搜索历史
热门搜索
电影
00:00/00:00
下载地址
https://www.xzmp3.com/down/d11bb0bb4b89.mp3
点击复制
本字幕由酷狗AI语音识别技术生成
欢迎收听科学视频化
这回呢我们从几个日本人开始讲起
也顺便
补充一下有关
强相互作用的内容
为啥说
补一下呢
那就是因为
强相互作用其实
在三十年代就开始研究了
但是我们
前面讲的主线呢是量子力学的创立
以及什么不确定性
原理
引起的这种论战
什么爱因斯坦和波尔的隔空对阵
还有
这个薛定谔带的带着宠物猫登场这
讲的都是这档子事儿
然后这档子事
过去以后呢就是
二战爆发
家注意力都放到原子弹的研究商
所以我这一张嘴实在讲不了两家事儿
现在原子弹工程已经过去了
而且
战后的物理学家
也都在搞这种跟强相互作用信有关的东西
咱们呢就把这事儿给它补上
就在
查德威克发现中子以后
大家都很好奇啊
原来
原子核是质子和中子构成的
它中子式不带电的
彼此
抱团是不成问题虽然
互相不排斥但是它它也粘不上它也粘不紧对不对
但是质子是带正电的
彼此之间应该是相互排斥啊
它到底是什么样的利益在起作用
能够抵御掉这种粒子之间相互排斥的这个电磁力
其中有一个人呢就对
此非常着迷
以至于
它辗转反侧说睡不着觉
这个人
就是日本的汤
川
秀术
汤川秀树出生在一个日本的书香门第啊
他父亲是京都大学的一位地
学教授
这地学啊主要就研究地质学
地理学
他这个父亲呢在这两方面他都是很有剑术啊
汤川秀术呢从小
就喜欢各
种各样的知识什么知识他都学
唉
什么考古啊
书画呀
围棋啊
刀剑呐这孩子都喜欢你看这几样都是日本人
那标准学问啊
他这个汤川秀书还特喜欢中国文化
你看这日本人受我国影响还是很深呐
他爹是
大学教授啊
所以他
这个见识比较广
那也比较开明对教育他也比较懂
他就让孩子自己选择将来的发展节度以望哪个方向发展
唉我老爹哦不拦着你我支持你
人家可没逼着孩子非要
学这个还是学那个
所以汤川秀术最后就把目标
选定在了物理学
那时候日本相对还很落后
汤川就开始拼命收集各种各样的材料
他特别喜欢搜集量子力学方面的资料
他自己
肯遍了德国论文
这么海森堡薛定谔德文论论文他都啃过一遍
他看这俩人的论文的时候他就隐隐约约地觉得
这两者最后
背后应该是统一的
后来看到了波恩的几律解释
他开心坏了他觉得自己
跟那波恩想到一块儿去了
这个他觉得自己
很自豪
我居然跟那么大的科学家都想到一块儿去了
一九三二年呢
他开始担任讲师了
当时是
无心助教说白了就没多少功那时候正好碰上大萧条
他不拿薪水才能拿到个职位
他后来就说正是大萧条
造就了学者
因为
别的工作它也找不着嘛他只能干这个了
那个时候正好是量子力学的快速成长期
而且呢原子核物理也在高速发展
他那时候
他就觉得他不不能跟这个热门的后边
你量子力学搞的人太多了这原子核
内部这个
墙相互作用好像
搞得人很少
他就一脑门子就扎进去了插到这头去了
那时候他满脑子他
都在琢磨这个墙相互坐个奥秘
这个墙相互送到底是怎么回事
他天天想这事他白天就迷迷糊糊的
夜里
瞪着俩眼睛
看着天花板睡不着觉
好不容易
迷糊一会儿迷糊一会儿他
就天亮了
结果
白天呢接着发困
这迷迷糊糊这一天又过去了
唉就在他半夜
似睡飞睡的时候
啊经常脑子就会蹦出各种种各样的语原子核的模型
等早上起来啊
他他又都记不清
记不太清楚了没辙啊
这
这最后
枕头边儿上背着纸笔
唉他就希望啊
自己
啊
能把这些灵光乍线全都给记录下来不然
那睡一觉就就忘了
你别说
他还真记下来一大堆奇思妙想啊
唉这都是晚上睡不着的时候迷迷糊糊突然蹦出来一个灵感
那都他马上就得记下来
说等到白天仔细一推敲啊
发现自己夜里这些
这些个灵感呢真是不怎么靠谱
说说实话啊
啊也不是说做梦弄来的那些灵感就那么灵
啊人思考还是需要系统性的能不能全靠开脑洞
但是这位汤川君呐还是锲而不舍
他一直在思考
到底是什么
在捆绑着原子核里的质子把咱们全捆到一块儿
这个时候呢
电磁厂方面已经比较成熟了
迪拉克他们一帮子人都在搞电磁厂的量子化
