作者：虚空圣堂
在理論物理上有天賦就算了，現在連實驗物理都要逆天了。
“布魯斯，你確定你的實驗結果可靠嗎？”湯姆遜此刻非常激動。
“我是說，原子結構研究可不是相對論，僅僅在大腦中推導即可，它是需要切實可信的實驗數據的。”
李奇維鄭重道：“教授，你放心，所有實驗的原始數據，還有實驗儀器我都記錄完整。”
“整個實驗，我也連續測量了三次，每次的結果都是一樣的。”
“完全能夠證明我的行星模型假說。”
“我最近正在撰寫論文，進行最後的理論分析和確認。”
湯姆遜大喜過望，“好好好，布魯斯，那你好好寫論文，我真是迫不及待想看你的成果了。”
其實也難怪湯姆遜會如此激動。
電子的發現，以及棗糕模型的提出，可以說是他最得意的成就。
也是他未來獲得諾獎的基礎。
但是從他提出這種原子模型後，就再也沒有得到更深入的進展了。
原子到底長什麼樣？沒有人知道。
任何手段都無法直接觀測原子的內部。
於是，他只好把這個課題交給學生，期待有一天奇蹟發生。
自己則繼續研究陰極射線。
這個時代，各種陰極陽極射線，纔是物理學研究的熱門方向。
很多成就都是通過分析這些射線得到的，包括電子。
如今，湯姆遜聽到李奇維竟然對原子的結構，有了更底層的發現，當然欣喜若狂。
這是一種巨大的突破。
一方面，這種級別的物理成果能讓物理大佬們感到精神上的滿足。
另一方面，李奇維畢竟是卡文迪許的學生，還是他湯姆遜的博士生。
學生有出息了，老師當然與有榮焉，更能成就一段師徒佳話。
李奇維看着湯姆遜激動的模樣，也是非常感慨。
真是一個好時代啊，各種偉大的發現和現象層出不窮。
原子結構是可以和相對論相提並論的偉大物理成果。
真實歷史上，20世紀初期就是兩大理論：相對論和量子力學，佔據整個物理學。
相對論幾乎就是愛因斯坦一人唱獨角戲，鎮壓無數天才。
而量子力學則是羣星匯聚，由無數頂尖大神共同提出、發展、完善，其中也包括愛因斯坦。
這兩個理論有着各自的研究對象和物質基礎。
其中，相對論的研究對象和基礎就是宏觀宇宙星體。
黑洞、引力波、宇宙膨脹並由此催生出了宇宙學原理和模型。
而量子力學的研究對象和基礎就是微觀粒子，在發展前期，則主要指光子和原子。
而原子內部，後來又先後有了電子、質子、中子、夸克等等。
所以說，原子結構的研究是量子力學的核心。
真實歷史上，湯姆遜1897年發現電子，提出原子結構【棗糕模型】，結束了原子不可分的爭論。
然後他被自己的學生，盧瑟福，於1911年提出的【行星模型】所推翻。
無獨有偶，盧瑟福又被自己的學生，玻爾，於1913年提出的【玻爾模型】（軌道量子化）所推翻。
當時的玻爾，就是以普朗克的量子論爲靈感，才設想出電子軌道是量子化的。
後來玻爾模型又經過無數天才的補充完善，最終才形成系統的原子結構理論，爲量子力學的發展起到重要的作用。
其中玻爾的學生，海森堡，以一己之力創立了【矩陣力學】（量子力學的一種形式體系），並提出【不確定性原理】。
至於量子力學的另一種形式體系，則是由薛定諤提出的【波動力學】。
盧瑟福的女兒嫁給了一個叫福勒的物理學家，而福勒有個學生叫狄拉克。
他創新地則把相對論引入量子力學，建立了相對論形式的薛定諤方程，也就是【狄拉克方程】。
居里的學生是郎之萬，而郎之萬後來有個學生叫德布羅意。
就是他，在光的波粒二象性基礎上，去掉光，認爲所有物質都具有【波粒二象性】。
至此，量子力學的三大原理：量子化、不確定性原理、波粒二象性，全部建立。
其中量子化的標誌成果，一個是光電效應，另一個就是電子軌道量子化模型。
由此可見，原子結構的研究多麼重要。
可以說，沒有對這些微觀粒子行爲的研究，就沒有量子力學的出現。
李奇維選擇先提出行星模型，而不是直接到玻爾模型，也是有自己的考慮。
如今，上面這些未來的大神中，年紀最大的玻爾此刻也才17歲，明年纔會進入丹麥哥本哈根大學，主修物理學。
沒有這些大佬的加入，李奇維的成神之路，就顯得無聊乏味。
所以，他在等。
反正對於博士畢業而言，核式結構已經足矣。
而量子力學，將隨着他的博士論文，正式開啓，成爲與相對論並駕齊驅的存在。
第130章 原子研究與量子力學
從湯姆遜的辦公室出來後，李奇維就開始了忙碌的工作。
李奇維一邊梳理着原子物理學的發展史，一邊在撰寫自己的博士論文。
這是他前世養成的習慣。
他喜歡首先從宏觀層面，把握住物理理論的發展脈絡，理清各理論之間的先後關係。
只有這樣，在學習的過程中，纔不會被各種人物名字和學說，搞得眼花繚亂，分不清重點。
相對論的發展比較單一清晰，沒什麼可說的。
