Chương 144: Lý Thuyết Mới
Hiện tượng định xứ Anderson (Anderson localization) không phải là một định lý được phát hiện trong nghiên cứu cơ bản. Nó có thể được coi là sản phẩm phụ của Chiến tranh Lạnh, hoặc là một kết quả bất ngờ trong nghiên cứu công nghệ hàng không vũ trụ.
Tuy nhiên, ý nghĩa của nghiên cứu này đã vượt xa công việc phát triển kỹ thuật đơn thuần. Ban đầu, hiện tượng định xứ Anderson đã giải thích hoàn hảo hành vi của electron trong chất bán dẫn vô định hình, được coi là một cột mốc quan trọng khác trong lĩnh vực vật lý chất rắn. Đến những năm 80, khái niệm này lại được ứng dụng mới trong lĩnh vực tinh thể học, có biểu hiện trong sự lan truyền sóng trong cấu trúc tựa chu kỳ (quasiperiodic structure) và cấu trúc fractal (fractal structure). Khi xem xét tính kết hợp của sóng ở nhiệt độ thấp, hiện tượng vận chuyển điện tử sẽ xuất hiện một số kết quả mới, trong lĩnh vực vật lý trung mô (mesoscopic physics) quan sát được một loạt các hiệu ứng phản ánh tính kết hợp lượng tử.
Từ chất bán dẫn đến tinh thể tựa, từ cấu trúc tuần hoàn đến cấu trúc không tuần hoàn, có thể chứa đựng nhiều lĩnh vực nghiên cứu mới của vật lý học.
Đến bước này, vật lý chất ngưng tụ chính thức ra đời.
Cũng chính vì Philip W. Anderson sau này đã có nhiều đóng góp trong lĩnh vực này, nên vào năm 1977, ông cùng với Van Vleck (Mỹ) và Mott (Anh) đã được trao giải Nobel Vật lý vì những nghiên cứu cơ bản về cấu trúc điện tử của hệ từ tính và vô trật tự.
Nhân tiện, danh mục giải thưởng này cũng là một trong số ít những "nghiên cứu cơ bản" trong Giải Nobel Vật lý - Giải Nobel Vật lý thường được trao cho một dự án cụ thể nào đó, ví dụ như thời kỳ đầu là "phát hiện ra phương pháp điều chế một nguyên tố nào đó" hoặc thời kỳ giữa là "phát hiện ra sự tồn tại của một loại hạt vi mô nào đó" ngay cả việc phát minh hoặc cải tiến một loại dụng cụ nghiên cứu mới và do đó đạt được một số thành tựu khoa học [ví dụ như cải tiến buồng mây, hoặc phát minh kính hiển vi tương phản pha] phát minh ra một phương pháp thí nghiệm mới đều dễ dàng đoạt giải hơn so với loại nghiên cứu cơ bản này - từ góc độ này mà nói, Di Thiên Chiêu thậm chí có hy vọng nhận được hai lần Tường Thụy Chi Điển.
Loại đóng góp "vì nghiên cứu cơ bản trong một lĩnh vực nào đó" nghe hoàn toàn giống như tập hợp thành tựu cả đời của người đoạt giải, là "tính chất an ủi" của "giải thưởng thành tựu trọn đời" - nhưng, những đóng góp rải rác trong lĩnh vực cơ bản cộng lại, có thể khiến Giải Nobel không thể bỏ qua, vậy thì đó phải là đóng góp lớn đến mức nào?
Einstein nhận giải Nobel cũng không phải vì thuyết tương đối. Mà người đầu tiên có vinh dự này, là Max Planck - năm 1918, vì những đóng góp to lớn cho lý thuyết lượng tử.
Ừm, còn về việc tại sao nghiên cứu của Vương Kỳ và Di Thiên Chiêu trong thế giới này được quy vào lĩnh vực vật tính chi đạo, mà những thứ liệt kê ở trên đều là Giải Nobel Vật lý của một vũ trụ khác - đây lại là một câu chuyện buồn khác. Giải Nobel Hóa học giai đoạn đầu toàn là h·ạt n·hân, giai đoạn sau lại toàn là hóa học hữu cơ, gần như không có nghiên cứu cơ bản nào.
Đương nhiên, đây chỉ là quỹ đạo phát triển của vật lý chất ngưng tụ trong vũ trụ vô linh khí kia. Trên thực tế, trong vũ trụ có linh khí này, sự phát triển của ngành học này sẽ rất khác.
