孔軒打了個(gè)響指,點(diǎn)了點(diǎn)頭。
臺(tái)下的學(xué)弟學(xué)妹們也恍然大悟。
“秦墨說對(duì)了,這個(gè)人就是托馬斯·楊,我們今天所做的楊氏雙縫干涉試驗(yàn)就是他當(dāng)年逆轉(zhuǎn)局勢(shì)的實(shí)驗(yàn)!”
孔軒接著道:“托馬斯·楊是個(gè)不折不扣的全能型天才,兩歲認(rèn)字,四歲通讀拉丁語(yǔ)圣經(jīng),十四歲精通十種語(yǔ)言,長(zhǎng)達(dá)1500年無人能解的古埃及象形文字,就是被他破譯的。”
臺(tái)下傳來陣陣驚嘆聲。
“他用這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓波動(dòng)派大獲全勝,微粒派從此銷聲匿跡?!?p> “不久之后,麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)橫空出世,他的電磁理論在數(shù)學(xué)上完美的令人難以置信,后來經(jīng)過赫茲等人的整理,提煉出了一個(gè)極其優(yōu)美的核心,也就是著名的麥克斯韋方程組。”
孔軒在黑板上又寫下了幾個(gè)我完全看不懂的方程。
“從此以后我們就知道了,光就是一種電磁波,不同的顏色其實(shí)就是不同的波長(zhǎng)和頻率而已,所謂的什么無線電波,紅外線,可見光,紫外線,倫琴射線以及伽瑪射線等等,通通都是同一種東西,唯一的區(qū)別就是頻率不同而已,至此,波動(dòng)派的人氣達(dá)到了頂峰?!?p> “好景不長(zhǎng),有一個(gè)實(shí)驗(yàn)似乎并沒有乖乖遵守麥克斯韋的理論?!?p> 孔軒話鋒一轉(zhuǎn)。
“物理學(xué)家發(fā)現(xiàn),如果你把一束光照射到金屬板上,有時(shí)候會(huì)從它的表面打出電子來,原本束縛在金屬表面原子里的電子,不知是什么原因,當(dāng)暴露在一定光線之下的時(shí)候,就如同驚弓之鳥一般,紛紛往外逃躥?!?p> “對(duì)于光與電之間存在的這種有趣現(xiàn)象,人們稱為光電效應(yīng)?!?p> “根據(jù)麥克斯韋電磁理論,既然光是電磁波,電子吸收電磁波的能量后動(dòng)能增加,所以就從原子里跑了出來,這看起來似乎并沒有問題。”
“但奇怪的是,電子如何往外跑,和光的強(qiáng)度一點(diǎn)關(guān)系都沒有,而之和它的顏色也就是頻率有關(guān);比如,紅色的光不管多亮無論你照多久都照不出一個(gè)電子來;如果用的是綠光,哪怕光線很弱,電子也能立即跑出來;而如果換成藍(lán)光,電子不但能跑,而且跑出來后的速度還很快。”
我在大腦中快速想象著實(shí)驗(yàn)的樣子,這是無數(shù)科學(xué)家慣用的思維實(shí)驗(yàn),即在沒有實(shí)驗(yàn)條件時(shí),在腦海中進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),聽起來很厲害,其實(shí)每個(gè)人都可以做到。
“所以物理學(xué)家們集體懵了,因?yàn)樵邴溈怂鬼f的理論中,電磁波的能量只跟強(qiáng)度有關(guān),和頻率沒關(guān)系,而且根據(jù)麥克斯韋的理論,一個(gè)電子被擊出,如果是建立在能量吸收上的話,它應(yīng)該是一個(gè)連續(xù)的過程,這能量可以累積?!?p> “那電子為什么不能逐漸的從光波中積累能量攢夠了就跑呢?”
“神圣完美的麥克斯韋理論從此陷入了困境,無巧不成書,1905年,瑞士伯爾尼利專利局的一位26歲的小公務(wù)員,三等技師職稱,留著亂蓬蓬頭發(fā)的年輕人,他的目光在光電效應(yīng)的這個(gè)問題上停留了一下,這個(gè)人是誰(shuí)?”
這樣的形容可以說是已經(jīng)把答案貼在腦門上了。
大家異口同聲,那個(gè)神出現(xiàn)了:“愛因斯坦!”