量子力学的初期
其实都是在跟电磁力打交道吗
主要就是研究电子的运动规律问题吗
电
磁力
现在大家也
也都知道了基本上
就可以认为是不断地交换
光子而产生了相互作用
电磁厂方程就麦克思维的厂方程经过量子化处理
就可以非常明显地看觉它看到
这电磁波
最后就是一个光子
而而电磁力交换呢
是用交换虚光子来进行相互作用了这个虚光子是无法直接检测的因此才叫做虚光子
汤川就在响是不是
和子之间
也是传递一种粒子
来产生相互作用的呢
因为海森堡已经提到过
和子之间的作用力应该就是交换力所谓的交换力就是互相在交换粒子
海森堡提到过
汤川就把它的想法给
提出来了在一九三三年四月
在仙台的一次会议上
它就递交了自己的一份论文他就认为
合力应该是一种短
成立
这
这个作用距离非常短
稍微远点它就不行了
而且它是交换电子产生的
结果这论文刚一发
就被人科方雄给很批了一顿
为什么呢
就因为
交换那电子
根本就不够用电子质量太小了
到了一九三四年呢汤川就从一本杂志上看到了废米的文章那非米写的可就详细多了
说
电子中微子
可能呢是可以当作交换粒子来使用的
这个
费米的意思就是说
质子之间这和子之间
是是交换的就是
电子中微子
所以才把它们拧住
但是呢汤川
也想啊
这个电子中微子质量好像也不够也很小
就根本产生不
不了这么强大的合力
这事儿就
让汤川秀树我虚经一场他以为
这个费米瓦这事搞定了呢
但是
看论文看完了以后
发现费米还是没把这事搞定
后来呢汤川就提出它的理论了
他认为
质子中子这种和子之间
肯定是在
彼此交换一种
比电子要
重
但是比和子要轻得多的粒子来产生
吸引力的这样才能把所有的这些个
和子给凝的一块拧成个原子嘛
但是不能老在已
知的这些个粒子里面大转转
因为已知的这些个粒子他们没有一个是口格的
但是接下来的麻烦又来了
那么
你说这个例子到底有多大呢
这个例子它
可不可以被观测到
像电磁作用的虚光子
那就是不可以观测的
那汤川君
你这个例子能不能观察
对吧
它到底有多大呀
要是不知道大小
你怎么去做试验检测呀
就好比
警察要抓犯人
你不给个体貌特征你让警察上哪儿去抓呀对不对
最后
汤川秀数还非常巧妙地解决了这个问题
你不要测量吗对不对
他就计算出来
这个粒子应该
大差不差是
二百个电子质量
这二百个电子质量是怎么估算出来觉的呢
说来很简单
靠的正是
海森堡大名鼎鼎的
测不准原理
这道奇怪了
这个测不准原理居然能测准东西这到底是怎么回事
原来
我们汤川君
不是要精确地计算芥子的质量它只是估算一下大概有多重
只要这个
数量极不错那就OK了
我们知道测不准原理
是有一个
表述的这个表述就是说
能量的误差和时间的误差相成
大概是普兰克数上长数这个数量级
数学表达呢就是等着它替一长得着它意
就
大约是
弗朗克长数
也就是说
这个过程
这个时间测得月精确那能量就变得越不精确
能量测得月精确那时间就越不精确
但是我假如
我并不要求那么精确我毛估一下呢毛估一下数量极
不能做到呢
那还是可以做到的
这个芥子啊就在原子核里面活动
想来呢
那个活动范围啊
就
原子
原子核直径那么大
我们不知道它的运动速度
啊
所以满打满算我们就拿光速来算吧就是这这顶天的不可能比光速再快了对不对
那么时间
就可以大致确定喽
你运动了多长时间我知道你
就用原子核的直径
来
用光速
我就能把
这个运动时间给算出来
那好呀
那根据这个测不整原理的公式啊
我就可以
除一下啊我就算出了它的能量
对吧
这个有多大能量
这是我就大概可以算出来了然后根据
能量公式嘛就是大名鼎鼎的爱因斯坦方程一等于M斯一方
那我就可以估算出这个
粒子的质量啊
计算以后呢
大概就算出是两百个电子质量
这个
可以带正殿
也可以带负电也可以不带电
就暗
示着可能
这个粒子
还不止一种可能有好几种
但是在当时
没人喜欢
这种
大家都没见过到玩意儿
这种新粒子我们都没见过
又不好检测这玩意怎么弄
所以一九三七年的时候
波尔访问日本
他
跟汤川秀树就碰上了碰上了以后
一聊
结果
他就很不赞成汤川秀树这个想法
