第525章震撼演讲！热学与量子力学！概率之

1900：游走在欧洲的物理学霸虚空圣堂加入书签

第525章震撼演讲！热学与量子力学！概率之来源！经典物理最后的壁垒！ 
 1923年10月20日。 
 荷兰，阿姆斯特丹。 
 李奇维的率先到来，受到了荷兰官方的热烈欢迎。 
 阿姆斯特丹市长乔布带领众多荷兰政府和学术界人士，亲自迎接。 
 他表示：“各位物理学家的到来，让阿姆斯特丹市闪耀科学荣光。” 
 “这一定是一场名垂青史的伟大会议！” 
 本次量子力学论道大会，就在阿姆斯特丹市的阿姆斯特丹大学举行。 
 这所大学成创建于1632年，它的管理运作方式非常特别。 
 它不像英国的大学那样，高度自由，而是受政府议会的直接管理。 
 阿姆斯特丹大学的校长由阿姆斯特丹市长兼任。 
 学校聘请的所有教授也必须经过市议会通过。 
 这种管理体制直到几十年后才取消。 
 不过，得益于阿姆斯特丹市议会的进步作风，阿姆斯特丹大学仍然有很大的学术自由。 
 目前为止，已经有4人获得诺奖。 
 其中有两人获得物理诺奖，他们分别是范德华和塞曼。 
 欢迎仪式过后，由塞曼陪同李奇维参观访问阿姆斯特丹大学。 
 在乔布市长和学术界大佬的诚挚邀请下，李奇维将于两天后在此发表一场学术演讲。 
 也算是为接下来的量子力学大会上道前菜。 
 众人翘首以盼。 
 布鲁斯教授的演讲，那是万万不能错过！ 
 在塞曼的介绍下，李奇维与阿姆斯特丹大学的教授老师们一一握手致意。 
 其中，李奇维还见到了范德华的儿子，小范德华。 
 他不胜唏嘘道： 
 “范德华教授的离开，是物理学界的重大损失。” 
 范德华于今年3月离世。 
 他是阿姆斯特丹大学历史上的第一位物理学教授，其在热力学和统计力学领域有着重要贡献。 
 后世大名鼎鼎的分子间作用力-范德华力，就是以他的名字命名的。 
 李奇维名震天下的时候，这位老者已经退休了。 
 对方隐居乡间，每天就是散步和阅读。 
 所以，李奇维并没有与范德华有多少交集。 
 小范德华接任了他父亲的职位，如今也是阿姆斯特丹大学的物理学教授。 
 他第一次见到传说中的布鲁斯教授，心情格外激动。 
 “布鲁斯教授，感谢您的评价。” 
 “家父生前不止一次谈起过您。” 
 “他说您是物理学界几百年难见的天才！” 
 “您之前数次邀请他参加会议，他都拒绝了。” 
 “并非是家父傲慢，而是他亲口说：我这个老头子去了也没什么用。” 
 小范德华特意解释了原因，以示尊重。 
 李奇维和众人听后，皆是万分感慨。 
 范德华作为和麦克斯韦等大佬同一辈的人物，见过无数天才。 
 他年轻时，也是别人仰慕的人物。 
 所以，他不愿自己在晚年是个无用之人。 
 身处20世纪初这个物理学剧烈变革的时代，每个人的选择和心态都各不相同。 
 沧海横流，方显英雄本色！ 
 第二天，洛伦兹和埃伦费斯特相继到达，后者还带上了乌伦贝克和古德斯米特二人。 
 洛伦兹豪爽地笑道： 
 “布鲁斯，你终于愿意在荷兰举办会议了。” 
 李奇维无奈道： 
 “最近欧洲的政治局势有点复杂，我只好选择荷兰这样的中立国家。” 
 洛伦兹闻言，内心也很感慨。 
 这个时代虽然是科学的黄金时代，但也是充满混乱的时代，秩序不存。 
 不过他的内心倒是没有太多担忧。 
 欧洲刚刚才经历过一场世界级大战，不可能发生比那还严重的事情了。 
 现在的各种风向，只不过是思想之争而已。 
 就和量子力学中波动力学和矩阵力学的争论一样。 
 所以，大家闲聊了一会，话题就又回到了学术上。 
 埃伦费斯特笑着问道： 
 “布鲁斯教授，海森堡和薛定谔都是量子研究所的人。” 
 “你会支持谁啊？” 
 李奇维神秘一笑，然后说出了一句意味深长的话： 
 “现在谈输赢还早呢。” 
 乌伦贝克和古德斯米特不明觉厉。 
 “这就是高深莫测的感觉吗？” 
 “好吊啊。” 
