往後一仰：“要做的事好多，簡直沒有休息時間。最近的寫作計劃得推遲一下，專門與靈媒研究研究溝通靈魂的方式”
——
輪船抵達倫敦港後，一名中年人正在碼頭等待柯南·道爾。
“巴利先生，你等了多久？”柯南·道爾問道。
巴利說：“不算久，還不到一個小時。”
柯南·道爾對李諭說：“這是我的朋友，一位家。如果你有孩子，可以買一本他寫的《彼得·潘》，很有趣。”
李諭說：“謝謝建議。”
詹姆斯·巴利說：“快點，道爾醫生，快趕不上今天的板球比賽了！”
柯南·道爾提起行李箱：“我甚至來不及迴一趟住所。”
巴利說：“我已經雇好一輛馬車，看完比賽把你送迴去。”
柯南·道爾迴頭對李諭說：“抱歉，李諭先生，我們改天再見。”
巴利聽到李諭的名字，問道：“您就是那位年輕的東方院士？”
李諭道：“巴利先生，你好。”
巴利說：“可惜這種場合見麵太倉促了，你也一起去看板球比賽嗎？”
李諭攤攤手：“我不懂板球規則，還是算了。”
巴利說：“真遺憾。”
柯南·道爾隨後坐上了他的馬車，兩人先行離去。
李諭則來到劍橋大學，這裏剛舉行了一場湯姆遜主持的物理學講座，內容是現在越發火熱的相對論。
李諭雖然沒趕上講座，但在結束後遇到了量子力學的超級大佬——玻爾。
他剛剛升任講師，過程比大神愛因斯坦順利許多。
“玻爾先生，一起喝杯下午茶嗎？”李諭問道。
“原來是李諭先生！”玻爾說，“您竟然也喜歡上了英國人這項浪費時間的習慣。”
李諭笑道：“畢竟我在這裏沒有辦公地點。”
兩人來到一家茶餐廳，各要了紅茶和點心。
玻爾的手提箱裝得很滿。
李諭問道：“你也對相對論感興趣？”
玻爾說：“事實上我隻是代替盧瑟福先生參加，但相對論的一些觀點確實蠻有意思。”
李諭看著手提箱問道：“你寫的論文？”
“隻是初稿，我發現了一個非常震驚的事情，或許可以解釋困擾人們多年的原子穩定性問題，”玻爾滔滔不絕地說起來，“經典的物理學規律不可能應用於微觀原子層麵，如果可以像普朗克、愛因斯坦還有李諭先生您一樣，把眼光放到量子上，然後建立一種新理論，一種與經典的物理學規律不同的理論，似乎就能夠完美解決原子穩定性問題。”
李諭馬上明白了，手提箱裏的就是玻爾這兩年在研究的能級理論，——奠定二十世紀初量子力學根基的重要基石。
李諭問道：“聽起來，你還有一些難以解決的問題？”
“是的，”玻爾毫不避諱，“我已經與盧瑟福教授討論過幾次，如果能從您這再獲得一些啟示就太好了。”
李諭說：“請講。”
玻爾拿出自己的一些手稿：“我在色散問題方麵取得了一些進展。但在這一過程中遇到了起源於其體係不穩定性的嚴重困難，這種困難使我無法將計算進行到所希望的程度。”
李諭看了看他的手稿，說道：“你的數學基礎很不錯嘛。”
玻爾說：“可我試過許多方法，還是無法找到如何把量子概念結合到盧瑟福模型中去的金鑰匙。”
玻爾已非常接近能級理論，目前隻是遇到了一些數學上的小問題。
李諭一眼就能看出問題所在，於是說道：“玻爾先生，你的原子結構理論能不能解釋原子的某些光譜公式？”
玻爾一愣，說道：“我從來沒有考慮過這個問題，光譜如此複雜，恐怕我的原子結構模型沒有希望。”
李諭說：“光譜並不複雜，裏麵存在規律，而且已經有人總結了出來，稱為巴爾末公式。”
李諭在一張空白紙上寫下了巴爾末公式，公式非常簡單。
二十世紀初物理學四大難題中，有一個就是氫原子光譜問題，應該也是第一個提出來的。
恰巧一個叫做巴爾末的瑞士數學家當時正苦於沒什麽難題研究，感覺非常沒意思。
一個大學物理教授於是對他說：“氫原子光譜，了解一下！”