同样海森堡也
不喜欢汤川的这个想法
汤川呢就把论文寄给了美国的物理评论杂志
当时
小有名气的这个奥本海默就把这个论文给扔一边去了
想要让人们承认
这个粒子的存在那就必须在试验室里面找到这种例那
找到以后呢大家可没话说了是
心服口服
可是
那时候想弄出这个粒子
需要非常大的能量
放射性物质他自发衰变那种那种能量很小很小根本就不够用
那还有其他办法呢有的用加速器
咱们把能量给它加上去就可以了但是那年头
加速器还是草窗器焰它搞不了多大
那时候搞出来的第一个加速器只有多大呢只有十二公分这么大
端在手里总能断着这肯定不行
那还有什么办法呢有什么东西
射线能量是特别高的呢
那就是宇宙射限
这
东西能量非常大
所以
它就去研究这个宇宙
射线
说不定真能发现这个东西的踪迹
在一九三六年
美国人安德森和
尼德麦耶就发现
在宇宙射线里面的确是有一种粒子
威尔逊云是看见他的轨迹了
他的确
是
比
电
子要重得多
但是又比智子要轻得多
这玩意儿到底是个啥
他们当时就认不出来这到底是个什么东西他们就写成论文
发表了
发表了以后汤川
就看到了汤川的心里它立刻就乐开了话呀
这个东西
这不就是自己预言的那个例子吗
您看二
二百倍电子
质量这差不多嘛
他就写了份论文
寄给了英国的自然杂志
他就觉得你看这个例子找到了吧
结果
人字是自然杂志直接就给他剧稿
就没要
他寄了不成
但是
另一位印度的物理学家
叫八八
他给汤川君点了个赞
人家发表了一篇论文
前头后头一论述说没错这就是汤川君的那个论述的这个粒子
就汤川粒子我认为就是这个
被美国人看到的这个这个东西
而且
人家还给起了个名字叫芥子
本来呢
就没名字嘛
对吧一直叫汤川粒子嘛现在好
就起了个名字叫借子
自
此
汤川的理论才得到了大家的认可
后来大家
继续深入研究发现
这
这东西好像
跟汤川的预言好像对不上茬
就是发现的这个粒子
后来是三个意大利物理学家
为了
躲避德国人
他们躲的一
地下室小黑屋里不敢出去
因为出去人家就就拉他们去
抓壮丁了这玩意儿不行了这个
他们就在小黑屋里面闷头算
这闷着
就发现
这美国人看到的这个粒子其实不是汤穿粒子
大家虚假经一场
整个大战期间
好多事都被耽误了
这物理学界要么去造原子弹要么就没科研经费了只能
在家里自己憋着
一直到战后
这大家
这口气才喘上来
大家继需回归书斋就继续做
科学研究
到一九四七
年
英国人就用
气球
吊了个照相设备到高空去
他们用汝朝
乳胶照相的办法
在高空拍到了清晰的宇宙设线的轨迹
结果就发现有一个轨迹非常奇怪
一个粒子的
轨迹
在半途中突然发生改变
好像便轻了一点
这个轨迹是不连续的这事就非常奇怪
那时候
汤川他们一伙儿日本人
已经跟美国的
玛莎和贝特
都
不约而同地提出了双芥子理论也就是说芥子是不止一种的
这回英国人的这个照片就清晰地显示出了这一点
怎么回是
英国人这张照片怎么解释
后来
他们的解释是这样的
一个派
介子
在
途中
变成了另外一种
戒子叫谬
诫子
派介子
才是汤川当初
预言的那种例子
安德森用
威尔逊云氏观察到的那是缪子
不是这个
派子
后来
意大利人闷头在小学屋里算的
就是这个缪子
到了
一九四九年
汤川就因此获得了诺贝尔
物理学奖
这个是
第一个获得炸药奖的
日本人
更让日本人自豪的是这汤川可是土生土长
日本自己培养出来的人家没留过学
不过得了奖以后呢
这奥本海默立刻就把汤川君
请到普林斯顿去了
人出了名待遇就是不一样了嘛
这奥本海默当年可不是这么客气的
反正二战期间好多日本科学家
都参加了军事科技的研究
比如说
人科方雄就算一个
日本也想搞核计划
最后没搞出来吗
领头的就是这个人科方雄吗
这是跟军事哀得上边的要是跟军事埃不上边的
那就只能一边梁快险
那
那没办法
比如有的物理学家
那就不得不去研究雷达
按这搞这个
磁控管啊
这个磁控管
就是做大功率无线电设备的关键气件特别是雷达这种设备
还写了一篇有关磁空馆的论文呢
不过他还是呼吁
再艰难也要搞学术研究不能傻等着
此人呢
就是汤川秀树的
同学
他叫
潮
永
镇一郎