 10月22日。 
 阿姆斯特丹大学内人声鼎沸，热闹非常。 
 无数荷兰师生因为布鲁斯教授的演讲慕名而来。 
 距离上次他在莱顿大学演讲，整整过去了十年。 
 所以，这又是一次难得的机会。 
 在众人的簇拥下，李奇维来到学校的报告大厅内。 
 此刻大厅内早已人头攒动，座无虚席。 
 塞曼作为主持人，首先发表了热情洋溢的欢迎致辞。 
 李奇维在万众期待的目光下，缓缓走上讲台。 
 这一刻，他的气势镇压全场！ 
 “今天我的演讲主题是热学和量子力学。” 
 “其实，这个题目是我临时想出来的。” 
 “因为我来到阿姆斯特丹大学，就想到了已故的范德华教授。” 
 “他对阿姆斯特丹大学的物理发展具有奠基作用，而他本人的主要研究方向就是热学。” 
 “于是，很自然地，我就想到了热学的发展历史。” 
 “随着现代物理学的快速发展，很多人对于经典物理学的热情极大降低。” 
 “而热学恐怕又是经典物理学中最被冷落的领域。” 
 “在座的不少人，估计内心都觉得理所当然。” 
 “热学有什么好研究的，冷热现象，四大定律已经足够完美了。” 
 “但是，我想说，你们错了！” 
 “热学非常非常重要，量子力学的发展和热学息息相关！” 
 哗！ 
 李奇维一开场，就引得众人震撼！ 
 这就是布鲁斯教授的个人风格，以小见大。 
 他总能从最普通，最被人忽略的地方，发现最深刻的道理。 
 让人产生恍然大悟，原来如此的敬佩之情。 
 “啊？热学有那么牛逼吗？竟然还能和高大上的量子力学产生关系？” 
 “现在研究热学课题的博士都很少了。” 
 “大家都在一股脑研究相对论和量子力学。” 
 “.” 
 众人非常好奇，平平无奇的热学，为何在布鲁斯教授口中就变得那么重要。 
 小范德华更是非常感动，他自己的研究领域就是热学。 
 布鲁斯教授竟然如此关注热学，甚至对他父亲的成就了如指掌。 
 这时，李奇维继续说道： 
 “冷热现象是人们最早观察到的自然现象之一。” 
 “但是之前人们只能感受和利用这种现象，而无法研究其原理。” 
 “直到18世纪初期，随着计量温度学的建立，热学终于和力学一样，走上了科学实验的道路。” 
 “但这个时期的热学研究的是初级的基础概念，比如温度、功、热量等等，没有形成逻辑演绎体系。” 
 “关于热的本质，出现了热质说和热动说两种观点。” 
 “前者把热看成是一种不生不灭的流体物质，一个物体含有的热质多，则它的温度就高。” 
 “而后者则认为热物体的一种运动形式的宏观表现。” 
 “直到焦耳以精确的实验证明了热功当量的正确性，热质说被抛弃。” 
 “物理学家认识到热动说才是对的，热和大量分子的无规则运动是有联系的。” 
 “于是，热学就从研究基础概念的阶段，迈入了研究热现象及其规律的第二阶段。” 
 “按照研究方法的不同，热学的第二个阶段分为热力学和统计力学。” 
 “热力学是从【宏观】角度研究物体的热性质。” 
 “之所以带个力字，是因为此时的热学和力学一样，有了数学的逻辑推导，不再仅是概念的阐述。” 
 “比如研究一定体积的气体压缩过程。” 
 “热力学就是研究压缩过程中温度、内能、熵这三个状态函数，对这个体系进行描述。” 
 “它的基础就是三大哦不现在应该说是四大热力学定律。” 
 “这四大定律就和牛顿定律一样，让热力学的基础牢不可破。” 
 “既然从宏观角度能研究热学，那么能不能从微观角度试试呢？” 
 “于是，统计力学应运而生。” 
 “它就是从【微观】分子运动角度来研究物体的热现象。” 
 “还是上面的例子。” 
 “如果用传统的力学方法来研究气体，那就需要为大量的气体分子建立力学方程。” 
 “这是不可能完成的任务。” 
 “而统计力学使用概率统计的方法，可以对由大量粒子组成的宏观物体的热学性质做出微观解释。” 
 “著名的理想气体状态方程pv=nrt就是统计力学的成果。” 