沒想到巴爾末數學天分非常高，僅僅兩周後，就給出了巴爾末公式，總結得還相當好。
不過這個公式很顯然是經驗公式，巴爾末靠數學直覺湊出來的。至於為什麽符合得這麽好，他自己也不知道。
玻爾這種級別的大師，隨便一點就夠。
他看到巴爾末公式，直接打了個冷戰，放下手中的紅茶，顫抖著拿起那張紙，幾分鍾後喃喃道：“清楚了，所有問題對我而言都清楚了！”
巴爾末公式（在章末評論區會列出來）不僅對氫原子光譜總結得很好，還有個最大的特點：隻能取正整數。
一提到“正整數”“不連續”這種字眼，就和量子理論有千絲萬縷的聯係。
玻爾拿起筆，立刻卡卡一頓算。
李諭則好整以暇地在旁邊喝茶吃點心，繼續閱讀《福爾摩斯探案集》。
大約一個多小時後，玻爾高興道：“我推導出巴爾末公式了！”
實際上巴爾末公式隻是玻爾能級公式的一種特例情況。
然後他興奮地說：“基於公式，我有一個大膽想法，原子內部隻能釋放特定能級的能量，說明電子隻能在特定的勢能位置之間轉換。
“也就是說，電子隻能按照某些特定軌道運行。這些軌道必須符合一定的勢能條件，從而使電子在這些軌道之間躍遷時，釋放特定能級的能量，並符合巴耳末公式。
“在這一過程中，電子釋放或吸收的能量，有能級之分，就像上下樓梯的台階，必須具有一定的高度差別，而不能像經典理論假設的那樣是連續而任意的。”
玻爾已然觸及問題核心。
李諭說：“如此嶄新的物理理論，希望盧瑟福教授會給你簽字。”
目前想要發論文，大都需要導師簽字。
——後世已經沒有這種硬性要求。投稿後，雜誌社自己會找人審稿。
玻爾說：“盧瑟福先生一直支持我的研究，他一定會同意的。”
李諭笑道：“盧瑟福先生兩年前剛剛推出行星模型，你立刻就將其推翻。”
玻爾也有點不好意思：“但盧瑟福先生也愛真理。”
李諭說：“還有一件事我要提醒你，將量子理論與經典力學混合在一起，會引起很大的波瀾，必然有許多人反對。另外，你的假設中存在一個問題，或許你自己也意識到了，那就是當電子從一個穩定態過渡到另一個穩定態時，它將以什麽頻率來振動？在經典理論看來，你似乎必須假設電子事先就知道它將在什麽地方停下來。”
李諭提的問題幾乎一針見血，此後將引起十多年的爭論。
不過量子力學是個持續發展的過程，不可能一上來就完備，能級理論已經妥妥的劃時代，足以讓玻爾無可爭議地名垂青史。
怎麽吹都不過分。
盧瑟福能被稱為“諾獎幼兒園園長”，說明很有伯樂能力，毫不猶豫給玻爾簽了字，隻是感覺論文過長，要求他分成三篇發。
幾天後，玻爾的三篇論文刊登在了英國《哲學雜誌》上，題目分別是《論原子和分子的構造》《單原子核體係》和《多原子核體係》。
即大名鼎鼎的“玻爾三部曲”。
能級理論對李諭來說太熟悉了，甚至知道它的演變方向，以及此後量子力學如何發展。
能級理論隻能解釋氫原子光譜，索末菲後來又拓展成了橢圓軌道，並且引入了相對論。
總之對二十世紀的物理學來說，能級理論實在太重要了。
李諭知道玻爾的理論一定會引起許多人的反對，馬上寫了一篇文章，表達自己對其的支持：
“我堅信，這是物理學自然觀方麵的一次巨大發展。在整個原子世界籠罩著一種神秘氣氛時，是玻爾的理論打開了新的視角，使我們看到了一個新的世界，一個非常奇妙的世界。我認為在量子理論的發展過程中，玻爾的理論邁出了最偉大的一步。”
年輕的莫斯萊（原子序數提出者）看到論文後，也立刻表達了支持：
“玻爾的理論正在對物理學發生了不起的影響，我相信，當我們真正清楚原子是什麽的時候（我相信用不了幾年的時間），玻爾的理論即使細節上有差錯，也仍然值得充分信賴。”
