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第588章 电子幽灵!化不可能为可能!全场骇

    第588章 电子幽灵!化不可能为可能!全场骇然!谁能听懂布鲁斯的解释!
    有了电子衍射实验在前,电子干涉实验虽然同样匪夷所思,但依然在众人的理解范围内。
    只要你认可量子力学,认可物质波理论。
    那么电子具有波动性也能接受。
    哪怕普通人从常识上去思考,也能想象这种状态。
    极小极小的电子,就像一个个光子那样,通过双缝干涉后,电子朝各个方向运动。
    有的区域电子多,就相对于干涉增强,有的区域电子少,就相当于干涉减弱。
    所以,电子才会表现出波动性。
    但是这一切,必须有一个前提!
    那就是要有大量的电子。
    只有电子的数量足够多,双缝到显示屏的空间区域内才会充满电子,从而发生干涉。
    如果只有一个电子,它要跟谁干涉呢?
    此刻,在场的大多数人都是这个想法。
    然而,布鲁斯教授的话却像一枚炸弹在耳边炸响,把他们震的呆滞。
    会场内瞬间爆发出激烈的讨论声。
    “单个电子也能发生干涉?跟自己干涉?”
    “这怎么可能?”
    “这不可能!”
    康普顿等年轻一辈瞪大了双眼,满脸不可思议。
    在布鲁斯教授面前,他们才深刻体会到什么叫天马行空,惊世骇俗!
    这才是真正的想象力!
    众人瞬间产生了当好吃瓜群众的自觉性。
    可以预见,第四届布鲁斯会议又将是那个男人的舞台!
    虽然他本人无意于此,但黑夜中的萤火虫永远是那么迷人!
    主持人洛伦兹也忘记了维持纪律。
    实在是这个想法太过骇人听闻。
    他看向普朗克、汤姆逊、老布拉格等人,几人忽然相视一笑。
    他们学了一辈子经典物理,本来好好的,啥事没有。
    结果自从接触现代物理学后,三观经常被颠覆。
    哪怕是普朗克这个量子论的奠基人,也快看不懂现在的量子力学了。
    洛伦兹内心感慨道:
    “果然跟布鲁斯这样的年轻人在一起有好处。”
    “每天都有新的发现,新的知识,思想就不会腐朽了。”
    薛定谔有点失神。
    虽然他创造了波动力学,更是写下了巧夺天工的薛定谔方程。
    但是他本人一直对概率波的解释保持怀疑态度。
    今天布鲁斯教授的观点,更是令他不敢苟同。
    无论怎么想,薛定谔也想象不到那种场景。
    除非电子能有分身,在抵达双缝的前一刻,立刻又分出一个电子,两个电子发生干涉。
    哪怕是如此天方夜谭的事情,也比布鲁斯教授的假设更能令人接受。
    薛定谔看了看爱因斯坦,发现对方正处于沉思之中,眉头紧锁。
    于是,他转头对旁边的埃伦费斯特提出了自己的疑问:
    “埃教授,就算电子具有概率波的性质。”
    “但只有一个电子,所以波动只能经过一个狭缝,要怎么干涉?”
    这一刻,薛定谔彻底迷茫了。
    他发现哪怕自己承认了不愿意承认的概率波,好像也无法解释布鲁斯教授说的那种情况。
    到底是怎么回事?
    薛定谔的想法其实就是后世大多数普通人的想法。
    因为他们在思考单电子双缝干涉实验室,总是【下意识】【自然地】把电子看成一个小球。
    然而把这个小球又类比到宏观世界的物质。
    比如,把电子换成子弹,那么它在抵达双缝时,肯定只能通过其中一个狭缝。
    无论如何不可能发生干涉。
    他们之所以犯这种错误,就是因为没有用量子力学的思维思考问题。
    现在这个时间点,量子力学诞生还不到两年。
    哪怕是当世最顶级的诸多物理大佬们,也没有完成观念的转变。
    所以埃伦费斯特闻言,只能苦笑一声。
    “薛教授,我也不知道。”
    “我感觉自己不应该来参加这个会议。”
    在学校,他埃伦费斯特是老祖,受人敬仰膜拜,一派高手风范。
    但是在布鲁斯会议上,他和其他人一样,只能沦落为吃瓜群众。
    埃伦费斯特一怒之下,从桌上的果盘中,拿起一块干果放入嘴中。
    “接着奏乐接着舞!”
