神秘物理学天才:消失的32年,留下了能与牛顿媲美的伟大理论!

劉同学 2024-02-14 05:21:12

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在追逐荣誉和赞誉的理论物理领域,每个人都拼命争夺第一的位置,不愿屈居人下。

然而,有一个人却选择了默默无闻,成为了被时间遗忘的研究者。他,就是马约拉纳,一个在物理界中以奇特个性而闻名的怪才。

与其他物理学家一样,马约拉纳也是一位数学天赋出众的天才。他于1906年出生于意大利的西西里岛,自幼就展现出了与众不同的数学才华。

然而,有趣的是,他的父亲是一位商人,母亲是一位家庭主妇,他们对物理学毫无兴趣。相反,他的舅舅季里诺·马约拉纳却是一位充满神经质的物理学家。

季里诺·马约拉纳以一项惊人的壮举闻名于世——他与声名显赫的爱因斯坦公开叫板!

他坚称爱因斯坦的相对论不过是空中楼阁,于是投入毕生精力寻找这一理论的破绽,但讽刺的是,他的实验结果却屡屡证实了爱因斯坦的准确性。

尽管如此,季里诺并不在乎这看似滑稽的研究成果,他更愿意在自己构筑的学术世界里,追寻他认为真正有意义的研究。这种执着甚至可以说是偏执的特质,似乎在隔代后由马约拉纳继承了下来。

马约拉纳在17岁时,凭借出色的毕业成绩,顺利踏入罗马大学攻读工程学。四年后,他又在别人的推荐下,加入了罗马大学物理研究所,那里由费米领导,汇聚了意大利当时最杰出的物理学家团队。

依托于马约拉纳的超凡分析能力、计算技巧以及敏锐的物理洞察力,在导师费米的指导下,他发表了涉足物理学领域的开篇之作——《费米提出的原子结构统计模型的早期应用》,并着手进行了对原子光谱的研究。

四年后,他又推出了一篇关于原子在变化磁场中光谱特性的研究论文。这一创新观点的提出,激发了包括伊西多·拉比在内的众多物理学家的研究兴趣,催生了一个原子物理领域的新兴重要分支——无线电磁波频谱研究。这在物理学界,宛如武侠小说中少年英雄独创一派,开宗立派,影响深远。

然而,这位物理学界的独行侠有着他独特的行事风格:在费米的团队中,为了解决复杂的物理难题,其他研究人员倾向于分小组合作,以便更有效地推进研究。

但马约拉纳却偏好孤军奋战,不愿与人携手。这还不是最让人头疼的,更让费米感到无奈的是,马约拉纳对发表论文毫无兴趣。

他的研究成果往往随笔写在烟盒背面或餐巾纸上,而这些记录了他思维火花的纸片,一旦他对某个问题有了透彻的理解,就会被他不经意地揉成团,随意丢弃进垃圾桶,仿佛那些纸片上承载的智慧并不重要。

这种独特的研究习惯,使得他在探究“小居里夫妇”所发现的一种疑似伽马射线的全新粒子时,选择了忽视费米的建议,不将研究成果公之于众。

这种新粒子后来被詹姆斯·查德威克通过实验验证,并为他在1935年赢得了诺贝尔物理学奖。然而,这一事件并未让马约拉纳改变他的做法,反而让他更加坚持己见,最终演变为了只进行研究而不发表成果的极端态度。

在四年的研究历程中,马约拉纳涉猎了地球物理学、电工学、数学分析以及相对论等多个领域,其中最引人瞩目的成果便是他的一项标志性发现——马约拉纳费米子。

而这一发现的发表过程,也是颇具戏剧性。到了1937年,经过四年的休养,马约拉纳突然意识到自己的积蓄已经难以支撑日常开销。正当他为生计发愁时,偶然得知意大利某大学正好有一个教授职位空缺,急需招聘。于是,他满怀希望地前去应聘,希望能借此解决经济困境。

然而,应聘该职位的一个必要条件是提交一篇原创论文。于是,马约拉纳便从自己的抽屉中随机抽取了一篇关于微子的研究论文,将其提交。

这一举动才让人们意识到,原来他早已秘密构建了一套完整的中微子理论。在这篇突如其来的论文中,他将1928年英国物理学家狄拉克提出的电子相对论性量子力学方程进行了精细的推导,从而创立了著名的马约拉纳方程式。

在偶像剧的剧情中,我们经常看到这样的对白:“你脑子里想的都是些什么?”“显然是与我截然不同的事物。”这样的对话凸显了天才与常人之间的巨大鸿沟。

实际上,常人不仅难以窥视天才大脑中的思想,就连他们正在思考的问题,对常人来说也是如同谜团一般的存在。按常理,马约拉纳在生活困顿中成功获得了那不勒斯大学的教授职位,即使不欣喜若狂,也应遵守大学的安排按时报到。然而,他并没有这么做。