Đối với những nhà nghiên cứu của Tiên Minh, việc tồn tại các cấu trúc liên kết (topological structure) khác giữa tinh thể và phi tinh thể đã là kiến thức phổ thông. Và những tính chất huyền diệu của các loại thiên tài địa bảo mà nhân tộc đã sử dụng từ tám vạn năm trước, cũng cho mọi người thấy rằng, cấu trúc tinh thể và phi tinh thể cổ điển không thể giải thích tất cả các tính chất vật lý. Vì vậy, vật chất "không phải tinh thể cũng không phải phi tinh thể" vừa xuất hiện đã được chấp nhận rộng rãi, không giống như giới hóa học ở Trái Đất, vì sự phát hiện của tinh thể tựa mà gây ra tranh cãi lớn [Trên Trái Đất, người phát hiện ra tinh thể tựa, Daniel Shechtman thậm chí còn bị đuổi khỏi phòng thí nghiệm vì phát hiện trái ngược với giáo điều này].
Tuy nhiên, ở một phương diện khác, nghiên cứu này cũng tồn tại vấn đề lớn.
Ví dụ, phần lớn phiếm tinh thể đều giống như nguyên tố số không, chỉ có thể tồn tại trong môi trường linh khí cao. Chỉ có điều, phiếm tinh thể do cấu trúc tự thân phức tạp, nên thường có thể khóa một số linh khí, khiến bản thân tồn tại ổn định.
Mà linh khí - theo suy đoán chưa được kiểm chứng của Vương Kỳ, linh khí sẽ mở rộng phạm vi của tương tác điện yếu - pháp thuật "Long Ngự" mở rộng tác dụng của tương tác điện mạnh dường như có thể chứng minh, hiện tượng này trong môi trường linh khí cao là có khả năng tồn tại tự nhiên.
Vì vậy, phiếm tinh thể trong mắt các tu sĩ Tiên Minh, vừa có vẻ quỷ dị lại vừa không biết bắt đầu từ đâu - họ không có cách nào tách linh lực bên trong ra để làm thực nghiệm đối chiếu, thậm chí không thể dùng tư duy hóa học thông thường để phân tích.
Nhưng, "thời đại đen tối" như vậy cũng nên kết thúc rồi.
"Ở đây phải cảm ơn Thiên Chiêu tiên sinh một tiếng." Trong biển cả vận toán, Vương Kỳ thấp giọng cười: "Nếu chỉ dựa vào bản thân ta, để đi được bước này, thật sự không biết cần bao lâu nữa."
"Xuất phát từ môi trường linh khí cao, đứng ở góc độ 'linh khí' để giải thích các hiện tượng chỉ tồn tại trong môi trường linh khí cao." Đây cũng là điều mà Vương Kỳ luôn muốn làm nhưng chưa làm được - trình độ của hắn trong lĩnh vực khoa học thực nghiệm cũng chỉ có thể nói là xoàng xĩnh, loại chuyện "xác định nguyên tắc" này, hắn còn chưa làm được.

Nhưng, một khi người khác hoàn thành công việc này, Vương Kỳ có thể phát huy triệt để thiên phú của mình trong lĩnh vực này.
Giống như các ngôi sao tách rời, trong biển cả tính toán, những điểm ảnh rực rỡ như chòm sao dày đặc khắp nơi bắt đầu tách rời, dần dần quy về mấy góc phần tư.
"Chọn lọc ra các báo cáo thực nghiệm hợp quy chuẩn..."
"Dựa theo các tham số ghi chú trong những báo cáo này, tự mình quy nạp kết quả thực nghiệm..."
"Hình thành tổ thực nghiệm và tổ đối chiếu..."
Toán học thống kê, nói ra thì có thể coi là lĩnh vực ứng dụng của lý thuyết xác suất và tích phân. Mà với trình độ hiện tại của Vương Kỳ, chuyên vì một loại dữ liệu mà thiết kế một thuật toán thống kê, cũng không tốn bao nhiêu công sức.
Phần Kim Cốc đã tích lũy đủ dữ liệu. Những dữ liệu này hỗn độn chồng chất, không ai có thể vượt qua mê cung do chúng tạo thành. Nhưng, "ý tưởng" mà Di Thiên Chiêu cung cấp, kết hợp với "phương pháp" của Vương Kỳ, đã tạo ra sự thay đổi to lớn.
Hắn giống như đã tạo ra một thanh phi kiếm sắc bén vô song, đang chém phá màn sương mù tên là "hiện thực" lao về phía bờ bên kia của chân lý.
Rất nhanh, vô số dữ liệu thực nghiệm đã qua quy nạp lần một chảy qua tư duy của hắn.