量子力學的開拓者和支持者基本都是年輕人，因為實在過於顛覆。
普朗克作為量子力學開山祖師爺，也沒敢完全站在量子理論這一邊，他有一句名言：“新科學事實之所以能取得勝利，並不是他把所有反對者說服了，而是反對者都死了。最終熟悉新科學的年輕人長大了。”
英國這邊搞量子力學的人很少，玻爾是丹麥人，導師盧瑟福不算量子力學圈的，唯獨一個量子力學超級大佬狄拉克，現在才十歲。
所以玻爾還是找到李諭繼續研究。
“先生，估計最多一周，歐洲大陸的評價就會如雪片一般過來。”
李諭能猜到這種情況：“正好一周後要在英國舉辦一場國際物理學會議，我們提前做點準備。”
李諭笑道：“那你也要給我這套《福爾摩斯全集》簽個名，這叫禮尚往來。”
柯南·道爾拿出筆，簽下自己的名字，然後問道：“院士閣下有沒有東方類型的探案故事？”
探案是個大題材，李諭雖然沒仔細研究過，但看過不少相關電影。
——沒見過豬跑，也吃過豬肉嘛。
李諭隨便給他講了個《誤殺》的故事，隻不過稍做了一些時代上的修改，並且把背景放在了廣州。
柯南·道爾聽後果然十分喜歡：“很好的故事！還有沒有更加神秘一點的？”
李諭問道：“神秘一點指的是？”
柯南·道爾說：“東方應該有非常多詭異莫測的傳說，比如我就知道人死後有幽冥地府的概念。”
李諭說：“那些是神話故事。”
柯南·道爾說：“我相信靈魂肯定存在，通過某種方式，比如借由靈媒，人一定可以與靈魂溝通。”
李諭才知道這位頂級偵探家還是個“唯靈論”信徒，就是相信靈魂存在的人。
李諭問道：“道爾先生，如果真有靈魂，它是以什麽形式存在的？”
柯南·道爾說：“能量，或者電磁波。”
現在科學的影響力極強，別管學不學理工科，肯定知道點科學知識，不然真的會落伍。
作為目前最熱的幾個科學話題之一，電磁波出現後，確實為“唯能論者”提供了很多“理論支持”。
李諭說：“能量與電磁波都可以通過儀器輕易探測到，但能量很難保持某一種形狀，而且說不上神秘；至於電磁波，它以光速傳播，若鬼魂是電磁波，那它們一秒鍾就繞地球轉好幾圈，根本來不及說一個字母。”
柯南·道爾沉思片刻，問道：“一秒鍾就繞地球好幾圈？”
李諭說：“差不多七圈半。”
“看來這種說法還有漏洞，”柯南·道爾摸了摸自己的煙鬥，然後說，“不過我堅信還有其他能夠讓靈魂存在的形式，因為我見過有靈媒同鬼魂交流。”
李諭說：“鬼魂沒有聲帶，似乎不能說話；也沒有神經元，無法思考，我實在想不通他們還有什麽可以進行交流的方式。”
柯南·道爾遇到過不少反對唯靈論的人，包括教會人員，但還是頭一次見到用這種嚴謹的科學方式反對唯靈論的。
不過柯南·道爾相當堅定：“我會找到直接證據的。”
李諭笑道：“恐怕這比研製出肺結核的解藥又要困難無數倍。”
柯南·道爾在座椅上往後一仰：“要做的事好多，簡直沒有休息時間。最近的寫作計劃得推遲一下，專門與靈媒研究研究溝通靈魂的方式”
——
輪船抵達倫敦港後，一名中年人正在碼頭等待柯南·道爾。
“巴利先生，你等了多久？”柯南·道爾問道。
巴利說：“不算久，還不到一個小時。”
柯南·道爾對李諭說：“這是我的朋友，一位家。如果你有孩子，可以買一本他寫的《彼得·潘》，很有趣。”
李諭說：“謝謝建議。”
詹姆斯·巴利說：“快點，道爾醫生，快趕不上今天的板球比賽了！”
柯南·道爾提起行李箱：“我甚至來不及迴一趟住所。”
巴利說：“我已經雇好一輛馬車，看完比賽把你送迴去。”
柯南·道爾迴頭對李諭說：“抱歉，李諭先生，我們改天再見。”
