99學術小偷狄拉克

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奧本海默不認識誰叫狄拉克，他只看到了一個高高瘦瘦的英國男人，剛一進門，就衝到了自己老師的面前。

這還了得！

他連忙放下手裡的紙和筆，直接衝到了陳慕武的身邊，擋在了他的前面。

雖然奧本海默是三個人裡身高最矮的那個，但他依然堅定地站在了那裡。

待在劍橋已經將近一個月，他越來越受不了英國這種古板封閉的環境。

雖然陳慕武對他還不錯，但他心裡始終都滿懷著一股火氣。

剛想睡覺就有人給遞來了枕頭，奧本海默在心中已經盤算好了，如果這個不開眼的英國佬想要動手的話，自己就直接一個勾拳，懟到他的肚子上。

陳慕武稍加思考，就明白了眼前的形勢到底是怎麼一回事。

看來這個美國人，應該是打心眼裡認同了自己，那他這輩子也應該沒有被下毒之虞了。

“羅伯特，你別太緊張了。這位是我的好朋友，一個理論天才——保羅·狄拉克。他不是什麼壞人，所以你放心吧！”

奧本海默非常尷尬，他沒想到自己第一次出頭，居然遇上了老師的朋友。

陳慕武接著又向狄拉克介紹自己的學生：“保羅，這個是美國哈佛大學的高材生，羅伯特·奧本海默，他今年夏天才進入到了卡文迪許實驗室，現在正跟著我搞些研究。”

“狄拉克先生，真不好意思，我還以為、呃、你想要對陳老師動手。”

“沒關係。”

“對了，羅伯特，伱能否儘快整理出我今天講的全部內容，然後交給我？”

“當然沒問題，陳老師！”

交代給奧本海默一個任務，把他打發走之後，陳慕武拉著狄拉克的袖子，往門外走去。

“有什麼事情，我們到外面去說。”

他之所以這麼著急想要離開，是怕等今天來聽講座的這批人深入思考有關機率波的問題之後，會把自己圍住問各種問題。

陳慕武直接把狄拉克帶到了自己在三一學院的房間，給他泡了杯茶之後，這才問道：“保羅，你找出了我的哪個錯誤，所以才讓你這麼著急？”

“是有關陳統計和陳不相容原理，你前後發表的這兩篇論文之間，存在著矛盾。”

哦，原來是這個。

和世界上大部分物理學家不同，陳慕武在量子力學中使用的矩陣，對數學專業出身的狄拉克來說不成問題。

這只不過是一種數學工具，和加減乘除四則運算相比也沒什麼不同，只不過是比後者稍微高階一些罷了，

但是，另外一個有關於原子的問題，卻困擾了狄拉克一整個夏天。

在中子發現之前，物理學家和化學家們區分元素的辦法，只是去看他們原子核外的電子數目。

所以狄拉克一直以來都搞不明白，為什麼氖Ne和鈉Na只在電子數目上差了一個，卻在化學性質上表現出來了很大的不同，一個是氣體，另一個則是金屬。

直到他看到了陳慕武發表在《自然》期刊上的最新一篇論文，提出來的波動方程。

狄拉克想著用陳慕武的波動方程，嘗試著去求借一下一個原子中有兩個電子的話，會是什麼情況。

而且他還想知道，如果讓這兩個電子交換一下位置的話，求解出來的兩個結果究竟是會相同還是不同。

求解出來的結果表明，交換位置只會讓波的前面改變一下正負號，並不會產生其他的區別。

這讓狄拉克又想到了自己的好朋友陳慕武在建立矩陣力學時所提出來的那個想法，那就是實驗並不能觀測出兩個電子在交換位置之後，和之前有什麼不同。

因為人們並不能具體觀測到電子，只能透過原子中發出來的光來判斷。

很顯然，電子的位置交換與否，根本影響不到從原子中發出來的光。

他意識到，這很可能就是陳慕武之前提出來的那個有關原子模型中電子軌道的那個不相容原理。

但是狄拉克還沒高興太久，他就突然意識到了陳不相容原理和之前他提出來的另外一個理論之間的矛盾之處。

陳慕武在去年差不多這個時候，曾經提出來了一個不同於宏觀物理學中的麥克斯韋－玻爾茲曼統計的新的統計方法，並用這種名為陳統計的量子統計方法，成功地從第一性原理推匯出了普朗克熱輻射定律。

只是，當時陳慕武在計算中，用到的粒子是光子，而光子的自旋為１，是個整數。

所以大量的光子，才能無限疊加到同一個量子態上。

但是，在這之後，陳慕武在今年年初又提出來了以他姓氏命名的“陳不相容原理”，像電子這種自旋為二分之一的粒子，是不允許佔據同一個量子態的，即使它們有完全相同的量子數也不行。

所以對於電子這個微觀粒子來說，便不能再用陳統計這個量子統計方式，如果強行套用的話，很可能就會得到系統的熵變成負無窮大這個無比荒謬的結論。

所以現在亟需找到一種新的量子統計形式，讓它能夠適用於電子。

狄拉克如此急匆匆從布里斯托爾的老家坐火車趕到劍橋，就是為了和陳慕武說這件事情。

雖然名為陳慕武的一隻蝴蝶在不斷地扇動著翅膀，但歷史的車輪仍然滾滾向前，狄拉克還是找到了這個原本就屬於他的東西。

歷史上，就在薛定諤提出來他的方程後不久，狄拉克就向英國皇家學會提交了一份理論報告，那個上面寫得正是他得出來的一種有關電子的新的量子統計方法。

但是他這篇文章發表後還不到一個月，一封由羅馬大學寄來的信，被送到了劍橋大學聖約翰學院。

羅馬大學教授費米在信裡很不客氣地指出，“在你有趣的名為《關於量子力學理論》的論文中，你在泡利不相容原理的基礎上，提出了關於理想氣體的一個理論。現在，一個與你的幾乎相同的理想氣體理論，已經於今年年初被我發表。我現在假設你還沒有讀過我的這篇文章，所以我現在提醒你對它予以注意”。

