第三百二十章 玩的可真特么大(下)
更新時間:2022-09-14 作者:新手釣魚人
走進不科學 第三百二十章 玩的可真特么大(下)
手藝活？ 聽到徐云的口中冒出的這個詞。 會議室內頓時一靜。 臺下的眾多男生你看看我、我看看你。 嘴角同時揚起了一絲心照不宣的笑意。 懂得都懂.jpg。 眼見現場似乎有向針線活交流會發展的趨勢，徐云連忙輕咳一聲，打斷了眾人向外飛散的思緒： “咳咳....各位同學，可能是我表述方面有所欠缺，這里重新聲明一下。” “我所說的手藝活不是捂槍挊棒，它指的是手工打磨金屬材料的意思。” 也不知是不是錯覺。 徐云總覺得自己這番話說完后，臺下隱隱傳來了幾道有些失望的嘆息聲。 其中拉爾夫·艾什利的聲音似乎最明顯？ 隨后他搖了搖頭，調整了一番呼吸。 將心態擺正，繼續說道： “各位同學，現在請把注意力放回我們原先的那句話上——光雖然高度疑似具備波粒二象性，但它在特定情形下的性質必然是固定的。” “大家都知道，符合這句話的情景有很多，甚至當初牛頓爵士和肥魚先生所作的棱鏡色散實驗也是如此。” 臺下有不少社員跟著點了點頭。 徐云說的內容在如今這個時代，屬于標準到不能再標準的常識： 某某實驗之所以能證明光的某種性質，就是因為光在實驗中表現出了對應的屬性。 別看上面這句話看起來像是廢話。 當某個概念在邏輯上趨近于廢話的時候，同樣代表著這個概念的普適性...或者說覆蓋面已經達到了一個恐怖的高度。 而徐云接下要做的，就是讓這句話構建成的‘廢話邏輯’徹底被摧毀。 隨后他另取了一塊黑板，在上面畫了個小點。 依舊標注上光源。 同時在光源右側再畫了個從左往右的箭頭，代表著光路方向是從左射到右。 接著轉過身，看向臺下眾人，問道： “各位同學，誰能簡單的描述一下光的雙縫干涉實驗？” 這一次臺下舉起的手就多了，一眼掃過去大概有十幾只。 徐云簡單環視了一圈，隨意點了點其中一位有些謝頂的男生，說道： “這位同學，就請你來說說吧。” 謝頂男生站起身，很是紳士的朝周圍同學微微彎腰示意，而后才道： “眾所周知，在牛頓爵士提出了光的波粒二象性之后，物理學界雖然在理論角度將其視為真理，但卻在波動性和粒子性的比例分配方面產生了爭議。” “有些人認為光的兩種性質對半分，表現的情景數量應該各占50。” “有些人則認為光雖然具備二象性，但二者并非五五開，而是以某種性質為主導。” “后者在這個理念的基礎上，分成了波動多數派和微粒多數派，也叫波黨和粒黨。” 徐云輕輕點了點頭。 謝頂男生說的‘前情提要’并不難理解。 就像后世后宮文一樣。 多女主的事實誰都承認，但在討論到某某女主戲份的時候，很多粉絲就會經常為此爭個不停了。 有些人認為大家應該和和睦睦。 有些人則認為自己喜歡的角色是女一，其他盡是暖床丫頭。 如今這個時間線的波黨和粒黨，差不多就是這么個情況。 隨后謝頂男生摸了摸自己稀疏的頭頂，繼續說道： “牛頓爵士本人早期堅持的是微粒說，不過在收到肥魚先生的那封信后，他的態度便改為了中立，并且發現了波動說的有力證據之一——牛頓亮斑。” “待牛頓爵士故去，波動說便蓋過了微粒說。” “接著在1807年，一位名叫托馬斯·楊的年輕人設計了一個實驗。” “他在發光源前面放置一塊有兩條夾縫的不透明板，光或粒子通過夾縫，最終抵達感光底片，通過底片分析其物理性質。” “如果底片形成的是干涉條紋，那就說明是波產生了干涉。” “如果底片是兩條亮紋，那說明粒子像小球一樣穿過兩條夾縫打在感光板上。” “最終底片上出現了干涉條紋，由此波動說的風頭更甚，波黨占據了絕對優勢。” “甚至還有人給粒黨打造了一副棺材，放到了粒黨知名支持者威爾金斯·約爾的門口。” “這個情況一直持續到了去年，才被羅峰同學你所展示的光電效應給扳回了一城。” 啪啪啪—— 待謝頂男子說完，徐云便主動鼓起了掌。 很早很早以前提及過。 在十大物理實驗中，有一個實驗占據了其中的兩個名額。 這個實驗就是楊氏雙縫干涉。 它的設計方案就像謝頂男生所說的那樣，靠著夾縫來觀察光的屬性。 簡單而又容易上手。 甚至花兩噸早餐錢，你也能在家重復這個實驗： 找一支激光筆，一張稍微硬一點的紙或者薄塑料片——建議用燒烤的錫紙，接著用刀片劃出邊緣整齊的靠得很近的兩條縫。 再找到一面白墻，關上燈就可以做了——嗯，這里說的是做實驗。 在原先的歷史中。 楊氏雙縫干涉曾經一度將微粒說逼到了絕境，險些把小牛的棺材板都給掀了起來。 也不知道是不是歷史的慣性。 在這個光學發展得到加速的時間線里，有許多知名的理論或者現象的發現者都被換了個人。 但托馬斯·楊這個神童，卻依舊如同原本歷史般設計出了這個實驗。 不過由于小牛早就提出了光的波粒二象性，楊氏雙縫干涉對光學造成的影響倒是削弱了不少。 用后世網文的例子來形容。 大概就是封神之作變成了普通萬訂吧。 接著徐云朝謝頂男子道了聲謝，示意他坐回位置，又說道： “各位同學，楊氏雙縫干涉實驗確實非常精妙，但不知道大家是否想過這樣一個問題。” “假設——我是說假設啊，假設我們有能力將一束光加以調試，把它改成一顆顆發出的光子....” “那么這些光子會在底片上表示出什么結果呢？” “光子？” 