巴利聽到李諭的名字，問道：“您就是那位年輕的東方院士？”
李諭道：“巴利先生，你好。”
巴利說：“可惜這種場合見麵太倉促了，你也一起去看板球比賽嗎？”
李諭攤攤手：“我不懂板球規則，還是算了。”
巴利說：“真遺憾。”
柯南·道爾隨後坐上了他的馬車，兩人先行離去。
李諭則來到劍橋大學，這裏剛舉行了一場湯姆遜主持的物理學講座，內容是現在越發火熱的相對論。
李諭雖然沒趕上講座，但在結束後遇到了量子力學的超級大佬——玻爾。
他剛剛升任講師，過程比大神愛因斯坦順利許多。
“玻爾先生，一起喝杯下午茶嗎？”李諭問道。
“原來是李諭先生！”玻爾說，“您竟然也喜歡上了英國人這項浪費時間的習慣。”
李諭笑道：“畢竟我在這裏沒有辦公地點。”
兩人來到一家茶餐廳，各要了紅茶和點心。
玻爾的手提箱裝得很滿。
李諭問道：“你也對相對論感興趣？”
玻爾說：“事實上我隻是代替盧瑟福先生參加，但相對論的一些觀點確實蠻有意思。”
李諭看著手提箱問道：“你寫的論文？”
“隻是初稿，我發現了一個非常震驚的事情，或許可以解釋困擾人們多年的原子穩定性問題，”玻爾滔滔不絕地說起來，“經典的物理學規律不可能應用於微觀原子層麵，如果可以像普朗克、愛因斯坦還有李諭先生您一樣，把眼光放到量子上，然後建立一種新理論，一種與經典的物理學規律不同的理論，似乎就能夠完美解決原子穩定性問題。”
李諭馬上明白了，手提箱裏的就是玻爾這兩年在研究的能級理論，——奠定二十世紀初量子力學根基的重要基石。
李諭問道：“聽起來，你還有一些難以解決的問題？”
“是的，”玻爾毫不避諱，“我已經與盧瑟福教授討論過幾次，如果能從您這再獲得一些啟示就太好了。”
李諭說：“請講。”
玻爾拿出自己的一些手稿：“我在色散問題方麵取得了一些進展。但在這一過程中遇到了起源於其體係不穩定性的嚴重困難，這種困難使我無法將計算進行到所希望的程度。”
李諭看了看他的手稿，說道：“你的數學基礎很不錯嘛。”
玻爾說：“可我試過許多方法，還是無法找到如何把量子概念結合到盧瑟福模型中去的金鑰匙。”
玻爾已非常接近能級理論，目前隻是遇到了一些數學上的小問題。
李諭一眼就能看出問題所在，於是說道：“玻爾先生，你的原子結構理論能不能解釋原子的某些光譜公式？”
玻爾一愣，說道：“我從來沒有考慮過這個問題，光譜如此複雜，恐怕我的原子結構模型沒有希望。”
李諭說：“光譜並不複雜，裏麵存在規律，而且已經有人總結了出來，稱為巴爾末公式。”
李諭在一張空白紙上寫下了巴爾末公式，公式非常簡單。
二十世紀初物理學四大難題中，有一個就是氫原子光譜問題，應該也是第一個提出來的。
恰巧一個叫做巴爾末的瑞士數學家當時正苦於沒什麽難題研究，感覺非常沒意思。
一個大學物理教授於是對他說：“氫原子光譜，了解一下！”
沒想到巴爾末數學天分非常高，僅僅兩周後，就給出了巴爾末公式，總結得還相當好。
不過這個公式很顯然是經驗公式，巴爾末靠數學直覺湊出來的。至於為什麽符合得這麽好，他自己也不知道。
玻爾這種級別的大師，隨便一點就夠。
他看到巴爾末公式，直接打了個冷戰，放下手中的紅茶，顫抖著拿起那張紙，幾分鍾後喃喃道：“清楚了，所有問題對我而言都清楚了！”
巴爾末公式（在章末評論區會列出來）不僅對氫原子光譜總結得很好，還有個最大的特點：隻能取正整數。
一提到“正整數”“不連續”這種字眼，就和量子理論有千絲萬縷的聯係。
玻爾拿起筆，立刻卡卡一頓算。
李諭則好整以暇地在旁邊喝茶吃點心，繼續閱讀《福爾摩斯探案集》。
