第664章 “你，去把强力干掉！”惊世课题！介子理论！粒子物理的前奏！

   第664章 “你，去把强力干掉！”惊世课题！介子理论！粒子物理的前奏！

  无涯馆内。

  李承道神色兴奋，呼吸急促。

  哪怕他平时再沉稳，此刻也把持不住了。

  年轻人想要一飞冲天的的豪情，是不可能被意志压制的。

  他太清楚父亲所给的课题意味着什么了。

  如今风头无两的赵忠尧，就是最好的证明！

  “怪不得我做了那个奇怪的梦，原来是预示到了今天。”

  李承道大脑疯狂运转。

  看着儿子激动的样子，李奇维心中感慨万千。

  他为了培养对方，可谓煞费苦心，选择的课题也是经过深思熟虑的。

  “你现在还在上学，没有时间做实验。”

  “所以，我给你的是一个纯理论物理方面的课题，不需要做实验。”

  “你平时课业结束后，就可以随时随地思考。”

  李承道眼睛明亮，这绝对是个好消息。

  他很感动，不用想，这肯定是父亲为他精挑细选的课题。

  “好的，父亲。”

  接着，李奇维又提出了一个问题：
  “你应该知道，我之前发表的量子场论思想和量子电动力学。”

  “你对这门理论有什么理解？”

  嘶！
  李承道倒吸一口冷气，内心止不住地颤抖。

  天啊！

  父亲难道想让我研究量子场论？
  这也太吓人了。

  不过现在不是震惊的时候，他立刻恢复神色，思考了一会儿，说道：
  “我看过玻尔教授、爱因斯坦教授等人写的评论性文章。”

  “他们认为量子场论是一种想包容所有存在的理论。”

  “在这种思想下，场才是最高的存在，一切的物质都从场中诞生，世界模型反而更加简单清晰。”

  李奇维点点头。

  老大对量子场论的理解还是可以的。

  然而，紧接着，李承道就转折道：

  “但是，我个人认为，量子场论好像有一种无奈的妥协在其中。”

  “父亲，您曾经在第一届布鲁斯会议上，提出经典物理学的遗留问题。”

  “其中一个问题就是场的存在。”

  “它太特殊了，不管是经典物理，还是量子力学和相对论，都和它完全没有关系。”

  “所以，您很想把场纳入量子力学，于是有了量子场论。”

  嗯？
  李奇维神色一动。

  看来这段时间老大确实长进了，竟然有了自己独立的见解。

  把场纳入量子力学还真是无奈之举，只不过结果意外地让人惊喜而已。

  “不错！”

  “你能有这种思考，足以证明你平时很关注物理学的发展。”

  听到父亲的夸奖，李承道露出开心的笑容。

  李奇维幽幽地说道：

  “物理学就是需要不停的尝试。”

  “没有人能保证一个新理论的对错。”

  “我们能做的，就是不断用理论去描述世界，修改补丁，直至完美。”

  “量子场论也不例外。”

  李承道点点头。

  他憧憬地说道：

  “大家都说量子场论是最有希望的终极理论框架！”

  李奇维闻言，微微一笑，一种无限高远的气息弥漫开来。

  李承道顿时一惊，他从中感受了某种至高至圣的意蕴。

  接着，李奇维终于正色道：
  “我给你的课题就和量子场论有关。”

  “我的量子电动力学目前可以很好的解释电磁力和带电粒子之间的相互作用。”

  “但是引力、强力、弱力这三种力还没有合适和对应的理论。”

  “这个课题就是和强力有关。”

  “我希望你用量子场论的思想研究强力是如何作用的。”

  嘶！
  李承道瞬间懵逼！
  本来他都以为自己快要起飞了，结果却大跌眼镜。

  父亲竟然让他利用量子场论的思想研究强力？

  这和九头虫对奔波儿灞说：你去把唐僧师徒除掉，有什么区别？
  当今物理学界，恐怕所有大佬都在研究这个问题。

  不仅是强力，弱力、引力都有人尝试。

  只要随便一个突破，诺奖都是板上钉钉的事情。

  面对如此诱人的前景，谁能不想呢？
  但想是一回事，能不能做到就是另外一回事了。

  李承道咽了咽口水，不好意思地说道：

  “那个.父亲这会不会有点太难了？”