聽到徐云嘴中冒出的這個詞，臺下的休伯特·艾里下意識便開口道： “既然是一顆顆的光子，那當然是兩條亮紋了。” 休伯特·艾里的回答這次無人再出聲反對。 連同此前質疑過他的那位男生在內，所有人都齊齊點了點頭，一臉理所當然。 雖然如今法拉第還在哼哧哼哧的碼著電子有關的章節，尚未將其正式對外發布。 但早先提及過。 自從元素發現后，科學界已經對原子有了一定認知。 因此在很多人看來。 微粒說所指的‘光子’，便是一種類似原子的微粒。 所以在徐云提到光子后，現場的眾多社員們很快便給出了答案： 如果真的能分離出單個光子一顆顆射出，那么底板上出現的必然是兩條杠——都說是單個微粒了，怎么可能還會出現干涉條紋呢？ 難道和自己發生干涉？ 這顯然是不可能的嘛。 看著臺下意見統一的眾多社員，徐云忽然笑了： “各位同學，如果我告訴你們，一顆光子可以同時穿過兩條縫而對自身產生干擾，你們信嗎？” 徐云此話一出。 活動室內沉寂不過兩秒，便轟然爆發出了一陣嘈雜的巨響。 “不可能！” “絕對不可能！” “羅峰同學，你在逗我嗎？” 不過或許是此前徐云已經拋出過以太不存在的說法的緣故。 這一次眾人的反應雖然劇烈，但倒也沒頭一次那么失態。 總體保持在一個還算可控的地步。 說來也巧。 此番最為激動的不是別人，正是徐云的老熟人，休伯特·艾里。 從小就接觸望遠鏡的他對于光的認知和‘信仰’要遠超過其他社員。 “羅峰同學！” 只見休伯特·艾里此時臉色漲的通紅，雙手撐在桌上，身子前傾，唾沫星子都在飛濺： “羅峰同學，雖然我很佩服你以及肥魚先生，也知道肥魚家族一定有某些不傳之秘，但是........” “你所說的那個可能性，我敢說絕對、絕對不存在！” 隨后他朝四下張望了一番，忽然將目光鎖定了小麥，指著小麥腰間說道： “這樣說吧，羅峰同學，如果你所言為真，我當場就把那柄斧頭吃掉！“ 徐云聞言抽了抽嘴角，心中不禁對這個愣頭青冒出了一股同情。 孩子啊，這斧頭看來你是吃定了....... 即便單個光子穿過雙縫，得到的也依舊是干涉條紋啊....... 沒錯。 徐云作為殺手锏拿出的‘武器’，正是電子的雙縫干涉實驗！ 這里的電子可以換成光子，二者其實沒啥區別——至少在現象上是這么回事。 上頭提及過。 物理界十大實驗中，托馬斯楊設計的實驗便獨占其二。 其中一個是標準的楊氏雙縫干涉實驗，也就是大家花個幾塊錢就能搞定的宏觀物理實驗。 另一個則是電子的雙縫干涉實驗。 而這個實驗還有一個別名，叫做...... 物理史上最驚悚的一個實驗。 它驚悚的地方在哪呢？ 因為它可以說是有史以來第一次，人類在科學實驗中正式遭遇的‘靈異事件’。 不過這里的靈異大約有50是真靈異，還有50是人為平添上的假靈異。 這個實驗的思路基礎就是上頭說過的托馬斯楊實驗，不過發生在1961年。 隨著科技發展，當時的科學界已經有了可以發射電子的機槍。 可以不停的biubiubiu。 結果呢，最終的結果也和楊氏雙縫實驗一樣： 穿過雙縫的兩道光線各自震蕩交匯干涉，波峰與波峰之間強度疊加，波峰與波谷之間正反抵消。 最終屏幕上會出現一道道復雜唯美的斑馬線，也就是干涉條紋。 但粒派不服呀，就提出了另一個要求： 我們再做一次實驗，把電子一個一個地發射出去看看，一定會變成兩道杠的！ 于是他們把電子機槍切換到點射模式，保證每次只發射一個電子。 然而結果依舊是斑馬線。 其實電子...或者說光子要真的是波，那粒派也沒啥好說的，愿賭服輸嘛。 但問題是他們發射的單個電子！ 要知道。 根據波動理論，斑馬線來源于雙縫產生的兩個波源之間的干涉疊加。 也就是出現干涉條紋，代表著就是同時通過兩條縫，而不是前一秒過左后一秒過右的概率模型。 可這樣一來，就和單個電子的‘單個’相悖了： 單個電子要么穿過左縫、要么穿過右縫，不可能同時穿越兩條縫。 這是一個至今懸而未決的謎團。 當然了。 關于電子的雙縫干涉實驗，更有名的可能是另一件事，也就是所謂的第三個實驗： 為了進一步的觀察真相，科學家們在屏幕前加裝了兩個攝像頭，一邊一個左右排開。 哪邊的攝像頭看到電子，就說明電子穿過了哪條縫。 同樣，還是點射模式發射電子。 結果是這樣的： 每次不是左邊的攝像頭看到一個電子，就是右邊看到一個。 一個就是一個，從來沒有發現哪個電子分裂成半個的情況。 然而就在這時，真正詭異的事情發生了： 研究者們忽然發現，屏幕上的圖案不知什么時候悄悄變成了兩道杠！ 沒用攝像頭看。 結果總是斑馬線，光子是波。 用攝像頭看了。 結果就成了兩道杠，電子變成了粒子。 實驗結果取決于看沒看攝像頭？ 聽起來是不是更毛骨悚然了？ 不過作為一本專業的科普作品，這里要科普一件事： 第三個實驗...也就是所謂加裝攝像機的實驗，其實是一個思想實驗，并未實際完成。 其實想想也知道。 別說攝像機了。 哪怕是其他設備儀器，你想要直接看到電子或者光子穿過哪個縫，這可能嗎？ 所以你在網上無論怎么搜，都不會找到任何與攝像機觀測有關的專業論文或者實驗視頻。 實話實說。 