负责招聘的教授在约定的就职日期当天下午两点,收到了一封来自马约拉纳的信件。

信中写道:“我已经下定决心,并郑重声明这并非出于个人私欲。尽管我清楚我的不告而别会给您和您的学生带来困扰,我仍请求您的谅解。我深感抱歉,因为我辜负了您的信任,尤其是在过去几个月里您对我的关照。请您将我的歉意转达给学院中我敬重的同事们,尤其是Sciuti……”

你的直觉没错,这封信正是出自马约拉纳之手。信中弥漫着一种深深的悲观情绪,而信的日期是前一天。收到信的教授感到了一丝不妙的预感,于是立刻联系了警方。

警方对马约拉纳在那不勒斯的住处——艾尔伯格博洛尼亚酒店进行了搜查,在马约拉纳的卧室抽屉里发现了一封他写给家人但未寄出的信。

信中写道:“我不希望你们为我哀悼,如果你们一定要向来访的客人鞠躬,我希望你们的悲伤不超过三天。然后,如果你们愿意,请在心里记住我,并原谅我。”警方还发现,马约拉纳在写完信的当天,搭上了一艘开往西西里首府巴勒莫的船只……

所有的线索似乎都指向了马约拉纳的失踪是一场自杀,甚至连他的同事塞格雷和阿玛尔迪也深信不疑。

然而,作家列昂纳多·夏夏却持有不同的观点:“我阅读过许多自杀遗书,它们在书写上通常与日常有所不同,但马约拉纳的情况并非如此。”更让人困惑的是他的第三封信。在收到被认为是马约拉纳自杀信件后,教授在当晚又收到了另一封信。

信中的内容大概是说,大海未能接纳他,他打算回到之前居住的酒店,但无论如何他都不会再从事教学工作。这封信是用艾尔伯格苏乐酒店的纸张写的,这证实了马约拉纳确实在巴勒莫登陆过。

警方依据第三封信中提供的线索,调查了航运公司的售票记录,确认马约拉纳确实购买了26日的船票返回那不勒斯。按行程安排,他应在27日早晨抵达目的地。

但警方搜寻后并未发现他的身影。与此同时,与马约拉纳同舱的两位乘客中,有一位坚称:在船只靠岸时,他亲眼看到马约拉纳还在床上安睡。

无论如何,奇怪的是,自那以后,马约拉纳就像从人间消失了一样,无影无踪。既没有发现他生存的迹象,也没有找到他的遗体。

相反,各种文学作品借他的故事发表了自己的猜测:有人说他被外星人绑架了,有人在科幻小说中虚构情节,授予他诺贝尔物理学奖……在32岁时人间蒸发,物理研究生涯仅有十几年,马约拉纳却留下了许多令人惊叹的研究成果。原因在于,他是一个非常喜欢成为隐形冠军的人。

在马约拉纳神秘失踪后,警方在其家中抽屉里发现了一摞摞码放得整整齐齐、却未曾公开的学术论文。这些论文中,就包含了关于宇称可能不守恒的先驱性思考。

众所周知,1957年杨振宁和李政道因提出宇称不守恒理论而荣获诺贝尔物理学奖。然而,或许第一个萌生宇称不守恒念头的科学家,正是马约拉纳。

在他所处的时代,科学界尚处于对自然界可能存在中微子的初步猜测阶段,对宇称守恒问题更是未曾触及。然而,作为研究中微子的佼佼者,马约拉纳在20世纪30年代初便已构建了自己的中微子理论框架。在他的研究中,已开始显现出对宇称守恒可能性的质疑。

正如费米所言,天才的思维往往深不可测,马约拉纳的失踪更是为中微子研究增添了一层神秘色彩。然而,他与舅舅相似的隐形冠军情结,对物理学界而言,无疑是一种巨大的损失。

他固执地拒绝了他人的建议,选择独自欣赏自己的学术成果,而不愿将其公之于众。这种行为不仅忽视了自己的研究成果,还可能使得整个物理学领域的研究进展延缓,甚至可能导致长达半个世纪的停滞不前。

设想一下,假如马约拉纳的研究成果没有随意地写在纸片上,然后被揉成一团扔进垃圾桶,那么,费米的研究团队可能会因此加速他们的研究步伐,解决更多物理学上的难题;假如马约拉纳没有将他的发现锁在柜子里,而是选择立即公开,那么,当时的物理学家们就能将更多的精力投入到新领域的研究中。

宇称不守恒定律可能会提前二十几年被揭示,马约拉纳-费米子也不会等到八十年后才被世人发现并应用于科技领域,从而改变我们的生活。然而,现实没有假设,所有的可能性都随着马约拉纳的消失而化为泡影……

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劉同学

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