  在老爸面前，他老老实实认怂，没什么丢人的。

  李奇维笑了笑，说道：
  “哈哈，放心，有为父在。”

  “我已经有了一点思路，但是没有时间去深入思考，所以就想交给你了。”

  “你要是害怕难，那我就给别人喽。”

  哗！
  李承道顿时一惊！
  父亲既然已经有了方向，那他还怕个球啊！

  就算是天书摆在面前，他也要搞明白。

  于是，他连忙改口道：
  “不不！”

  “再大的困难我也能克服！”

  “父亲，您就交给我吧！”

  李奇维只是故意逗逗他，笑道：
  “好。”

  接着，他开始解释道：

  “我在量子电动力学中，提出了电磁相互作用的模型，那就是两个带电粒子通过交换光子，从而产生相互作用。”

  “这也是量子电动力学的核心思想。”

  “那么，强力是不是类似的情况呢？”

  “原子核由质子和中子组成，质子和质子之间，质子和中子之间，中子和中子之间，它们的相互作用，有没有可能也是通过交换某种粒子实现的呢？”

  “你可以顺着这个思路研究下去。”

  哗！
  李承道心头震撼！
  他很清楚，仅仅这几句话，要是传到物理学界，会引起何等的地震！
  这绝对是当今世界对强力的最好和最前沿的预测！
  而现在，父亲亲口告诉了他这个想法。

  可以说，诺奖的大门就在眼前。

  能不能推门进去，就看他自己的水平了。

  这是父亲对他的考验，寄予了无限的期望。

  此刻，李承道面色凝重，坚定地说道：      “父亲，我会尽我最大的努力研究这个问题。”