但是量子力學及原子結構，就非常複雜，湧現出的大神也最多。
公元前400年，希臘哲學家德謨克利特提出了【原子】的概念，他認爲萬物由原子構成。
16-17世紀，自然科學體系建立後，科學家通過實驗，證實了原子是一種真實存在的物質。
此後一段時間，原子一直都是化學家的研究領域。
1789年，法國化學家拉瓦錫定義了原子一詞，從此，原子就用來表示化學變化中的最小單位。
1803年，英國物理學家和化學家，道爾頓，在總結前人成果的基礎上，創立了著名的原子學說。
該學說認爲原子就是小到極致的實心球體，本身不帶電，裏面什麼都沒有。
道爾頓還測量了不同原子的質量，他以氫原子的質量爲1，規定了其他原子相比氫原子的相對質量。
當然他的測量結果非常粗糙，但也激發了人們對於原子結構的研究熱情。
1827年，英國植物學家布朗，用顯微鏡觀察發現，灰塵在水面上會發生不規則邉印�
這進一步證明了微粒學說，這一現象也被稱爲布朗邉印�
1877年，德紹爾克思提出，布朗邉邮怯伤肿拥臒徇動導致的。
值得一提的是，在德紹爾克思的基礎上，愛因斯坦目前的博士論文，其中一部分內容就是爲了解釋布朗邉拥摹�
他也從理論上證明了原子是一種真實存在。
儘管有不少新的現象，但是從道爾頓以來，原子不可再分的觀點一直影響着物理學家。
直到1897年，湯姆遜發現了電子，這才證明原子內部還有細分結構。
原子本身不帶電，而電子又帶負電，說明原子內部存在帶正電的東西。
它們與電子所帶負電荷正好中和，使得原子呈中性。
於是，關於原子內部結構的研究，吸引很多物理學家的加入。
真實歷史上：
1911年，盧瑟福通過α粒子轟擊金原子的散射實驗，證明了原子內部又分爲電子和原子核。（現由李奇維提出）
1913年，英國化學家索迪，提出了同位素的概念。
他認爲在元素週期表裏存在位置相同，而相對原子質量不同的原子。
緊接着，湯姆遜發明質譜儀，發現了幾十種不同元素的同位素。
1919年，盧瑟福又通過α粒子轟擊氮原子核，發現原子核由質子組成。
1932年，盧瑟福的學生，英國物理學家查德威克，用α粒子轟擊鈹原子核，又發現了中子的存在。
物理學家這才搞清楚同位素的本質，即原子的質子數相同，但中子數不同，這些原子互稱同位素。
後來發現，鈾原子存在三種天然同位素：U234、U235、U238。
其中U235是最重要的一種同位素，影響了世界。
1939年，德國物理學家哈恩，用中子轟擊鈾的原子核，發現了核裂變現象。
至此，原子的結構終於被弄清楚。
原子由帶正電的原子核和帶負電的電子組成。
原子核又是由帶正電的質子和不帶電的中子組成。
在這一段時期，伴隨着原子結構研究的，則是量子力學框架的建立與發展。
1900年，普朗克提出量子論。（現由李奇維提出）
1905年，愛因斯坦提出光量子假說，解釋光電效應。（現由李奇維提出）
1909年，愛因斯坦提出光具有波粒二象性，這是他對量子力學的最大貢獻。（現由李奇維提出）
1913年，玻爾提出電子的量子化軌道，爲量子力學的發展奠定基礎。
1924年，德布羅意提出物質波概念，認爲實物粒子也具有波粒二象性。
1925年，海森堡創立矩陣力學，是量子力學的第一個版本。
1925年，泡利提出泡利不相容原理。
1926年，薛定諤創立波動力學，是量子力學的第二個版本。
1926年，狄拉克證明波動力學和矩陣力學在數學上是等價的。
1926年，玻恩提出波函數的概率詮釋，後來成爲“哥本哈根解釋”。
1927年，海森堡提出不確定性原理。
1928年，狄拉克將量子力學和狹義相對論結合，創立相對論量子力學，奠定後世量子場論的基礎。
1935年，薛定諤提出著名的思想實驗“薛定諤的貓”，將微觀世界的量子行爲，推演到宏觀世界。
1948年，費曼創立量子力學的路徑積分形式，是量子力學的第三個版本。
可以說，1925年-1928年，就是量子力學的巔峯發展時期。
這一時期，更是發生了一場最重要的事件。
以愛因斯坦和薛定諤爲首的一派，與以玻爾爲首的哥本哈根學派。
針對量子力學，在1927年的第五屆索爾維會議上，爆發了一場物理學史2000年以來最精彩的驚世對決。
大名鼎鼎的“上帝不擲骰子”，就是從那場會議流傳出來的，爲無數後人津津樂道。
在量子力學理論完全成熟後，原子結構的研究依然繼續向前深入。
物理學家們在30年代發現了弱力、1947年發現了強力，這兩個都是跟原子核有關的力。
並由此解釋了物質發生放射性衰變的本質原理。
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