電子的雙縫干涉實驗確實非常驚悚，它的真相至今未曾被破解。 但如今網絡上看到的‘驚悚’，實際上帶著二創的添加色彩。 目前真正完成過的電子的雙縫干涉實驗，只有以下三個： 1、早期的雙縫干涉實驗。 這是在量子力學建立初期就經過實驗驗證的現象，比較有名的是日立電視臺的電子雙縫干涉。（hita/rd/portal/research/em/doubleslit.html） 2、惠勒的延遲實驗。 在1979年的時候。 曾經和愛因斯坦共事的約翰·惠勒在為紀念愛因斯坦的大會上，提出了一個理想實驗： 為了摒棄觀測行為對電子雙縫干涉中電子行為的干擾，通過某種方式在電子通過雙縫后才進行觀測。 它的思路是這樣的： 從光源發出一光子，讓其通過半反半透鏡1，光子被反射與透射的概率各為50。 之后，在反射或透射后光子的行進路徑上分別各放置一個全反射鏡A和B。 使兩條路徑反射后在C處匯合。 C處放有兩探測器AB，分別可以觀察A路徑或B路徑是否有光子。 接下來。 如果在兩個探測器前的C點處再放置一個半反半透鏡2，便可以使光子發生自我干涉。 適當調整光程差后，可使得在某一方向（A或B）上干涉光相消，此方向上的探測器總是無法收到信號， 與此同時，另一方向上的探測器則必定會總是接收到信號。 這個實驗之所以叫延遲選擇實驗，就是因為我們可以在光子已經通過半反半透鏡1之后，再決定是否放置半反半透鏡2。 也就是說在光已經決定完選擇波動性還是粒子性之后，我們再去放置半反半透鏡2去觀察它。 實驗最開始提出的時候是一個思想實驗，但后來經過實驗驗證了，這一結果曾經刊載于Sce。（DOI:10.1126/sce.1136303） 理想的單光子源早在1974年就已經問世，上面的惠勒實驗中的單光子源利用的是金剛石NV色心的缺陷。 3、量子擦除實驗也是經過實驗驗證的。 量子擦除實驗聊起來比較復雜，也就是所謂‘八納秒內可以改變過去’的源頭。（d/10.1103/PhysRevA.65.033818） 嗯，就這三個——或許還有其他一些改動過的其他實驗，比如C60之類的，但核心原理都和這三個實驗相同。 目前最接近所謂‘攝像機’的成果，應該是內布拉斯加大學林肯分校的物理系研究團隊在2011年搞出來的一份報告，但距離真正的攝像機還相差很遠很遠。（d/10.1088/13672630/15/3/033018） 順便一提。 網上現在所謂的攝像機拍出的‘攝像機’圖樣，實際上是霓虹的外村彰帶領團隊在1988年做的電子干涉的圖樣。（d/10.1119/1.16104） 所謂直接可以觀測到電子通過哪個縫的實驗，依舊是思想實驗，至今沒人真正能夠做出來。 目前真正能做的‘觀測’是什么呢？ 是在雙縫之間安裝電子探測器，這個探測器無法直接顯像，無法觀測微粒路徑，只能作為接收屏。 當打開探測器開關，光就呈現粒子性； 關閉探測器開關，光就呈現波態。 好比天上下了場‘雨’，你沒法知道它是從哪片云層落下來的。 但是你伸出手，接到的是雨。 不伸手用眼見看到它落地，掉落的就是一朵花。 一切取決于你的觀測，或者說干擾。 所以電子或者說的雙縫干涉實驗，實際上從頭到尾令人驚悚的就一件事： 那就是文科生一點都看不懂.... 咳咳...錯了錯了。 驚悚的地方在于你不去測量是一種結果，測量的話是另一種結果——再提醒一次，這里的測量不是攝像機的直接測量，而是接收屏的探測器。 也就是任何可泄露出路徑情況并且被記錄下來的信息，都會導致量子坍塌。 就這么簡單。 辟謠科普，我們是專業的。（笑） 這也是現在糾纏態的研究領域之一。 擱某些黑暗流科幻小說里的表述，差不多就是“被設計好的底層邏輯，可以證明人類是被關起來的小白鼠”云云...... 真正的科學，不應該是在發現未知的時候，把它二次加工成更恐怖的謠言去嚇人。 而是應該在發現未知后，盡量的去破解它的奧秘。 當然了。 目前的徐云倒是不需要考慮這么復雜的事兒，眼下他的壓力主要還是來自社員們認知上的沖突： “唔....各位同學，稍安勿躁。” “各位的心情我可以理解，畢竟我說的這些內容，確實和大家已有的觀念相悖。” “不過沒關系，我們還是之前的那句話——可以先拋開實驗結果，單純來討論實驗設備的特殊性。” 隨后他環視了周圍一圈，朝臺下一攤手，語氣中帶著一絲誘惑： “難道大家就不想知道，怎么樣才能把光子單獨發射出來嗎？” 此話一出口。 臺下原本有些嘈雜的議論聲，便再次化作了寂靜。 制備單光子。 這短短的五個字在2022年都能引起不少人的興趣，就遑論1851年的自然科學愛好者了。 因此很快。 眾人臉上原先那些清晰可見的質疑，逐漸便被猶豫與好奇替代了。 見此情形。 徐云頓時心中一定： 很好，魚兒上鉤了。 眾所周知。 后世制備單光子的方式有很多。 比如用普通光源發光，然后加一個很強的衰減，將光強衰減到飛瓦以下。 這樣每秒鐘只有幾千個光子發射出來，基本上就是單光子發射了。 又比如用單量子點光源。 這玩意兒只包含一個發光分子或結構，同一時刻只能發出一個光子。 天天被提到的量子通信，通常就是用的這種光源。 