"Quả nhiên là như vậy!"
Sau đó, những điểm ảnh vốn là hình ảnh trừu tượng hóa từ hình ảnh nhiễu xạ, biến hình trong mắt hắn. Sau khi biến đổi bằng lý thuyết nhóm, biến thành khái niệm hoàn toàn được biểu thị bằng ký hiệu.
Hệ thống cấu trúc không tuần hoàn là một bước tiến lớn của vật lý chất rắn. Mà mấu chốt nhất trong đó, chính là lý thuyết điện tử hệ vô trật tự lấy hợp kim làm cơ sở. Lý thuyết này là sự sâu sắc hơn nữa của lý thuyết vùng năng lượng (energy band theory) dưới tiền đề giữ lại khung lý thuyết vùng năng lượng, đã xem xét sự tán xạ đa (multiple scattering) của sóng, đưa ra cấu trúc trung bình của vùng năng lượng.
Ban đầu, lý thuyết này cũng được dùng để giải thích tính dẫn điện của chất bán dẫn. Nhưng rất nhanh, nó đã được ứng dụng vào nghiên cứu tinh thể tựa.
Mà bây giờ, sự việc đã có một số phát triển khác biệt.
Ở Thần Châu, nghiên cứu chất bán dẫn cũng không phải là hạng mục gì quá mới mẻ. Nhưng, sự tồn tại của phiếm tinh thể đã làm tắc nghẽn nghiên cứu phương diện này. Tính chất huyền diệu của luyện tài linh khí cao rất khó được quy nạp vào trong khung lý thuyết hiện có, dù có người đề xuất mô hình tiến bộ hơn nữa của lý thuyết vùng năng lượng, cũng không có cách nào giải thích phần lớn hiện tượng, không thể thuyết phục người khác.
Ngoài ra, bản thân "vô trật tự" cũng là một vấn đề rắc rối. Trong vũ trụ này, "trật tự" bản thân nó là một loại cấu trúc có thể hấp dẫn linh khí. Mà tương đối, "vô trật tự" sẽ khiến khả năng vật chất kết hợp linh khí giảm xuống. Mà vừa rồi cũng đã nói, trong môi trường linh khí cao, khoảng cách tác dụng của tương tác điện yếu sẽ bị kéo dài một cách yếu ớt, sự thay đổi linh lực không thể tránh khỏi này cũng làm tăng thêm biến số.
Những thứ này đều thuộc về những khó khăn lớn.

Mà Vương Kỳ chính là muốn một lần đánh xuyên bước cuối cùng của hai hạng mục "hiện tượng định xứ Anderson" và "phiếm tinh thể" - tiền nhân của Phần Kim Cốc đã tích lũy đủ, nhưng họ lại vì sự tồn tại của phiếm tinh thể mà rất khó đề xuất một mô hình mạnh mẽ. Vương Kỳ chính là muốn một lần làm xong cả hai việc này.
Còn về những thành quả quan trọng khác trong lĩnh vực này - vùng năng lượng, chất bán dẫn, lý thuyết siêu dẫn nhiệt độ thấp, lý thuyết siêu dẫn nhiệt độ cao, siêu chảy, phản sắt từ, sắt từ, tinh thể lỏng, hoặc là vì hạn chế lý thuyết, chưa có thực nghiệm liên quan, hoặc là thực nghiệm liên quan đã tích lũy rất lâu, chỉ còn thiếu một đột phá lý thuyết. Những thứ này, do người khác hoàn thành sẽ thích hợp hơn.
"Dựa trên quan sát lâu dài của ta về quá trình ngưng kết hợp kim, chúng ta có thể rút ra kết luận này - vô trật tự sẽ dẫn đến định xứ điện tử."
"Mà trong quá trình định xứ điện tử, luyện tài thể hiện quy luật tản mát linh khí như sau..."
"Dựa theo những điều kiện trên, chúng ta có thể rút ra công thức biến đổi điện trở của luyện tài hợp kim..."
"Ở đây, ta dự đoán sự biến đổi điện trở suất của một số loại luyện tài hợp kim..."
Sau khi khái niệm "định xứ điện tử" được đưa ra, những mê cung trùng điệp còn lại sụp đổ, con đường quanh co được đả thông, lối ra của mê cung đã ở ngay trước mắt!
"Lấy định xứ điện tử làm tiền đề, chúng ta có thể đơn giản hóa hơn nữa mô hình toán học của hàng trăm loại vật chất phiếm tinh thể đã biết..."