    然而,玻尔、海森堡、泡利、玻恩几人却神色兴奋。
    他们是布鲁斯诠释的坚定支持者。
    所以,他们和其他大佬的思考方式不一样。
    “如果不把电子想成小球或波,而是当成什么都不是,好像真的会发生单电子干涉!”
    玻尔等人激动无比!
    虽然他们暂时还不能完美解释,但他们知道,布鲁斯教授马上就要演示。
    几人有种见证历史的肃穆感!
    此刻,人群之中,爱因斯坦是最沉默的,没有人知道他在想什么。
    尽管大家的内心活动极为丰富,但时间仅仅才过去一点而已。
    李奇维将众人各异的表情尽收眼底,微微一笑。
    “下面,我说一下实验方案。”
    哗!
    房间内瞬间安静下来。
    所有人的眼睛都直勾勾地盯着台上。
    啪!
    李奇维把电子发射模式调整成单电子模式,开始讲解:
    “仪器每滴一声,表示一个工作周期。”
    “在一个工作周期内,一共会发射出10个电子。”
    “这10个电子是一个一个单独发射,不是一起发射。”
    “而且经过设计,只有当前面的电子抵达显示屏后,下一个电子才会发射。”
    “因此可以保证每次都是单电子实验。”
    大佬们点点头,很容易理解。
    “实验结果有两种可能。”
    “如果我是错的,那么电子就会同概率地通过两条狭缝中的某一条。”
    “所以,在显示屏上,会出现两条独立的明亮条纹。”
    “如果我是正确的,单个电子依然会发生干涉。”
    “那么显示屏上就会出现明暗相间的条纹。”
    “至于这其中的原理和详细解释,我会在实验之后给出。”
    “那么,开始!”
    随着“啪”的一声,电子发射器开始工作。
    众人的心瞬间揪了起来。
    滴!
    刚响起第一声,众人就忍不住立刻看向显示屏。
    “咦?怎么什么也没有?”
    “干涉条纹呢?”
    “天啊!难道布鲁斯教授出错了!”
    有人忍不住惊呼!
    这时,玻尔小声解释道:
    “别急!”
    “才10个电子,在显示屏上产生的荧光效应很微弱,暂时是看不清的。”
    那人“哦”了一声,连忙噤声。
    滴!
    滴!
    滴!
    整个房间内只剩下电子发射的声音。
    每滴一声,所有人的心就跟着震动一次。
    那种感觉实在无法言表。
    就好像是一种倒计时。
    真理幻化成一位绝美女郎,正慢慢褪去脸上的面纱,露出那惊世的容颜!
    急啊!
    昏暗之中,李奇维的两只眼睛晶莹璀璨,神秘莫测。
    电子之光与智慧之光交织,那是神的色彩。
    一分钟
    五分钟.
    十分钟.
    不少人的眼睛开始发酸,但是他们的脸上丝毫没有不耐烦的样子。
    谁能拒绝见证历史的诱惑呢?
    这时候,年轻的好处就体现出来了。
    泡利等人瞪着牛蛋般大的眼睛,一眨不眨,聚精会神。
    时间到了十五分钟时。
    忽然!
    泡利一声大喊,让所有人为之震动。
    “出现了!”
    “干涉条纹出现了!”
    “单电子发生了干涉!”
    轰!
    这一刻,所有人都骇然了!
    显示屏上终于出现了清晰可见的明暗条纹。
    “天啊!真的发生了干涉!”
    “条纹简直和之前的电子束干涉实验一模一样。”
    但是众人知道,这两者的区别比天地还大!
    随着时间流逝,干涉条纹越来越明显。
    众人的呼吸越来越急促!
    李奇维在无人注意的时候,轻轻地拉开窗帘。
    顿时,阳光照射了进来。
    显示屏上电子产生的光芒,连阳光也遮盖不了。
    李奇维嘴角的笑容,更是令太阳都黯淡失色了。
    “终于实现了。”
    “虽然仅仅只是开始。”
    这个实验还未展现出可怕而神秘的一面。
    还有更多的惊喜等待着众人!
    不知过了多久,房间内忽然爆发出惊天的喊声。
    “不可思议!”
    “单电子真的能干涉!”
    这一刻,大家忽然发现,天怎么亮了?
    他们甚至都不知道自己身处何时何处。
    不过,没有人在意了。
    所有人心中只剩下一个问题:
    “电子到底是怎么干涉的?”