如果以上條件還是難以獲得，各位同學則可以掏出神光棒，變成迪迦來制備光子。 不過徐云并不準備使用這些手段，他準備在1850年來個早期的電信詐騙： 用電子來代替光子。 畢竟單一電子的發射比較容易——至少比單個光子容易，準確性方面也要高點。 同時電子....或者說所有微觀粒子都有波粒二象性，甚至這個概念現在還擴充到了微生物： 在2019年的時候，科學界已經讓分子量1886的短桿菌肽發生了雙縫干涉而沒有損害它的生物活性。（d/10.1038/s41467020152802Foore） 還是那句話。 前端的科學成果，有很多已經超過了普通人的認知，真的會讓你產生懷疑世界的錯覺。 因此只需要一點微小的操作，徐云便能成功把光子換成電子。 與此同時。 臺下眾多社員們的心緒也被徐云早先的那句話給挑動了起來，只見那位謝頂男生再次舉起了手： “羅峰同學，剛才你說手藝活指的是手工打磨金屬材料，是不是需要我們做些什么？” 徐云面色愉悅的打個了響指，和聰明人說話就是容易： “沒錯，由于制備難度的問題，這個實驗同樣需要準備半年左右。” “在接下來的時間里，我需要大家幫我做兩件事。” 隨后他豎起了一根手指，道： “第一件事是大概過一個禮拜，我們會分發給大家一塊非線性光學晶體和一把刻刀。” “你們每個人要根據要求，在晶體上刻畫出間距在1毫米的細縫。” “實驗最終開始前我會對你們的‘作業’進行檢查，精度最高的人，將會獲得優先觀測實驗結果的機會，外加一件特殊的小禮物。” 與托馬斯楊的楊氏雙縫干涉不同。 電子的雙縫干涉使用的‘雙縫’，實際上并非紙片或者塑料片。 而是非線性光學晶體。（測光速的時候居然沒有人發現這個伏筆，失望呀......） 后世制備雙縫的晶體一般通過光蝕技術制成，可以精確到納米級。 不過早期的雙縫晶體制備技術不太成熟，就只能和沒有女朋友的單身狗一樣，純粹用手了。 這種打磨好的晶體叫做晶體光柵，也算是個為數不多從發明階段一直使用到后世的設備。 透射電子顯微鏡....也就是TEM有一個功能就是電子衍射圖譜，可以判斷晶體結構，在電子的雙縫干涉實驗中也經常用到。 根據徐云的了解，這年頭一塊非線性光學晶體的成本大概在0.5英鎊左右。 現場每個人給十次機會，攏共也就一百五十英鎊出頭，某ATM姬表示毫無壓力。 看著現場因為能夠有機會參與其中而逐漸興奮起來的社員們，徐云輕輕敲了敲桌子，提醒道： “大家安靜一下，任務還沒完呢。” 待現場消聲后。 接著徐云又豎起了第二根手指，這次的語氣鄭重了很多： “由于人工打磨的晶體精度不高，所以我們還需要添加一些設備，從而達到修正系數的效果。” “因此除了打磨晶體之外，大家還有一個任務要完成。” “在接下來的時間里，每位社員還需要定期完成碳塊、鎢絲、以及鋁管的手工加工打磨，具體的示意圖到時候會分發到各位手中。” 隨后他的嘴角微微揚起一絲弧度，露出了一個燦爛的笑容： “咱們這次要搞，就干脆搞他個大家伙，不死不休！” 半個小時后。 聚會解散。 老湯在學聯那邊還有一些事情要處理，徐云便帶著艾維琳以及小麥先行離去。 離開活動室后。 三人的身影在路燈下拉的很長，冬天的空氣也帶著一股涼意。 走了一段路后，徐云轉身看向了艾維琳，說道： “對了，艾維琳同學，有件事情想麻煩你一下。” “什么事，說吧。” 徐云點點頭，從身上取出了一張小紙條，遞到她面前： “我想麻煩你找個技術過關的鋼鐵廠...最好還是儀器廠吧，把這些東西生產出來。” 艾維琳接過紙條，上下掃了幾眼，輕聲念道： “鈹管......含有摻鋅鐵氧體的空芯螺線管......純鉬的錐形體.....” 眾所周知。 元素鈹的發現者是沃克蘭，他從1798年從綠柱石中首先發現了元素鈹。 沃奎林則在1828年的時候，用金屬鈣和鉀分別還原氧化鈹和氯化鈹獲得了金屬鈹。 摻鋅鐵氧體的制備工藝在1813年便出現了，如今已經成為了一種常見的固廢基磁極材料。 鉬則在1782年的時候，由瑞典的埃爾姆用亞麻子油調過的木炭和鉬酸混合物密閉灼燒得到。 因此徐云給出的這些材料都符合1850年的化學工業認知，只是平時比較少見罷了。 只見艾維琳的目光飛快從這些名字上掃過，看完后將它折疊好放入了口袋： “沒問題，交給我吧，我今晚就寫信讓制造廠開爐。” “那就好....額，等等！” 徐云下意識的點了幾下頭，不過很快便發現似乎哪兒有些不對勁： “艾維琳同學，你說寫信給制造廠開爐.......難道說你有一家儀器廠？” “嗯哼？這有什么好奇怪的？“ 艾維琳抬起眼皮掃了他一眼，理所當然的道： “牛頓先祖當初對光學的研究極其深入，當時許多儀器作坊生產的設備都不符合他的要求，所以他便自己開了一家儀器制作工坊。” “一百多年過去，這家工坊已經發展成為了歐洲數一數二的儀器制造廠。” “而我又是牛頓先祖的唯一繼承人，如今這家廠子自然就歸我所有了。” “另外你放心，我給那些工人的待遇很好，不信你可以去倫敦打聽打聽.......” 徐云張了張嘴，作勢想要出聲，但最終還是沒有說話。 接著他忽然想到了什么，飛快的看了眼四周。 確定沒什么人后，又對艾維琳道： “那個....