拜見(jiàn)校長(zhǎng)大人 第三百二十七幕.兩朵烏云(下)

黑體輻射。

任何物體都具有輻射，吸收，反射電磁波輻射的能力，而這個(gè)能力與物體本身的特性與溫度有關(guān)。

在元素系，熱方面的法術(shù)一直是法師們熱衷于研究的類(lèi)型，而研究這一塊法術(shù)，就不得不提到黑體。

黑體是一種理想模型，指的是能夠完全吸收外來(lái)輻射，而不產(chǎn)生任何反射，同時(shí)將其完全轉(zhuǎn)化為熱輻射，其熱輻射的光譜特征與材料無(wú)關(guān)，僅僅與溫度有關(guān)。

在冶金和照明工業(yè)中，人們由于需要研究黑體輻射的強(qiáng)度與頻率之間的關(guān)系，法師便開(kāi)始了有關(guān)黑體輻射的研究。

起初，按照經(jīng)典元素系的理論，人們認(rèn)為其強(qiáng)度與頻率應(yīng)該是線(xiàn)性相關(guān)，但法師們進(jìn)行的黑鐵輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖卻并非如此。

后來(lái)經(jīng)過(guò)一系列的探索，法師們總結(jié)出了一條熱輻射位移定律，也就是在一定的溫度下，黑體的溫度與最大輻射值所在的波長(zhǎng)的乘積為一個(gè)常數(shù)，但沒(méi)過(guò)多久，人們就發(fā)現(xiàn)這個(gè)定律僅僅在波長(zhǎng)較短的區(qū)域成立，而在波長(zhǎng)較長(zhǎng)，也就是低頻領(lǐng)域失效。

接著，根據(jù)能量均分定理推導(dǎo)出的奧克蘭特戴維定律被提出，這個(gè)定律闡述，黑體表面的單位面積在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的總能量與黑體本身的絕對(duì)溫度的四次方成正比，這個(gè)定律良好解釋了低頻領(lǐng)域的黑鐵輻射問(wèn)題，然而，在高頻領(lǐng)域，隨著頻率的增大，輻射能量也會(huì)趨于無(wú)限大，這與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相違背。

由于高頻領(lǐng)域，光譜向紫色靠攏，所以提出這條定律的傳奇法師卡爾.戴維也將其稱(chēng)為“紫外災(zāi)變”。

路德維格.施坦因這兩年便在致力于解決黑體輻射問(wèn)題。

“老師，您解決了這個(gè)問(wèn)題？”

歐拉立刻湊了上去，打開(kāi)了那一疊資料。

這是施坦因的手稿，除去一些提示性的說(shuō)明文字外，幾乎都是公式和推導(dǎo)過(guò)程，比起論文，更像是一份答題試卷。

三位學(xué)生才剛剛看了幾眼，就立刻被吸引住了。

“等一等，這里怎么會(huì)是這樣解釋......”

“......這太奇怪了，竟然會(huì)用這樣的手段來(lái)......”

“天吶，我看到了什么，量子？能量......不是連續(xù)的？”

這篇論文顛覆了三人的認(rèn)知，當(dāng)他們閱讀完之后，不是急忙開(kāi)始討論論文中的結(jié)論，而是陷入了良久的沉默。

因?yàn)檫@計(jì)算里蘊(yùn)含的思路，實(shí)在太過(guò)超前了。

斯坦因閣下提出了能量量子化的概念，物體輻射的中心是一種線(xiàn)性的諧振子，輻射實(shí)際上就是諧振子與周?chē)姶艌?chǎng)交換能量的過(guò)程，而每一個(gè)諧振子上攜帶的能量并非連續(xù)的，而是有特定的離散的數(shù)值，這些數(shù)值是一個(gè)最小值的整數(shù)倍。

用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式來(lái)闡述，那就是Enhv，其中v便是振動(dòng)頻率，n是倍率，而h，斯坦因閣下通過(guò)計(jì)算，得到了其數(shù)值是一個(gè)常數(shù)，按照慣例，他將其定名為斯坦因常數(shù)。

p;從這個(gè)公式推導(dǎo)出的能量輻射密度與頻率的分布曲線(xiàn)，與黑體輻射的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全吻合，這意味著，依靠這個(gè)公式，就能完美解決黑體輻射問(wèn)題。