 “范德华教授的大部分工作，都属于统计力学的范畴。” 
 “它的核心是概率分布函数。” 
 “这方面的核心工作是由玻尔兹曼和麦克斯韦等人完成的。” 
 哗！ 
 李奇维深入浅出的分析，让在场的学生们对于热学有了全新的理解。 
 从现象到概念，再从概念到理论。 
 作为经典物理学三大分支之一，热力学和统计力学的名字原来是这样来的。 
 “涨姿势了。” 
 “怪不得每次都把热力学和统计力学放在一起说。” 
 “原来它们俩研究的是同一个内容，只是研究角度和方法不同而已。” 
 而前排的埃伦费斯特听到导师的名字后，内心触动。 
 他到现在都无法面对这个可怕的悲剧。 
 这时，众人忽然疑惑道： 
 “布鲁斯教授说了热学的发展历史，但是它和量子力学有什么关系呢？” 
 李奇维威严的双眼扫视一圈，接着又说道： 
 “我从你们的眼神中，看到了疑惑。” 
 “你们觉得高大上的量子力学，怎么会和傻大粗的热学产生关系呢？” 
 “首先，量子概念的诞生来源于黑体辐射。” 
 “而黑体辐射就是标准的热力学模型。” 
 “随着量子力学的建立，我发现它与统计力学有着很深刻的联系。” 
 “因为统计力学是研究大量微观粒子运动，而量子力学是研究单个微观粒子运动。” 
 “这其中或许就有什么我们不知道的原理和联系，等待发现。” 
 “如果你们关注最新的物理进展，可以发现，现在已经有量子统计这个方向了。” 
 “量子统计和统计力学的研究方向相同。” 
 “但它们俩有着本质的差别。” 
 “量子统计认为微观粒子遵循的是量子力学规律而不是经典力学规律。” 
 “所以，这会得到很多意想不到的结果。” 
 “据我所知，目前在这方面做得最好的，是剑桥大学的福勒教授。” 
 “他手下的狄拉克博士，发表了几篇很有创新性的论文。” 
 “甚至还完善了我的恒星演化理论。” 
 “我认为，这将是量子力学和热学结合的全新领域。” 
 “或许某一天，热学中的理论和概念，会反过来对量子力学的发展产生帮助。” 
 哗！ 
 众人全都骇然无比！ 
 布鲁斯教授所说的内容，让他们大开眼界！ 
 “哦！上帝啊！原来热学还能这样研究？” 
 “奥赛金牌就是牛逼，狄拉克竟然能想到把量子力学应用在统计力学中。” 
 “果然研究不出好结果，只能怪人不行，而不是方向不行。” 
 “热学，大有可为！” 
 洛伦兹、塞曼、埃伦费斯特等人也震惊无比。 
 布鲁斯教授的角度，是他们从来没有想过的。 
 他们忽然想到，统计力学的核心是概率分布。 
 “难道概率也能用在量子力学上？” 
 “怎么用？” 
 李奇维看着众人的表情，微微一笑。 
 真实历史上，爱因斯坦、普朗克等大佬都非常重视热学。 
 因为热学自成体系，极其完美。 
 后来的相对论和量子力学号称颠覆了经典物理学的一切。 
 但是唯独热学始终岿然不动，堪称是最后一处壁垒。 
 反而它对量子力学的发展起到了关键作用。 
 比如费米-狄拉克统计、玻色-爱因斯坦统计等，都是在统计力学的基础上发展而来。 
 甚至薛定谔的波动方程，玻恩的概率解释，都是从热力学和统计力学中找到的灵感。 
 后世有物理学家尝试，使用量子力学把热给量子化，形成一门全新的理论。 
 不过目前为止，还没有什么重大的成果。 
 冯·诺依曼曾经说过一句话：通过概率，热力学与量子力学建立起了联系。 
 由此可见，热学对量子力学的重要性。 
 在全场的欢呼和掌声下，李奇维结束了演讲。 
 此刻众人还不明白这场演讲的真正价值。 
 他们只是觉得布鲁斯教授的角度非常新奇。 
 把热学这个老古董领域，竟然和量子力学结合在了一起。 
 不过很快，众人就会震撼不已，无比懊恼。 
 “老天啊！原来热学如此重要！” 
 (本章完)

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