艾維琳同學，你現在名下有多少資產？” “資產啊？” 艾維琳停下腳步，掰持著手指算了起來： “番茄醬每年的分紅大概有一百多萬英鎊，然后還有一家儀器制造廠、一家鋼鐵廠、兩家造船廠、四家車馬行，外加一千多畝的農莊....” “之前阿爾伯特親王還問我要不要在火器局參一股，我不太喜歡戰爭所以拒絕了。” “分紅存款以及實業全部折算成現金的話......大概七八千萬英鎊？” 徐云and小麥： 凸(艸皿艸)，為啥這時候才發現這富婆的身份？ 這年頭的七八千萬，在后世那是真得大幾百億叻...... 難怪當初這姑娘對自己的那張欠條視若無物，合著是真沒把那十幾萬英鎊放到眼里...... 而就在徐云內心震動的同時，他的耳邊又響起了艾維琳的問話： “羅峰，這些設備生產起來倒是不難，不過你準備用它們干什么？” 徐云這才回過神，看了這富婆一眼。 沉默片刻，嘴里蹦出來兩個字： “保密！” 走進不科學 第三百二十章 玩的可真特么大(下)
手藝活？ 聽到徐云的口中冒出的這個詞。 會議室內頓時一靜。 臺下的眾多男生你看看我、我看看你。 嘴角同時揚起了一絲心照不宣的笑意。 懂得都懂.jpg。 眼見現場似乎有向針線活交流會發展的趨勢，徐云連忙輕咳一聲，打斷了眾人向外飛散的思緒： “咳咳....各位同學，可能是我表述方面有所欠缺，這里重新聲明一下。” “我所說的手藝活不是捂槍挊棒，它指的是手工打磨金屬材料的意思。” 也不知是不是錯覺。 徐云總覺得自己這番話說完后，臺下隱隱傳來了幾道有些失望的嘆息聲。 其中拉爾夫·艾什利的聲音似乎最明顯？ 隨后他搖了搖頭，調整了一番呼吸。 將心態擺正，繼續說道： “各位同學，現在請把注意力放回我們原先的那句話上——光雖然高度疑似具備波粒二象性，但它在特定情形下的性質必然是固定的。” “大家都知道，符合這句話的情景有很多，甚至當初牛頓爵士和肥魚先生所作的棱鏡色散實驗也是如此。” 臺下有不少社員跟著點了點頭。 徐云說的內容在如今這個時代，屬于標準到不能再標準的常識： 某某實驗之所以能證明光的某種性質，就是因為光在實驗中表現出了對應的屬性。 別看上面這句話看起來像是廢話。 當某個概念在邏輯上趨近于廢話的時候，同樣代表著這個概念的普適性...或者說覆蓋面已經達到了一個恐怖的高度。 而徐云接下要做的，就是讓這句話構建成的‘廢話邏輯’徹底被摧毀。 隨后他另取了一塊黑板，在上面畫了個小點。 依舊標注上光源。 同時在光源右側再畫了個從左往右的箭頭，代表著光路方向是從左射到右。 接著轉過身，看向臺下眾人，問道： “各位同學，誰能簡單的描述一下光的雙縫干涉實驗？” 這一次臺下舉起的手就多了，一眼掃過去大概有十幾只。 徐云簡單環視了一圈，隨意點了點其中一位有些謝頂的男生，說道： “這位同學，就請你來說說吧。” 謝頂男生站起身，很是紳士的朝周圍同學微微彎腰示意，而后才道： “眾所周知，在牛頓爵士提出了光的波粒二象性之后，物理學界雖然在理論角度將其視為真理，但卻在波動性和粒子性的比例分配方面產生了爭議。” “有些人認為光的兩種性質對半分，表現的情景數量應該各占50。” “有些人則認為光雖然具備二象性，但二者并非五五開，而是以某種性質為主導。” “后者在這個理念的基礎上，分成了波動多數派和微粒多數派，也叫波黨和粒黨。” 徐云輕輕點了點頭。 謝頂男生說的‘前情提要’并不難理解。 就像后世后宮文一樣。 多女主的事實誰都承認，但在討論到某某女主戲份的時候，很多粉絲就會經常為此爭個不停了。 有些人認為大家應該和和睦睦。 有些人則認為自己喜歡的角色是女一，其他盡是暖床丫頭。 如今這個時間線的波黨和粒黨，差不多就是這么個情況。 隨后謝頂男生摸了摸自己稀疏的頭頂，繼續說道： “牛頓爵士本人早期堅持的是微粒說，不過在收到肥魚先生的那封信后，他的態度便改為了中立，并且發現了波動說的有力證據之一——牛頓亮斑。” “待牛頓爵士故去，波動說便蓋過了微粒說。” “接著在1807年，一位名叫托馬斯·楊的年輕人設計了一個實驗。” “他在發光源前面放置一塊有兩條夾縫的不透明板，光或粒子通過夾縫，最終抵達感光底片，通過底片分析其物理性質。” “如果底片形成的是干涉條紋，那就說明是波產生了干涉。” “如果底片是兩條亮紋，那說明粒子像小球一樣穿過兩條夾縫打在感光板上。” “最終底片上出現了干涉條紋，由此波動說的風頭更甚，波黨占據了絕對優勢。” “甚至還有人給粒黨打造了一副棺材，放到了粒黨知名支持者威爾金斯·約爾的門口。” “這個情況一直持續到了去年，才被羅峰同學你所展示的光電效應給扳回了一城。” 啪啪啪—— 待謝頂男子說完，徐云便主動鼓起了掌。 很早很早以前提及過。 在十大物理實驗中，有一個實驗占據了其中的兩個名額。 這個實驗就是楊氏雙縫干涉。 它的設計方案就像謝頂男生所說的那樣，靠著夾縫來觀察光的屬性。 簡單而又容易上手。 甚至花兩噸早餐錢，你也能在家重復這個實驗： 找一支激光筆，一張稍微硬一點的紙或者薄塑料片——建議用燒烤的錫紙，接著用刀片劃出邊緣整齊的靠得很近的兩條縫。 