大約一個多小時後，玻爾高興道：“我推導出巴爾末公式了！”
實際上巴爾末公式隻是玻爾能級公式的一種特例情況。
然後他興奮地說：“基於公式，我有一個大膽想法，原子內部隻能釋放特定能級的能量，說明電子隻能在特定的勢能位置之間轉換。
“也就是說，電子隻能按照某些特定軌道運行。這些軌道必須符合一定的勢能條件，從而使電子在這些軌道之間躍遷時，釋放特定能級的能量，並符合巴耳末公式。
“在這一過程中，電子釋放或吸收的能量，有能級之分，就像上下樓梯的台階，必須具有一定的高度差別，而不能像經典理論假設的那樣是連續而任意的。”
玻爾已然觸及問題核心。
李諭說：“如此嶄新的物理理論，希望盧瑟福教授會給你簽字。”
目前想要發論文，大都需要導師簽字。
——後世已經沒有這種硬性要求。投稿後，雜誌社自己會找人審稿。
玻爾說：“盧瑟福先生一直支持我的研究，他一定會同意的。”
李諭笑道：“盧瑟福先生兩年前剛剛推出行星模型，你立刻就將其推翻。”
玻爾也有點不好意思：“但盧瑟福先生也愛真理。”
李諭說：“還有一件事我要提醒你，將量子理論與經典力學混合在一起，會引起很大的波瀾，必然有許多人反對。另外，你的假設中存在一個問題，或許你自己也意識到了，那就是當電子從一個穩定態過渡到另一個穩定態時，它將以什麽頻率來振動？在經典理論看來，你似乎必須假設電子事先就知道它將在什麽地方停下來。”
李諭提的問題幾乎一針見血，此後將引起十多年的爭論。
不過量子力學是個持續發展的過程，不可能一上來就完備，能級理論已經妥妥的劃時代，足以讓玻爾無可爭議地名垂青史。
怎麽吹都不過分。
盧瑟福能被稱為“諾獎幼兒園園長”，說明很有伯樂能力，毫不猶豫給玻爾簽了字，隻是感覺論文過長，要求他分成三篇發。
幾天後，玻爾的三篇論文刊登在了英國《哲學雜誌》上，題目分別是《論原子和分子的構造》《單原子核體係》和《多原子核體係》。
即大名鼎鼎的“玻爾三部曲”。
能級理論對李諭來說太熟悉了，甚至知道它的演變方向，以及此後量子力學如何發展。
能級理論隻能解釋氫原子光譜，索末菲後來又拓展成了橢圓軌道，並且引入了相對論。
總之對二十世紀的物理學來說，能級理論實在太重要了。
李諭知道玻爾的理論一定會引起許多人的反對，馬上寫了一篇文章，表達自己對其的支持：
“我堅信，這是物理學自然觀方麵的一次巨大發展。在整個原子世界籠罩著一種神秘氣氛時，是玻爾的理論打開了新的視角，使我們看到了一個新的世界，一個非常奇妙的世界。我認為在量子理論的發展過程中，玻爾的理論邁出了最偉大的一步。”
年輕的莫斯萊（原子序數提出者）看到論文後，也立刻表達了支持：
“玻爾的理論正在對物理學發生了不起的影響，我相信，當我們真正清楚原子是什麽的時候（我相信用不了幾年的時間），玻爾的理論即使細節上有差錯，也仍然值得充分信賴。”
量子力學的開拓者和支持者基本都是年輕人，因為實在過於顛覆。
普朗克作為量子力學開山祖師爺，也沒敢完全站在量子理論這一邊，他有一句名言：“新科學事實之所以能取得勝利，並不是他把所有反對者說服了，而是反對者都死了。最終熟悉新科學的年輕人長大了。”
英國這邊搞量子力學的人很少，玻爾是丹麥人，導師盧瑟福不算量子力學圈的，唯獨一個量子力學超級大佬狄拉克，現在才十歲。
所以玻爾還是找到李諭繼續研究。
“先生，估計最多一周，歐洲大陸的評價就會如雪片一般過來。”
李諭能猜到這種情況：“正好一周後要在英國舉辦一場國際物理學會議，我們提前做點準備。”