    洛伦兹等老一辈张大了嘴巴。
    虽然他们之前已经被现代物理学震惊了好几次。
    但是那几次加一起,都没有今天来的震撼。
    简直颠覆了一切!
    “我已经等不及布鲁斯的解释了。”
    “要是今天不搞清楚,恐怕以后都睡不着觉了。”
    玻尔等人兴高采烈。
    布鲁斯教授的预言又对了!
    “我本以为自己对量子力学了解的很深刻了。”
    “但是今天我才明白,我并不懂量子力学。”
    “我所感受到的,只是皮毛。”
    “布鲁斯教授永远在追求更深刻的本质!”
    “真是让我大开眼界啊!”
    各种赞美声从玻尔的嘴中脱口而出。
    他对老师的敬佩再次达到极点。
    玻尔知道,今天过后,布鲁斯诠释的地位将稳如泰山。
    不过,他同样好奇。
    “到底是为什么啊?”
    “要如何用互补原理来解释呢?”
    后排处,一直淡定的于隐也动容了。
    量子力学的神奇超越了他的想象。
    他感慨道:
    “我总算明白为何叫量子力学了。”
    一旁的吴有训忙问道:
    “于哥,怎么说?”
    于隐用汉语说道:
    “量子力学,量力而学。”
    吴有训噗嗤一声笑了。
    我于哥也太幽默了。
    确实要量力去学。
    薛定谔简直不敢相信自己的眼睛。
    如此离谱的现象竟然真的出现在他眼前。
    一时间,他的大脑一片迷茫,什么也思考不了。
    过了好一会儿,德高望重的普朗克开口笑道:
    “布鲁斯,赶紧给我们解释一下吧。”
    众人纷纷点头。
    他们一刻都等不了。
    李奇维微微一笑。
    接着,他在投影仪上画出了双缝干涉实验的示意图。
    “大家之所以觉得这个实验匪夷所思,是因为你们总是下意识把电子当成一个粒子,一个质点。”
    “但根据互补原理,电子从被发射出来,到被显示屏感应接受之前,它什么都不是。”
    “电子的状态只满足波函数ψ的描述,它在空间中的位置、动量等参数都呈现为一种概率分布。”
    “这种概率分布就是我之前所说的概率波。”
    “但又不能仅把电子当成概率波,因为它还有粒子的性质。”
    “所以,此刻的电子处于一个迭加态。”
    “它就像一缕幽灵,像周围扩散,既不是真实的波,也不是真实的粒子。”
    “而且它还能同时出现在任何地方。”
    “如图所示。”
    “所以哪怕只有一个电子,它也能【同时】经过两个狭缝。”
    “看起来就好像是两束真实的波动发生干涉。”
    “但其实是电子幽灵自己和自己发生干涉。”
    “干涉后的电子继续向前传播。”
    “此外,电子的位置会满足干涉以后的新的概率分布,导致某些地方出现的概率更高,某些地方出现的概率更低。”(干涉增强和干涉减弱)
    “直至遇见显示屏。”
    “注意,显示屏其实相当于一个观测者,它的观测方式是粒子的方式。”
    “因为电子是与显示屏上的物质发生相互作用,这种作用是粒子性的。”
    “所以,电子幽灵这时就会随机选择一个点,瞬间发生波函数坍缩,变成一个真实的粒子。”
    “此刻,电子粒子在这个位置出现的概率是100%。”
    “接着,第二个电子同样经历这个过程。”
    “最终,大量电子就会在显示屏上形成明暗相间的条纹。”
    “暗纹的地方,表示电子出现的概率低,所以落在那里的电子少。”
    “亮纹的地方,表示电子出现的概率高,所以落在那里的电子多。”
    “这就是单电子双缝干涉实验的原理。”
    李奇维最后总结道:
    “第一,每次发射一个电子在显示屏上,最终只能形成一个点,而不是干涉条纹。”
    “第二,大量电子在显示屏上才会形成明暗条纹,且符合波函数的概率分布计算。”
    “第三,干涉条纹意味着单个电子通过双缝时,相当于产生了两个波源,自己与自己干涉。”
    “单电子双缝实验不仅证明了概率波的正确性,同时证明了互补原理!”
    静!
    死一般的寂静!
    全场骇然!
    众人的内心只有一个想法:
    “我听懂了吗?”
    (本章完)
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