再找到一面白墻，關上燈就可以做了——嗯，這里說的是做實驗。 在原先的歷史中。 楊氏雙縫干涉曾經一度將微粒說逼到了絕境，險些把小牛的棺材板都給掀了起來。 也不知道是不是歷史的慣性。 在這個光學發展得到加速的時間線里，有許多知名的理論或者現象的發現者都被換了個人。 但托馬斯·楊這個神童，卻依舊如同原本歷史般設計出了這個實驗。 不過由于小牛早就提出了光的波粒二象性，楊氏雙縫干涉對光學造成的影響倒是削弱了不少。 用后世網文的例子來形容。 大概就是封神之作變成了普通萬訂吧。 接著徐云朝謝頂男子道了聲謝，示意他坐回位置，又說道： “各位同學，楊氏雙縫干涉實驗確實非常精妙，但不知道大家是否想過這樣一個問題。” “假設——我是說假設啊，假設我們有能力將一束光加以調試，把它改成一顆顆發出的光子....” “那么這些光子會在底片上表示出什么結果呢？” “光子？” 聽到徐云嘴中冒出的這個詞，臺下的休伯特·艾里下意識便開口道： “既然是一顆顆的光子，那當然是兩條亮紋了。” 休伯特·艾里的回答這次無人再出聲反對。 連同此前質疑過他的那位男生在內，所有人都齊齊點了點頭，一臉理所當然。 雖然如今法拉第還在哼哧哼哧的碼著電子有關的章節，尚未將其正式對外發布。 但早先提及過。 自從元素發現后，科學界已經對原子有了一定認知。 因此在很多人看來。 微粒說所指的‘光子’，便是一種類似原子的微粒。 所以在徐云提到光子后，現場的眾多社員們很快便給出了答案： 如果真的能分離出單個光子一顆顆射出，那么底板上出現的必然是兩條杠——都說是單個微粒了，怎么可能還會出現干涉條紋呢？ 難道和自己發生干涉？ 這顯然是不可能的嘛。 看著臺下意見統一的眾多社員，徐云忽然笑了： “各位同學，如果我告訴你們，一顆光子可以同時穿過兩條縫而對自身產生干擾，你們信嗎？” 徐云此話一出。 活動室內沉寂不過兩秒，便轟然爆發出了一陣嘈雜的巨響。 “不可能！” “絕對不可能！” “羅峰同學，你在逗我嗎？” 不過或許是此前徐云已經拋出過以太不存在的說法的緣故。 這一次眾人的反應雖然劇烈，但倒也沒頭一次那么失態。 總體保持在一個還算可控的地步。 說來也巧。 此番最為激動的不是別人，正是徐云的老熟人，休伯特·艾里。 從小就接觸望遠鏡的他對于光的認知和‘信仰’要遠超過其他社員。 “羅峰同學！” 只見休伯特·艾里此時臉色漲的通紅，雙手撐在桌上，身子前傾，唾沫星子都在飛濺： “羅峰同學，雖然我很佩服你以及肥魚先生，也知道肥魚家族一定有某些不傳之秘，但是........” “你所說的那個可能性，我敢說絕對、絕對不存在！” 隨后他朝四下張望了一番，忽然將目光鎖定了小麥，指著小麥腰間說道： “這樣說吧，羅峰同學，如果你所言為真，我當場就把那柄斧頭吃掉！“ 徐云聞言抽了抽嘴角，心中不禁對這個愣頭青冒出了一股同情。 孩子啊，這斧頭看來你是吃定了....... 即便單個光子穿過雙縫，得到的也依舊是干涉條紋啊....... 沒錯。 徐云作為殺手锏拿出的‘武器’，正是電子的雙縫干涉實驗！ 這里的電子可以換成光子，二者其實沒啥區別——至少在現象上是這么回事。 上頭提及過。 物理界十大實驗中，托馬斯楊設計的實驗便獨占其二。 其中一個是標準的楊氏雙縫干涉實驗，也就是大家花個幾塊錢就能搞定的宏觀物理實驗。 另一個則是電子的雙縫干涉實驗。 而這個實驗還有一個別名，叫做...... 物理史上最驚悚的一個實驗。 它驚悚的地方在哪呢？ 因為它可以說是有史以來第一次，人類在科學實驗中正式遭遇的‘靈異事件’。 不過這里的靈異大約有50是真靈異，還有50是人為平添上的假靈異。 這個實驗的思路基礎就是上頭說過的托馬斯楊實驗，不過發生在1961年。 隨著科技發展，當時的科學界已經有了可以發射電子的機槍。 可以不停的biubiubiu。 結果呢，最終的結果也和楊氏雙縫實驗一樣： 穿過雙縫的兩道光線各自震蕩交匯干涉，波峰與波峰之間強度疊加，波峰與波谷之間正反抵消。 最終屏幕上會出現一道道復雜唯美的斑馬線，也就是干涉條紋。 但粒派不服呀，就提出了另一個要求： 我們再做一次實驗，把電子一個一個地發射出去看看，一定會變成兩道杠的！ 于是他們把電子機槍切換到點射模式，保證每次只發射一個電子。 然而結果依舊是斑馬線。 其實電子...或者說光子要真的是波，那粒派也沒啥好說的，愿賭服輸嘛。 但問題是他們發射的單個電子！ 要知道。 根據波動理論，斑馬線來源于雙縫產生的兩個波源之間的干涉疊加。 也就是出現干涉條紋，代表著就是同時通過兩條縫，而不是前一秒過左后一秒過右的概率模型。 可這樣一來，就和單個電子的‘單個’相悖了： 單個電子要么穿過左縫、要么穿過右縫，不可能同時穿越兩條縫。 這是一個至今懸而未決的謎團。 當然了。 關于電子的雙縫干涉實驗，更有名的可能是另一件事，也就是所謂的第三個實驗： 為了進一步的觀察真相，科學家們在屏幕前加裝了兩個攝像頭，一邊一個左右排開。 哪邊的攝像頭看到電子，就說明電子穿過了哪條縫。 同樣，還是點射模式發射電子。 結果是這樣的： 每次不是左邊的攝像頭看到一個電子，就是右邊看到一個。 