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第86章34一道高考易错题
看完这个这有自己名字的论文题目,普朗克又看了看手里这篇论文的厚度,只有薄薄的几页纸。
这又让他不禁有些好奇,自己、爱因斯坦以及无数物理学家们耗费二十多年的时间和心血,都没法成功解决的难题,难道就这样被中囯天才轻轻松松地给化解了吗?
普朗克调整了一下架在鼻子上的眼镜的位置,开始认真地阅读起陈慕武的这篇论文来。
莱布尼茨,没错,就是明了微积分的那一个,除了数学家之外,他还是一个哲学家。
他曾经提出过一个哲学观点,叫世界上没有两片完全相同的树叶。
意思是在宏观世界中,并不存在完全一模一样的东西,即使看起来一模一样,但总是会有办法将它们区分的。
经典力学给出的解决方案是,即使两个完全相同的粒子,它们的运动轨道也不会相同。
只要追踪它们的轨道,就可以确定这两个粒子在某一时刻的位置和度。
所以在爱因斯坦的推导中,他自然而然地也认为每个光子都遵循宏观世界的规律,都是独一无二的。
即使一个系统中只有两个光子,光子a和光子B,如果让这两个光子互相交换位置,得到光子B和光子a。
因为每个光子都是独一无二的,所以这个双光子系统在交换位置前后,也会被视为系统中的两种不同状态。
在这里,陈慕武提出来了一项与众不同的新观点。
他认为,在微观世界中,【光子是不可分辨的全同粒子】。
因为光子没有质量,所以只要两个光子的频率相同,那么它们就会是完全相同的光子,并不会存在什么光子a和光子B的分别。
在这样一个由“光子和光子”组成的双光子系统,在交换位置后,仍然还是一个“光子和光子”系统。
也就是说,这次交换并没有生任何改变,系统的状态仍然保持着一致。
只不过是在光子是可分辨的还是不可分辨的这个问题上选择了后者,再利用理想气体那一套手段,陈慕武就轻松推导出了普朗克定律的表达式,而不是像其他选择了前者的其他物理学家那样,得到的是另一个只可远观而不可亵玩的维恩定律。
陈慕武的论文,到此戛然而止。
其实他本可以由此继续引申下去,只是因为论文写到这里时,他刚好在老鹰酒吧里收到了布莱克特送来的普朗克的这封信,所以他干脆就在此处作了个结尾,并不影响完整性,仍能算的上是一篇上好的论文。
至于他本想引申的那些其他内容,就被陈慕武留到了下一篇论文当中了。
读完了手里陈慕武的这篇论文,普朗克眉头紧锁。
他似乎看懂了,但又没完全懂,总感觉这次中囯天才在统计方面,出了一个大问题。
有一道经典的概率题,问两枚相同的硬币各掷一次,国徽面同时朝上的概率是多少?
因为会出现“徽徽”“徽字”“字徽”“字字”这四种情况,所以两枚硬币同时国徽面朝上的概率,应该是四分之一。
而陈慕武这篇论文给普朗克的感觉,就像是他在计算概率时,把“徽字”和“字徽”当做了同一种情况,认为只会出现“两徽”“两字”和“一徽一字”这三种情况。
所以按照他的这种算法,两枚硬币同时国徽面朝上的概率,就变成了三分之一。
这是一个在高考中很容易犯错误的考点,如果在试卷上,陈慕武填了三分之一这个答案,那么他一定会被扣掉这道题的全部分数。
但是在普朗克手中的这篇论文中,陈慕武采用了新的统计方法,却让他简简单单地就得到了正确的普朗克定律。
而普朗克定律又是从大量的黑体辐射实验结果出,得到的最为贴切的一个公式,物理学又是一门以实验为基础的科学。
所以说,宏观的统计办法在微观世界里并不适用,其实陈慕武写在论文中的这种新的统计办法,才是最接近事实真相、最正确的哪一种吗?
思考了许久的普朗克,虽然没想明白,但最终还是决定表这篇论文。
至于这篇论文里的内容究竟对或者不对,仍然就像往常那样,交给读者们评判就好了。
……
一个多星期之后,普朗克又收到了陈慕武从剑桥大学寄来的第二篇论文。
这就是他本来想写在上一篇论文中,但是因为临时被打断,所以单独择出来的后一半。
这次,陈慕武又解决了另外一个困扰物理学家们很久的问题。
那就是按照经典的统计力学计算,理想气体在温度无限接近于绝对零度时,它的熵不会变成零,而这刚好违反了热力学第三定律。
对此,有些物理学家们找到了一个自欺欺人的解释,那就是理想气体之所以叫“理想”气体,就是因为它只会存在于理想化条件中,却不会出现在现实生活里。
所以一个理想中的模型违不违反热力学第三定律,同样也不会影响到现实当中来。
而另外一些物理学家们对此则表示忧心忡忡,生怕热力学大厦又会就此崩塌。
但无论是自欺欺人,还是忧心忡忡,谁也没能对这一现象给出合理的解释。
陈慕武在这篇论文中,再一次运用到了他提出来的那种新的统计方式。
他把理想气体分子,也当成了是和光子一样的全同粒子。
然后,奇迹再一次生了。
在温度趋于绝对零度时,理想气体会生一种奇特的相变:大量理想气体分子将“凝聚”在一起,不再是以单个分子的形式存在。
这是一种不同于“固、液、气”三相的奇特的第四相,当温度最终达到绝对零度时,所有的理想气体分子都将变成这个第四相,彼此之间不再有任何的差异。
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