孔軒滿意的點(diǎn)點(diǎn)頭。
“和前面的牛頓奇跡年一樣,1905年也叫愛因斯坦奇跡年,那一年內(nèi),愛因斯坦共發(fā)表了6篇物理學(xué)論文,其中四篇引發(fā)了人類關(guān)于時(shí)間,空間,能量,光以及物質(zhì)的三大革命?!?p> “愛因斯坦從普朗克的量子假設(shè)出發(fā)?!?p> “你們未來會(huì)學(xué)到,普朗克提出黑體在吸收和發(fā)射能量時(shí)不是連續(xù)的,而是必須分成一小份一小份,這個(gè)基本單位被他稱作量子,其大小則由普朗克常數(shù)來描述,但普朗克本人一直認(rèn)為,這個(gè)量子化的假設(shè)太過于顛覆常識(shí),它不可能具有實(shí)際物理意義,僅僅是一種數(shù)學(xué)上的假設(shè)。”
“愛因斯坦雖然只是簡(jiǎn)單看了一眼,但憑借著他敏銳的物理直覺發(fā)現(xiàn)事情并沒有這么簡(jiǎn)單,結(jié)合光電效應(yīng)的詭異之處,為什么提高光的頻率就能打出更高能量的電子?普朗克不是說了嗎,黑體發(fā)出的光的一份能量是E=hv,提高頻率,不正是提高單個(gè)量子的能量么?而更高能量的量子,不正好能夠打出更高能量的電子么?而提高光的強(qiáng)度,只是增加了量子的數(shù)量罷了,所以相應(yīng)的結(jié)果,自然是打出更多數(shù)量的電子?!?p> 我們?nèi)粲兴嫉狞c(diǎn)著頭。
“忽然之間,一切現(xiàn)象都變得順理成章起來,愛因斯坦由此提出了光量子的概念,也就是我們現(xiàn)在所說的光子,每個(gè)光子的能量,等于它的頻率乘以普朗克常數(shù),他認(rèn)為這些光量子是實(shí)際存在的,他賦予了普朗克公式實(shí)際的物理意義,并完美解釋了光電效應(yīng)中的所有現(xiàn)象,這也讓愛因斯坦獲得了他一生中唯一的一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)。”
……
孔軒跟我肩并肩的走出實(shí)驗(yàn)樓,看我愁眉苦臉的,便笑著問我:“怎么了眉頭皺的跟十萬大山似的,沒聽懂?。俊?p> 我咧了咧嘴。
“說真的,還是有挺多疑惑的,有些東西太抽象,甚至難以理解……”
孔軒拍了拍我。
“如果有誰(shuí)說能理解量子物理,那一定是還不夠了解?!?p> 我偏過頭看著孔軒,然后又把目光移開。
“剛才你說量子是以一種疊加態(tài)存在的,而且今天的實(shí)驗(yàn)也是要證明光既是粒子,也是波,那么問題來了,根據(jù)科學(xué)理論,我現(xiàn)在沒有看你,不知道你的狀態(tài),所以你是一種疊加態(tài)?包括你的表情,有可能是在笑,也有可能是板著臉,也有可能是對(duì)我翻白眼,只要我不看你,你就可能是任何狀態(tài),那這些狀態(tài)怎么疊加在你身上?你想在還是人么?有沒有可能你是一條狗?”
孔軒聽罷一腳踹在了我的屁股上。
“你要是好好聊就說話?!?p> 我嘿嘿一笑:“我就是舉個(gè)生動(dòng)點(diǎn)的例子?!?p> 孔軒也沒和我多計(jì)較,他想了想,答道。
“你這幾個(gè)問題很有意思,愛因斯坦也說過,難道我不看月亮?xí)r,它就不在那里了么?首先,疊加態(tài)原理一般只用來研究量子的微觀世界的,你所觀察的我在量子領(lǐng)域已經(jīng)是一個(gè)超級(jí)龐大的個(gè)體了——甚至不能說是個(gè)體,因?yàn)榻M成我的是無數(shù)微粒子,在微觀世界中,我們只談概率,也就是說我也是具有波動(dòng)性的,我有可能是任何狀態(tài),甚至只要我的波函數(shù)不坍縮,下一秒我出現(xiàn)在火星上的概率也不完全為零……”
我差點(diǎn)一口老血噴出來。
“那照這種說法,組成人體的是無數(shù)微小粒子,同時(shí)這些粒子也是波,那我們到底是什么?我難以理解我自己是一種什么樣的波,除非奧特曼是真的,我是一束光……”
孔軒賞給了我一個(gè)白眼:“想要了解量子物理就必須要先拋開宏觀世界,你要知道,物質(zhì)是不能無限劃分的,就好比你花錢,最小的就是一分錢,一分錢再往下就沒有了,所以你不可能花0.5分錢,量子也是一樣,它是有一個(gè)最小值的,這個(gè)最小的粒子沒有任何內(nèi)部結(jié)構(gòu),所以不能再往下分了,而量子物理的世界就是這樣顛覆認(rèn)知,量子隧穿,量子糾纏,反物質(zhì)……”
我點(diǎn)了點(diǎn)頭。
“這些我都能想象的到,比如現(xiàn)在最小的夸克和電子,那你有沒有想過,在宇宙之初,沒有空間,沒有時(shí)間,沒有質(zhì)量與動(dòng)量,完完全全真正的真空中,是誰(shuí)給了第一個(gè)夸克動(dòng)量?”
孔軒愣在了原地。
“在一片虛無中,讓整個(gè)世界真正的來了個(gè)無中生有,第一個(gè)賦予整個(gè)宇宙動(dòng)能的,是誰(shuí)?神?”
孔軒完全沒想到我能想到這些,只是苦笑著搖頭道:“我早就說過你小子不簡(jiǎn)單,要是學(xué)量子物理,說不定真能開創(chuàng)個(gè)新時(shí)代?!?p> “你問的這些問題我也回答不了,估計(jì)未來幾十幾百年也沒人能回答?!?p> 我點(diǎn)了支煙。
“其實(shí)我很抗拒量子物理,因?yàn)楹芏嗉僭O(shè)一旦成真,會(huì)讓我覺得這個(gè)世界特別虛擬,一點(diǎn)都不真實(shí),我的世界觀即使在哲學(xué)意義上講都會(huì)不復(fù)存在,那樣活著多悲哀啊……”
……