一個就是一個，從來沒有發現哪個電子分裂成半個的情況。 然而就在這時，真正詭異的事情發生了： 研究者們忽然發現，屏幕上的圖案不知什么時候悄悄變成了兩道杠！ 沒用攝像頭看。 結果總是斑馬線，光子是波。 用攝像頭看了。 結果就成了兩道杠，電子變成了粒子。 實驗結果取決于看沒看攝像頭？ 聽起來是不是更毛骨悚然了？ 不過作為一本專業的科普作品，這里要科普一件事： 第三個實驗...也就是所謂加裝攝像機的實驗，其實是一個思想實驗，并未實際完成。 其實想想也知道。 別說攝像機了。 哪怕是其他設備儀器，你想要直接看到電子或者光子穿過哪個縫，這可能嗎？ 所以你在網上無論怎么搜，都不會找到任何與攝像機觀測有關的專業論文或者實驗視頻。 實話實說。 電子的雙縫干涉實驗確實非常驚悚，它的真相至今未曾被破解。 但如今網絡上看到的‘驚悚’，實際上帶著二創的添加色彩。 目前真正完成過的電子的雙縫干涉實驗，只有以下三個： 1、早期的雙縫干涉實驗。 這是在量子力學建立初期就經過實驗驗證的現象，比較有名的是日立電視臺的電子雙縫干涉。（hita/rd/portal/research/em/doubleslit.html） 2、惠勒的延遲實驗。 在1979年的時候。 曾經和愛因斯坦共事的約翰·惠勒在為紀念愛因斯坦的大會上，提出了一個理想實驗： 為了摒棄觀測行為對電子雙縫干涉中電子行為的干擾，通過某種方式在電子通過雙縫后才進行觀測。 它的思路是這樣的： 從光源發出一光子，讓其通過半反半透鏡1，光子被反射與透射的概率各為50。 之后，在反射或透射后光子的行進路徑上分別各放置一個全反射鏡A和B。 使兩條路徑反射后在C處匯合。 C處放有兩探測器AB，分別可以觀察A路徑或B路徑是否有光子。 接下來。 如果在兩個探測器前的C點處再放置一個半反半透鏡2，便可以使光子發生自我干涉。 適當調整光程差后，可使得在某一方向（A或B）上干涉光相消，此方向上的探測器總是無法收到信號， 與此同時，另一方向上的探測器則必定會總是接收到信號。 這個實驗之所以叫延遲選擇實驗，就是因為我們可以在光子已經通過半反半透鏡1之后，再決定是否放置半反半透鏡2。 也就是說在光已經決定完選擇波動性還是粒子性之后，我們再去放置半反半透鏡2去觀察它。 實驗最開始提出的時候是一個思想實驗，但后來經過實驗驗證了，這一結果曾經刊載于Sce。（DOI:10.1126/sce.1136303） 理想的單光子源早在1974年就已經問世，上面的惠勒實驗中的單光子源利用的是金剛石NV色心的缺陷。 3、量子擦除實驗也是經過實驗驗證的。 量子擦除實驗聊起來比較復雜，也就是所謂‘八納秒內可以改變過去’的源頭。（d/10.1103/PhysRevA.65.033818） 嗯，就這三個——或許還有其他一些改動過的其他實驗，比如C60之類的，但核心原理都和這三個實驗相同。 目前最接近所謂‘攝像機’的成果，應該是內布拉斯加大學林肯分校的物理系研究團隊在2011年搞出來的一份報告，但距離真正的攝像機還相差很遠很遠。（d/10.1088/13672630/15/3/033018） 順便一提。 網上現在所謂的攝像機拍出的‘攝像機’圖樣，實際上是霓虹的外村彰帶領團隊在1988年做的電子干涉的圖樣。（d/10.1119/1.16104） 所謂直接可以觀測到電子通過哪個縫的實驗，依舊是思想實驗，至今沒人真正能夠做出來。 目前真正能做的‘觀測’是什么呢？ 是在雙縫之間安裝電子探測器，這個探測器無法直接顯像，無法觀測微粒路徑，只能作為接收屏。 當打開探測器開關，光就呈現粒子性； 關閉探測器開關，光就呈現波態。 好比天上下了場‘雨’，你沒法知道它是從哪片云層落下來的。 但是你伸出手，接到的是雨。 不伸手用眼見看到它落地，掉落的就是一朵花。 一切取決于你的觀測，或者說干擾。 所以電子或者說的雙縫干涉實驗，實際上從頭到尾令人驚悚的就一件事： 那就是文科生一點都看不懂.... 咳咳...錯了錯了。 驚悚的地方在于你不去測量是一種結果，測量的話是另一種結果——再提醒一次，這里的測量不是攝像機的直接測量，而是接收屏的探測器。 也就是任何可泄露出路徑情況并且被記錄下來的信息，都會導致量子坍塌。 就這么簡單。 辟謠科普，我們是專業的。（笑） 這也是現在糾纏態的研究領域之一。 擱某些黑暗流科幻小說里的表述，差不多就是“被設計好的底層邏輯，可以證明人類是被關起來的小白鼠”云云...... 真正的科學，不應該是在發現未知的時候，把它二次加工成更恐怖的謠言去嚇人。 而是應該在發現未知后，盡量的去破解它的奧秘。 當然了。 目前的徐云倒是不需要考慮這么復雜的事兒，眼下他的壓力主要還是來自社員們認知上的沖突： “唔....各位同學，稍安勿躁。” “各位的心情我可以理解，畢竟我說的這些內容，確實和大家已有的觀念相悖。” “不過沒關系，我們還是之前的那句話——可以先拋開實驗結果，單純來討論實驗設備的特殊性。” 隨后他環視了周圍一圈，朝臺下一攤手，語氣中帶著一絲誘惑： “難道大家就不想知道，怎么樣才能把光子單獨發射出來嗎？” 