費米的信表面上似乎很客氣，但其實話中綿裡藏針。

這封信字裡行間的意思就是想要一個解釋，一個狄拉克在這篇論文中得出來的統計規律，到底是獨立推匯出來的，還是看到費米的論文後有了靈感，換言之，是他剽竊來的。

後世的物理學界，對這樁學術剽竊公案一直沒有定論。

因為費米的老婆是猶太人，又因為墨索里尼的反猶政策從義大利跑到了美國。

所以美國的一批猶太人科學家，尤其以托馬斯·庫恩為代表，堅定地認為狄拉克這個英國人剽竊了猶太人的智慧。

他們不但認為狄拉克在量子統計上剽竊了費米，還認為狄拉克在量子力學的研究上，同樣也剽竊了猶太人玻恩的成果。

而之所以一個連博士文憑還沒拿到的年青人，能有這麼大的能力，接連“剽竊”了許多偉大的科學成果，但還能不被人指責。

這些美國猶太人給出來的原因，是因為狄拉克就讀於英國最頂級的學府劍橋大學，同時又是盧瑟福女婿福勒的愛徒，而且之後又和玻爾的私交甚密。

不過，同為猶太人的泡利在這個問題上，卻站出來很堅定地支援狄拉克，他認為狄拉克在寫論文之前絕對沒有讀過費米的文章，而抄襲這個說法，根本也是無稽之談。

“六朝舊事隨流水”，狄拉克究竟在這件事情上抄襲也好，沒抄襲也罷，那都是上一輩子的事情了。

反正這輩子，如果不出意外的話，他應該是第一個、呃、第二個提出來這種新的統計規律的人。

費米此時，應該還在萊頓大學的埃倫費斯特手下研究相對論的問題，還沒把他的學術重心徹底轉移到微觀世界裡。

陳慕武最近一段時間，先是參加了奧運會，然後又忙著寫這幾篇有關波動方程的論文，把原來叫做費米－狄拉克統計的量子統計方法早就給拋在了腦後。

被狄拉克這麼一提醒，他才想起來，還有這麼一回事。

“保羅，你說的沒錯，這個問題我之前也思考過，只是因為我最近這段時間裡過得實在是太忙，就把這個問題給擱置了，甚至忘了個一乾二淨。讓我想想……”

陳慕武在大腦裡飛快地檢索著玻色－愛因斯坦統計和費米－狄拉克統計之間的區別。

然後他拿起書桌上的筆和紙，在上面寫下來兩行公式。

“光子和電子這兩種粒子的統計規律確實有些不同，我之前曾經計算過一次，就在這個地方，”陳慕武指向紙上這兩行公式除了角標之外的唯一一處不同，“這裡差了一個正負號。”

陳慕武表現得如此成竹在胸，讓狄拉克心中既驚訝，又佩服。

他從自己隨身攜帶的檔案包中拿出來幾張草稿紙，上面寫著的公式，除了在字母使用上和陳慕武給出來的有些不同之外，其他地方都完全保持一致。

“陳！你難道在很早之前，就已經推匯出了這個能級平均粒子數的公式，所以在聽到我提出來的問題之後，才如此淡定麼？”

在正主面前，陳慕武有些羞愧地點了點頭：“算是吧，只是我最近一致都在研究量子力學方面的事情，一直也沒能把精力投入到統計物理上來。

“看這意思，你也計算出了和我同樣的結果？”

狄拉克點了點頭，表情先是高興了一下，然後又隨即轉變成了深深的無奈：“我本以為找到了你的一個錯誤，想著這次終於能走到你前面了，沒想到我還是晚了一步。”

“不晚，不晚！我雖然推匯出了這個公式，但一直也沒寫論文，更沒發表。剛好你也得到了這個結果，那麼就請你去寫一篇論文，把這個新的量子統計方法，發表到期刊上吧！”

“可這是你先發現的理論，怎麼能輪得到我來發表呢？”

“不礙事，畢竟你是獨立推匯出來的，就當做並不知道我做過這樣的工作就好了！我現在實在是沒什麼時間，來寫這篇論文。”

陳慕武還以為狄拉克只是發現了這個不和諧的地方，並沒有親自動筆計算出答案，所才自顧自地把公式寫到了紙上。

如果早知道狄拉克已經推匯出了這個新的統計規律，陳慕武說什麼也不想再搶走這份功勞。

畢竟他的名下已經有了一個叫做“陳統計”的量子統計，將來也會產生一種叫做“陳子”的粒子分類方法。

如果他現在再把第二種統計方法也據為己有的話，以後這兩個公式應該怎樣區分？

陳一統計和陳二統計？陳一子和陳二子？

聽上去真是彆扭得很。

所以他現在想著，說什麼也要把這份功勞送給自己的朋友。

將來統計物理學裡說到陳統計和狄拉克統計，粒子物理學中講到陳子和狄拉克子，也能算是一段佳話。

說不定到時候，布朗太太家房子的房門旁，也會掛上一塊牌子。

牌子上刻著他陳慕武和狄拉克的頭像，陳統計和狄拉克統計的公式。

在最下面，說不定還會刻上幾行解釋說明的小字：

1923年到1924年，物理學家陳慕武和保羅·狄拉克曾居住於此。

在此期間，兩人分別提出來了針對陳子和狄拉克子的量子統計規律。

但是好像誰都忘了，還有一個叫卡皮察的人，也曾在這所房子裡住了很長一段時間。

(本章完)