但前提，是量子的假設(shè)是正確的。

在人們的眼中，世界是連續(xù)的，不論是一根線(xiàn)，一張紙，還是流水，山巒，甚至?xí)r間，這些都是連綿不斷的，人們給出的度量標(biāo)準(zhǔn)可以無(wú)限細(xì)分，斷然不會(huì)出現(xiàn)在細(xì)分到某一個(gè)程度時(shí)，出現(xiàn)不可挽回?cái)嗔训那闆r。

但斯坦因閣下的假設(shè)中，能量是由一個(gè)個(gè)不連續(xù)的值組成的，當(dāng)溫度升高，能量并非線(xiàn)性提升，而是在達(dá)到一個(gè)閾值之后，直接跳轉(zhuǎn)到下一階的能量，中間沒(méi)有任何過(guò)渡。

這太違背常理了。

然而，在量子假設(shè)下推導(dǎo)出來(lái)的黑體輻射問(wèn)題的解釋卻又是如此的簡(jiǎn)潔而優(yōu)雅，實(shí)在讓人無(wú)法抗拒。

歐拉感覺(jué)自己被沉重的鐵錘敲擊到了腦袋，他無(wú)法思考任何其他的事情，就連樓下溫蒂小姐的圍巾也失去了顏色。

其他兩人也都是類(lèi)似的狀況，尤其是魯濱遜，他原本就是光的波動(dòng)說(shuō)的支持者，但現(xiàn)在，斯坦因閣下的量子理論表示，能量并非連續(xù)，而是一個(gè)個(gè)間斷的點(diǎn)，這是否意味著，攜帶能量的光也并非是連續(xù)的波，而是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的粒子？

“這僅僅是假設(shè)，純粹基于數(shù)學(xué)上的推論，但可以看到，從量子假設(shè)出發(fā)，我們能夠得到與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全相符的結(jié)論，同時(shí)，這個(gè)公式在高頻與低頻領(lǐng)域也能與熱輻射位移定律和奧克蘭特戴維定律相類(lèi)似，套用萊納.伊恩格雷的話(huà)來(lái)說(shuō)，越是簡(jiǎn)潔優(yōu)雅的結(jié)論，越有可能便是真正的事實(shí)。”

斯坦因閣下說(shuō)道，他在計(jì)算這一系列理論的時(shí)候，明確感受到了來(lái)自世界的鼓動(dòng)，但由于這僅僅是紙面上的推論，并沒(méi)有針對(duì)量子的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，所以自然也無(wú)法產(chǎn)生世界的反饋，但直覺(jué)告訴斯坦因，他的猜想是正確的。

一旦想到了量子假設(shè)，斯坦因就感覺(jué)打開(kāi)了新世界的大門(mén)，他深感這個(gè)假設(shè)有可能是讓法師們更進(jìn)一步探索世界的有力基石，因此迫不及待就拿起手稿給學(xué)生們一同分享。

“我今天回去就將計(jì)算過(guò)程整理成論文，明天便提交給高階議會(huì)審議！”

斯坦因收起了手稿，轉(zhuǎn)身說(shuō)道。

他作為高階法師，其論文不用經(jīng)過(guò)常規(guī)的審議流程，而是直接提交高階議會(huì)，由其他的高階法師乃至傳奇法師審閱，而審議的過(guò)程，很可能持續(xù)半個(gè)月之久。

看著老師離開(kāi)，悵然若失的三個(gè)人才有些回過(guò)神來(lái)。

帶給他們震撼的不僅僅是自己老師的論文，更多的是其中蘊(yùn)含的思維。

歐拉心想，就算給他一百年的時(shí)間，他也不會(huì)想到，更不敢想到將能量假設(shè)為不連續(xù)的，但自己的老師，卻這樣篤定。

他又想到，那個(gè)年紀(jì)輕輕的萊納.伊恩格雷，竟然已經(jīng)達(dá)到了和高階法師們談笑風(fēng)生的程度，自己和對(duì)方的距離，比想象中要大得多。

想到這里，歐拉的心頭，又籠罩起了烏云。