  李奇维满意地点点头。

  这个课题的地位极其重要，是粒子物理标准模型的萌芽。

  真实历史上，在狄拉克、海森堡等人创造出量子场论的思想后，顿时风靡物理学界。

  三四十年代，正好强力和弱力也开始进入物理学家们的视野。

  因此，很自然地，就有人想用量子场论来解释强力和弱力。

  前面说过，标准模型中，解释强力的理论是量子色动力学，其核心是夸克。

  但是在那个时代，夸克还没有被发现，量子色动力学不可能诞生。

  因此，描述强力的是另外一种理论：介子理论，它就是量子色动力学的前身。

  而介子理论的提出者，就是来自樱族的汤川秀树（小川秀树）。

  他师从长冈半太郎和仁科芳雄，被誉为樱族年轻一代的物理天才。

  1935年，28岁的汤川秀树，在樱族本国的杂志上发表了一篇论文，名为“关于基本粒子的相互作用”。

  论文名字平平无奇，但内容却惊世骇俗。

  在文章中，汤川秀树提出存在一种“介子”，它能传递核子之间的相互作用。

  所谓核子，就是指组成原子核的质子和中子的统称。

  在粒子物理标准模型中，大家经常会听到各种“子”，它们都有着特殊的历史含义。

  （具体而详细的解释会放在后面，现在是简单介绍）
  在前期，标准模型还没有成型时，随着发现的粒子越来越多，物理学家们就把所有粒子分为两种：重子和轻子。

  顾名思义，重子就是质量较大的粒子，比如质子、中子等。

  轻子就是质量较小的粒子，比如电子、中微子等。

  而汤川秀树从他的理论上计算出，传递强力的粒子，其质量是电子的273倍（质子质量是电子的1836倍）。

  这个质量不大不小，因此他就称为“介子”，意思是介于重子和轻子之间的粒子。

  介子理论一出，顿时震惊了物理学界。

  很多实验物理学家都开始了寻找介子之路。

  1936年，安德森在宇宙射线中发现了一种质量约为电子207倍的新粒子。

  当时，他兴奋地以为这就是汤川秀树所预言的介子，毕竟质量差的不是特别多。

  于是，他把这种粒子称为“μ介子”。

  但是很快，有人就发现，这个μ介子与原子核的相互作用极其微弱，它不可能传递强力。

  后来证明，μ介子确实不是介子，而是一种全新的轻子，于是被改名为“μ子”。

  形象理解，μ子就是大号的电子，是标准模型里61种基本粒子的一种。

  寻找介子的过程并没有停下。

  1947年，英国物理学家鲍威尔在宇宙射线中，终于发现了一种质量为电子273倍的新粒子。

  这个质量简直和理论计算的一模一样，并且这种新粒子与原子核会发生强烈的相互作用。

  很快，它就被证明了，就是汤川秀树所预言的介子，被命名为“π介子”。

  至此，汤川秀树的介子理论得到了公认，他也因此获得1949年的物理诺奖，成为樱族首个获得诺奖的人。

  而发现π介子的鲍威尔，也因此获得了1950年的物理诺奖。

  此外，π介子正式开启了粒子物理学分支，鲍威尔被称为粒子物理学之父。

  由此可见，介子理论的重要性。

  这时，有人会疑问了：
  “不对啊，之前不是说传递强力的是胶子吗？”

  “怎么现在又变成了介子？”

  这就是介子理论和量子色动力学的区别。

  后者是在前者的基础上发展而来的。

  我们知道，每个质子或者中子，都是由三个夸克组成。

  质子和中子之所以能单个保持稳定，靠的就是三个夸克之间的相互作用，这里传递作用的粒子就是胶子。

  形象理解，三角形最稳定嘛。

  可以把胶子想象成光子那样的粒子，它没有质量。

  但有人疑问了：夸克在质子内部，那质子和质子之间的吸引力，也就是强力是在外部的，夸克怎么影响？

  情况是这样的。

  夸克之间的作用，会产生一种“逸散效应”。

  即，这种力会渗透到质子外面很小一段距离，也正好就是强力的作用范围。

  正是因为这逸散出的部分力，才牢牢地把质子和中子全部结合在一起，表现出强力的作用。

  而这个过程中，就会产生介子。

  因此，汤川秀树的介子理论，本质上描述的是胶子在传递强力时，逸散出的那部分力。

  所以，它是量子色动力学的基础。

  毕竟，在汤川秀树那个时期，还没有夸克，他只能从质子和中子这个整体去考虑强力的传递。

  即便最后被量子色动力学取代，但不管怎么说，介子理论的重要性不言而喻。

  正是因为它的出现，粒子物理才开始飞速发展，各种新理论和现象层出不穷。

  至于弱力，则是另外一个截然不同的故事。

  因为弱力是单个中子或质子内部的现象，所以与强力有很大的不同。

  此刻，李奇维交给老大的课题，就是汤川秀树的介子理论。

  一旦李承道能攻克这个难题，他将瞬间成为顶尖物理学家。

  父亲的名字将不再是他的压力，而是传承与荣誉！
  汤川秀树：你们父子情深，有人考虑过我的感受吗？

  李承道从父亲的眼神中，看到了期望和宠爱。

  他脸上带着幸福的笑容，浑身都充满了干劲，恨不得一天能只睡2小时就好了。

  有了目标后，整个人的精气神完全不一样。

  李奇维看出了他的兴奋，笑着劝说道：
  “不要急，慢慢来。”

  “这其中用到的数学知识可能会比较深奥。”

  “你需要在课外拓展自己的数学水平。”

  通过这些天的了解，他认为李承道的数学还是差了点。

  “这也是一个优秀理论物理学家的必经之路。”

  “可以多向你的五师师兄请教，他的数学功底非常好，足以当你的老师。”

  李承道用力地点点头。

  论学术研究起点，他号称第二，全世界都没人敢号称第一。

  他并不是迂腐之辈，放着金山不用。

  “不过，钱师兄最近很忙，我也不会随意去打扰他。”

  李奇维嗯了一声。

  “前期一定要自己摸索，再难也不要放弃。”

  “只有实在没有头绪时，才需要请教，那样也是最有效果的。”

  “如果五师也不会，就来找我。”

  李奇维就这样手把手，一点一滴地传授给李承道经验。

  他相信对方一定能突破自己的局限！
  “道儿，我很好看你啊！”

  (本章完)