018章 空間量子化

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李康平回到宿舍，起草哥倫比亞學院畢業報告、哥倫比亞大學研究院物理學部入學申請書。

哥倫比亞學院畢業報告是一份總結報告，李康平寫了兩頁紙，陳述了他就讀該院期間取得了怎樣的成績，目前已滿足該院本科生畢業條件，請教務評議會審批併發放學士學位證書。

哥大研究院入學申請書的內容要多一些，李康平再次陳述他在本科期間的表現，重點突出他在物理學上實打實的a+、a、pr論文，並希望自己的碩士導師是伍德蓋特教授。

李康平寫完本科畢業報告、研究院申請書，附證明檔案，提交給了麥克唐納先生。

伍德蓋特教授說過，他每個工作日的中午要麼在辦公室，要麼在實驗室。

李康平於中午十二點半來到赫特萊樓，他瞅見伍德蓋特教授辦公室的門開著，伍德蓋特教授坐在屋內，抽著煙，煙霧繚繞。

咚咚咚。李康平敲響敞開的大門，他請示道：“教授，我可以進來嗎？”

“李，請進。”

李康平入內，雖然門窗皆開，但他仍然聞到了濃濃的煙味。

菸灰缸裡塞滿了菸頭，伍德蓋特教授愁眉緊鎖，他並未因為李康平的到來而感到開心，或者假裝開心。

男人心煩，原因無外乎金錢、事業、愛情、家庭、孩子、妻子、情人、臉面、場面、情面……所以男人心煩的原因可真不少。

李康平不知道伍德蓋特教授苦臉皺眉的具體緣由，他不便多問，只是報喜：“教授，我的論文刊登在了《物理評論》上，這比我預想的要快，我原以為4月、8月甚至明年2月，才能排期到我的論文。”

“我看見了。”伍德蓋特教授從檔案堆裡抽出這期的《物理評論》，他說：“李，你是我所知道的唯一一個在本科階段發表《物理評論》論文的人，恭喜你。”

“謝謝你，教授，沒有你的推薦，就不會有我的發表。”

李康平又道：“教授，我修滿了哥倫比亞學院的學分，實際上我已經提交了哥大研究院的入學申請書，如果有可能，我希望你能成為我的碩士研究生導師。”

“有這個可能。”伍德蓋特教授的髮量本就稀少，他現在的髮量接近於無的程度。

李康平實在忍不住了，他問：“教授，你在苦惱什麼？”

“麥克唐納先生給我看過你的實驗報告，你的實驗技能足以對應陰極射線的測量以及光譜線的繪製，作為一名本科生，你已做的足夠好。而我正在負責的實驗，它的難度遠超你的想象。你看到了，我被它折磨的不成人樣了。”愁雲慘淡的伍德蓋特教授點燃一根香菸，這是他在五分鐘內點燃的第三根菸。

“教授，我知道我現在沒資格問這個，但我還是想問問，你正在做的實驗，究竟是關於什麼的呢？”

伍德蓋特教授說：“空間量子化也不是什麼秘密，不少物理學家設計了實驗對其進行驗證。是的，我正在做的實驗是空間量子化的驗證實驗。”

李康平身子一抖，他問：“所以伍德蓋特教授，你預設空間量子化理論成立，然後驗證其正確性？”

“空間量子化可以完美的描述斯塔克效應和常規塞曼效應，它對於解釋x射線譜線、說明氦譜問題也起到了作用。然而一直沒有人以實驗的方式成功演示空間量子化的存在，有些物理學家甚至懷疑空間量子化的物理真實性。我認為，空間量子化理論應該是成立的。不幸的的是，我和其他實驗物理學家一樣，無法從實驗上證明空間量子化的存在性、真實性。目前看來，我們已知的實驗方法，在空間量子化面前蒼白無力。而這正是我的苦惱之處。”這段話講完，伍德蓋特教授點燃第四根香菸。

為了描述氫原子在外電場和外磁場作用下的行為，索末菲於1916年引入了空間量子化的概念，這是純理論性的工作。

1918年，尼爾斯·玻爾提出n1=0是禁戒的，因為電子軌道的平面如包含磁場方向，電子的運動會不穩定。這同樣是理論性的假說，玻爾在索末菲的基礎上補充完善了空間量子化理論。

索末菲、玻爾動嘴了，所以全世界的實驗物理學家們動手了。

正如伍德蓋特教授所言，空間量子化的驗證實驗，難就難在動手技能上。

“電子軌道的取向是無規則的，與磁場的夾角可以取任意值。檢驗鉍原子的磁性，實驗上主要的困難是實驗系統的設計……”伍德蓋特教授透露了一些實驗細節，用他的話來說，這不是什麼驚天秘密，你去問任何一