这位潮永镇一郎跟汤川秀术那可不一样
他
父亲是
西洋哲学的研究者叫潮勇三十郎你看那时候他们家都是排着号的
名字全是数字
潮永镇一郎
出生在京都
是第三高等学校毕业以后
就进了
京都帝国大学
理学院的物理学系
后来就在仁和方雄手下搞研究
他一九三七年
出国留学
出国留学到了哪儿呢去了德国在海森堡的指导之下学习量子力学和原子物理
也就是说
这个潮永镇一郎那是标准的海归
而且还是在量子了力学开创者的直接指导之下
那
可不一般了
跟着海森堡研究原字核的液堤模型
后来呢它就回了日本
其实从
量子电动力学
草
创时期起业就有一个
麻烦困扰着物理学界
那就是发散问题
迪拉克
推导出了迪拉克方程
为的是统一
侠义相对论和量子力学
这个方程
很神奇
它还
奇迹般地预言了反栗子的存在
而且迪拉克对真空
也
给予了重新解释
看上去
除了那几个该死的无穷大一切都很完美
可惜
麻烦来了
麻烦正是处在量子电动力学上
因为
量子电动离学是
人类有史以来搞得最精确的一门学问
这试验误差到了多少呢
试验误差到了百
亿分之一的级别
迪拉克方程就预言氢的二
S和二P两个能级
应该是一样的
在当时的试验精度
之下呢大家一测量
区的确是这样
但是到了二战以后
实验技术就大大提高了这主要是大科学工程的功劳说白了就是
原子弹工程的副作用嘛的吧
大家测量精度都变得非常非常高
一九四七年
有个叫蓝姆的科学家就做试验
它
精确地测定了
轻的两个能级
二
S和二P
其实是有微
小的能级差的
这个能级差就被称为蓝
姆卫移
兰姆本人呢就因为因为这次精彩的测量而
拿了一九五五年的
诺贝尔奖
这可麻烦大了
这个差
能级差到底是哪儿来的
同年
一九五年
跟他同时获得
诺贝尔奖的这位
获奖者呢
叫酷诗
他发现了另外一个让人挠头的现象叫反常词句因为他测量词句测得极其精确
他
这也是有传统
他老师
就是拉笔学派的创始人叫拉底亚
大家
对
这个拉比可能不是很熟悉
但是提到一个词您肯定熟他叫核词共振
大家应该不陌生吧
这个核磁功程的基本原理就是这位拉笔给搞出来的
作为拉比的学生
这个酷诗
测
电子的词句测得极其精确他就发现跟
以往的理论预言是
对不上的
这个误差虽然看上去很微不足道但是因为
量子电动力学的
实验做得实在太精确了这个误差还是不能忽略
还是要要
算进去的
潮永春镇一郎
当然对此就很清记住了
他一九四一年
他担任东京文理科大学物理学教授的时候
他就提出过自己的一个理论
叫做
量子厂的超多实理论
要不说呢
这个
基于就偏安有准备的头脑人家早就考虑这个问题
但是二战的时候人家没空
人家研究雷达呢打完仗
这个朝永镇一郎就开始重新就开始考虑这个用学术问题
他就在原来的基础之上呢
他提出了一种办法来
解决这些个
问题
解决这些个挠头的问题
叫做重政化
这论文艺法表
大家
全插眼了
那为什么呢
就在大约
同时
有三个人
差不多同时提出了重振化方案
潮永镇一郎就是其中一个
搞重振化的小组其实还有不少呢
大家
主攻方向就
贾姆魏仪和这个反常词句
但这俩东西到底是怎么消除的
到底是
有几个人在干这种事呢
有一个我们
老朋友吧很熟悉就是非常顽皮的费慢先生
他
搞出了一个东西叫费慢图
这是费慢
还有一个就是非常
脾气怪异的一个人叫
诗文格
这位人兄
好像
生活作息昼夜颠倒
怎么个颠倒呢
下午四点半起床就算很难得了他说明起得很早了
他基本上都是六点钟才起床
每天
第一顿饭呢就是晚饭
这完全是个另类
这是他
现在呢又从日本
冒出一个潮勇镇一郎
他们三个人的办法好像都
都能够解决这个问题但是三个人的办法又有差异
这个怎么办呢这玩意儿
这个叫人昏倒
是不是又像当年
海森堡跟
跟薛定谔似的
看上去方法很不一样那其实最后滑划了起来是等笑的呢
那很有这种可能啊
那这几种办法背后是不是等效的呢
如果是等效的又有
谁
能把这
三个方法
给划落一块统一呢
咱们
吓回再说
我是王杰
我是卓老板
我是吴京平
我们是科学声音
感谢大家的支持与观注
热门歌手
正传：32.日本人的贡献其它版本下载
科学史评话热门歌曲下载
其他人正在下载的歌