1900：游走在欧洲的物理学霸 第548章 整数自旋！玻色布鲁斯统计！物质第

第548章 整数自旋！玻色-布鲁斯统计！物质第五态！物理学界轰动！

概率波和不确定性原理被证明之后，量子力学迎来了蓬勃发展。

各种成果如雨后春笋一般冒了出来。

比如，科罗尼格、乌伦贝克、古德斯密特三人，通过理论和实验，发现整数自旋。

即粒子的自旋数不再是±1/2，而是1。

这意味着粒子能像正常小球一样，转一圈即可回到原位。

消息一出，惊动物理学界。

紧接着，汉堡大学副教授泡利通过计算发现，整数自旋的粒子，不符合不相容原理。

电子的自旋数是±1/2，且它满足不相容原理。

所以，两个能级相同的电子，不能处在同一个位置。

而自旋数为1的粒子，意味着很多个粒子能同时在一个位置。

这就非常奇怪了。

很快，物理学界就证明了，光子就是自旋为整数1的粒子。

此外，通过理论还发现，自旋为2甚至3都是可能存在的，只不过没有人能找到对应的实物粒子。

真实历史上，粒子物理的雏形还要十多年才能出现。

那时，物理学家通过粒子撞击或者宇宙射线，发现了很多性质不同的微观粒子。

一时间，自旋概念又火了一把。

很多物理学家都在研究整数自旋的性质。

因为非整数自旋的粒子是电子、质子这样的微观粒子，已经研究的足够充分，大家都默认没什么问题。

印度，达卡大学物理系。

玻色最近很郁闷。

他刚写好的论文，投了好几家物理学期刊，都没有被接受。

编辑们给的意见，都认为论文中有明显的错误。

玻色虽然参加过第三届布鲁斯会议，但这并不能给他发表论文带来优势。

第三届布鲁斯会议上，李奇维为了鼓励年轻一辈，特意选择一批年轻物理学者作为代表。

比如费米、狄拉克等人，玻色也在其中。

但是物理学界人都知道，那些年轻人被选择，不是因为他们本身的实力。

科学是讲究成果的领域，名气和天才美誉不能当饭吃。

泡利、海森堡等人能名震天下，靠的不是天才之名，而是实打实的学术成就。

因此，玻色从来没有因为被布鲁斯教授赏识而骄傲过。

参加布鲁斯会议不代表什么，能在会上做发表震惊学界的成果才牛逼。

但即便如此，被好几家期刊拒稿，也是一件很难受的事情。

为此，玻色特意前往相距不远的加尔各答大学。

他决定要向当今印度科学界的旗帜，拉曼教授请教。

拉曼因为发现拉曼效应而名声大噪。

虽然他在整个物理学界，不能算最牛的那一批。

伟大物理学家、顶级物理学家、资深物理学家、普通物理学家，拉曼最多算是t4级普通物理学家。

但是在印度国内，他是绝对的扛把子。

而且就在今年，拉曼还被选为了英国皇家学会的院士，成为印度继拉马努金后的第二人。

这么多荣誉和成果加身，使得拉曼在印度物理学界的地位十分超然。

加尔各答大学，办公室内。

拉曼眉头微皱。

玻色带来的论文，他已经看了超过半小时了，仍然一言未发。

忽然，他喃喃道：

“有点意思.”

玻色趁机连忙阐述道：

“教授，我认为统计力学中麦克斯韦-玻尔兹曼分布定理，对于光子这样的整数自旋粒子并不成立。”

“按照泡利教授的观点，整数自旋的粒子，在某一个能级上，可以容纳无限多个粒子。”

“比如，同一个位置，光子可以无限迭加。”

“这明显不符合麦克斯韦-玻尔兹曼分布的条件。”

所谓的麦克斯韦-玻尔兹曼分布，是经典物理学中统计力学的核心理论。

它主要应用于大量粒子的微观分析。

但它所描述的粒子体系有限制。

即：粒子间相互没有任何作用，互不影响，并且各个不同的粒子之间都是可以互相区别的，且所有粒子严格符合力学规律。

其实就相当于大量的微观硬质小球聚在一起。

但对于自旋为整数的粒子，如光子而言，其在同一个位置可以无限容纳。

这在经典统计力学中，是完全不可想象的。

因此，麦克斯韦-玻尔兹曼分布无法统计光子这样的粒子。

这时，玻色继续说道：

“所以，在研究大量光子在空间中的统计状态时，应该使用概率波这样的量子概念。”

“在概率波基础上的统计，才能真正表征光子的运动情况。”

“为此，我创造了一种新的统计规律，它适用于自旋为整数的微观粒子的统计。”

“但是根据这个理论，我却得出了一个匪夷所思的结论。”

“形象点说，在宏观世界里，同时投掷两枚硬币，出现两正的概率是四分之一。”

“但若是硬币表现的像光子，那么投掷出两正的概率就变成了三分之一。”

“因为此时的正反和反正，是同一种状态。”

“用学术的语言说就是：两个同能量的光子是不能被分辨出来的。”

“这又与麦克斯韦-玻尔兹曼分布的条件冲突了。”

“因为传统观点认为不同粒子是可以相互区分的。”

“但光子不行。”

玻色说完之后，满脸期待地看着拉曼。

他的论文之所以被拒收，就是因为他在论文中举的那个硬币例子。

正常人第一反应肯定是觉得在胡扯。

这个世界上怎么可能有一模一样，不可区分的事物呢？

然而事实就是如此。

这是因为粒子具有全同性概念。

即：在量子力学中，具有完全相同内禀属性的粒子是不可区分的，这种不可区分性称为全同性。

这种全同性不仅仅光子有，电子、质子也有。

只要是量子态的粒子，都有全同性。

在全同粒子组成的体系中，交换两个粒子的状态不会改变体系的微观状态。

比如，一个箱子里充满了电子，现在拿出一点，然后再放入另一批的同等数量的电子。

那么对于箱子而言，它没有任何的变化。

听起来有点像废话，但在量子领域，却具有重要的意义。

拉曼此刻已经有点懵逼了。

玻色的理论，他能大概听懂，但是他没有判断能力，不知道是对是错。

难怪对方的论文会被拒收，这个观点确实有点匪夷所思。

玻色是拉曼最看重的物理学接班人。

在没有把握的情况下，他不愿意对玻色的理论产生任何负面干扰。

最重要的是，作为现在印度物理学的老大，拉曼必须为所有人排忧解难。

于是，他笑着说道：

“玻色，你这篇论文非常有创新性。”

“我觉得是那些编辑看走眼了。”