"... Các mô hình trên có thể quy nạp thành một số loại cấu trúc sau..."
Do đang ở trong trạng thái tự phong ấn, hơn nữa bản thân Vương Kỳ cũng không tu luyện nhiều công pháp về vật tính chi đạo, nên lần này, công thể của hắn không có thay đổi quá lớn.
Nhưng, như để chứng minh cho suy nghĩ của hắn, "Tông Vạn Pháp Chi Bảo Cương" đã chấp nhận chỉ lệnh trong lòng hắn.
Sau đó, tất cả thú cơ quan ở Nam Minh đều b·ạo đ·ộng. Cơn bão đen dày đặc gào thét lao về phía nơi có thần đạo toán khí, bắt đầu tự phát ngưng kết, tụ tập.
Đến ngày thứ ba, Vương Kỳ đã hoàn thành tính toán cuối cùng.
Tiếp theo, chính là viết luận văn.
Luận văn tổng cộng có ba phần - hoặc là nói, phá một luận văn hoàn chỉnh thành ba phần. Trong đó phần thứ nhất chính là "định xứ điện tử" được tái hiện trong vũ trụ có linh khí này dựa trên thực chứng của bản thân hắn, phần thứ hai, là một số mô hình toán học của phiếm tinh thể được tổng hợp dựa trên định xứ điện tử, phần cuối cùng, là nội dung tự thân của phiếm tinh thể.
《Hiện tượng định xứ điện tử dưới tán xạ đa》
《Cấu trúc toán học của một số loại vật chất phiếm tinh thể》
《Luận về một số loại tướng hợp kim có tính trật tự và đối xứng nhưng không có tính tuần hoàn》
Chú thích:

Hiện tượng định xứ Anderson (安德森局域化 - Anderson localization): Hiện tượng các sóng (ví dụ như sóng electron) bị giam hãm (localized) trong một môi trường vô trật tự, không thể lan truyền đi xa.
Chất bán dẫn vô định hình (非晶半导体): Chất bán dẫn không có cấu trúc tinh thể trật tự, ví dụ như thủy tinh.
Tinh thể học (晶体学): Ngành khoa học nghiên cứu về cấu trúc và tính chất của tinh thể.
Cấu trúc tựa chu kỳ (准周期结构): Cấu trúc có trật tự nhưng không lặp lại một cách tuần hoàn.
Cấu trúc fractal (分形结构): Cấu trúc có tính tự đồng dạng ở các tỷ lệ khác nhau.
Vật lý trung mô (介观物理): Lĩnh vực vật lý nghiên cứu các hệ có kích thước trung gian giữa hệ vi mô (nguyên tử, phân tử) và hệ vĩ mô (vật thể nhìn thấy được).
Tính kết hợp lượng tử (量子相干性): Tính chất của sóng lượng tử, cho phép chúng giao thoa với nhau.
Vật lý chất ngưng tụ (凝聚态物理): Ngành vật lý nghiên cứu các tính chất vật lý của vật chất ở trạng thái ngưng tụ (rắn, lỏng).
Philip W. Anderson, Van Vleck, Mott: Các nhà vật lý đoạt giải Nobel Vật lý năm 1977.
Max Planck (马克思·普朗克): Nhà vật lý người Đức, người sáng lập ra lý thuyết lượng tử.
Phiếm tinh thể (泛晶体): Vật chất có cấu trúc không phải tinh thể cũng không phải phi tinh thể.
Tương tác điện yếu (电弱相互作用): Một trong bốn tương tác cơ bản của tự nhiên, thống nhất tương tác điện từ và tương tác yếu.
Lý thuyết nhóm (群论): Ngành toán học nghiên cứu các nhóm, là tập hợp các phần tử cùng với một phép toán thỏa mãn một số tiên đề.
Hệ thống vô trật tự (无序体系): Hệ thống không có trật tự lặp lại.
Lý thuyết vùng năng lượng (能带理论): Lý thuyết mô tả các trạng thái năng lượng mà electron có thể có trong chất rắn.
Tán xạ đa (多重散射): Hiện tượng sóng bị tán xạ nhiều lần bởi các vật thể trong môi trường.
Siêu dẫn nhiệt độ thấp/cao (低温超导理论/高温超导理论): Lý thuyết giải thích hiện tượng siêu dẫn (mất điện trở) ở nhiệt độ thấp/cao.
Siêu chảy (超流): Hiện tượng một số chất lỏng chảy mà không có độ nhớt.
Phản sắt từ/Sắt từ (反铁磁性/铁磁性): Các loại từ tính của vật chất.