此話一出口。 臺下原本有些嘈雜的議論聲，便再次化作了寂靜。 制備單光子。 這短短的五個字在2022年都能引起不少人的興趣，就遑論1851年的自然科學愛好者了。 因此很快。 眾人臉上原先那些清晰可見的質疑，逐漸便被猶豫與好奇替代了。 見此情形。 徐云頓時心中一定： 很好，魚兒上鉤了。 眾所周知。 后世制備單光子的方式有很多。 比如用普通光源發光，然后加一個很強的衰減，將光強衰減到飛瓦以下。 這樣每秒鐘只有幾千個光子發射出來，基本上就是單光子發射了。 又比如用單量子點光源。 這玩意兒只包含一個發光分子或結構，同一時刻只能發出一個光子。 天天被提到的量子通信，通常就是用的這種光源。 如果以上條件還是難以獲得，各位同學則可以掏出神光棒，變成迪迦來制備光子。 不過徐云并不準備使用這些手段，他準備在1850年來個早期的電信詐騙： 用電子來代替光子。 畢竟單一電子的發射比較容易——至少比單個光子容易，準確性方面也要高點。 同時電子....或者說所有微觀粒子都有波粒二象性，甚至這個概念現在還擴充到了微生物： 在2019年的時候，科學界已經讓分子量1886的短桿菌肽發生了雙縫干涉而沒有損害它的生物活性。（d/10.1038/s41467020152802Foore） 還是那句話。 前端的科學成果，有很多已經超過了普通人的認知，真的會讓你產生懷疑世界的錯覺。 因此只需要一點微小的操作，徐云便能成功把光子換成電子。 與此同時。 臺下眾多社員們的心緒也被徐云早先的那句話給挑動了起來，只見那位謝頂男生再次舉起了手： “羅峰同學，剛才你說手藝活指的是手工打磨金屬材料，是不是需要我們做些什么？” 徐云面色愉悅的打個了響指，和聰明人說話就是容易： “沒錯，由于制備難度的問題，這個實驗同樣需要準備半年左右。” “在接下來的時間里，我需要大家幫我做兩件事。” 隨后他豎起了一根手指，道： “第一件事是大概過一個禮拜，我們會分發給大家一塊非線性光學晶體和一把刻刀。” “你們每個人要根據要求，在晶體上刻畫出間距在1毫米的細縫。” “實驗最終開始前我會對你們的‘作業’進行檢查，精度最高的人，將會獲得優先觀測實驗結果的機會，外加一件特殊的小禮物。” 與托馬斯楊的楊氏雙縫干涉不同。 電子的雙縫干涉使用的‘雙縫’，實際上并非紙片或者塑料片。 而是非線性光學晶體。（測光速的時候居然沒有人發現這個伏筆，失望呀......） 后世制備雙縫的晶體一般通過光蝕技術制成，可以精確到納米級。 不過早期的雙縫晶體制備技術不太成熟，就只能和沒有女朋友的單身狗一樣，純粹用手了。 這種打磨好的晶體叫做晶體光柵，也算是個為數不多從發明階段一直使用到后世的設備。 透射電子顯微鏡....也就是TEM有一個功能就是電子衍射圖譜，可以判斷晶體結構，在電子的雙縫干涉實驗中也經常用到。 根據徐云的了解，這年頭一塊非線性光學晶體的成本大概在0.5英鎊左右。 現場每個人給十次機會，攏共也就一百五十英鎊出頭，某ATM姬表示毫無壓力。 看著現場因為能夠有機會參與其中而逐漸興奮起來的社員們，徐云輕輕敲了敲桌子，提醒道： “大家安靜一下，任務還沒完呢。” 待現場消聲后。 接著徐云又豎起了第二根手指，這次的語氣鄭重了很多： “由于人工打磨的晶體精度不高，所以我們還需要添加一些設備，從而達到修正系數的效果。” “因此除了打磨晶體之外，大家還有一個任務要完成。” “在接下來的時間里，每位社員還需要定期完成碳塊、鎢絲、以及鋁管的手工加工打磨，具體的示意圖到時候會分發到各位手中。” 隨后他的嘴角微微揚起一絲弧度，露出了一個燦爛的笑容： “咱們這次要搞，就干脆搞他個大家伙，不死不休！” 半個小時后。 聚會解散。 老湯在學聯那邊還有一些事情要處理，徐云便帶著艾維琳以及小麥先行離去。 離開活動室后。 三人的身影在路燈下拉的很長，冬天的空氣也帶著一股涼意。 走了一段路后，徐云轉身看向了艾維琳，說道： “對了，艾維琳同學，有件事情想麻煩你一下。” “什么事，說吧。” 徐云點點頭，從身上取出了一張小紙條，遞到她面前： “我想麻煩你找個技術過關的鋼鐵廠...最好還是儀器廠吧，把這些東西生產出來。” 艾維琳接過紙條，上下掃了幾眼，輕聲念道： “鈹管......含有摻鋅鐵氧體的空芯螺線管......純鉬的錐形體.....” 眾所周知。 元素鈹的發現者是沃克蘭，他從1798年從綠柱石中首先發現了元素鈹。 沃奎林則在1828年的時候，用金屬鈣和鉀分別還原氧化鈹和氯化鈹獲得了金屬鈹。 摻鋅鐵氧體的制備工藝在1813年便出現了，如今已經成為了一種常見的固廢基磁極材料。 鉬則在1782年的時候，由瑞典的埃爾姆用亞麻子油調過的木炭和鉬酸混合物密閉灼燒得到。 因此徐云給出的這些材料都符合1850年的化學工業認知，只是平時比較少見罷了。 只見艾維琳的目光飛快從這些名字上掃過，看完后將它折疊好放入了口袋： “沒問題，交給我吧，我今晚就寫信讓制造廠開爐。” “那就好....額，等等！” 徐云下意識的點了幾下頭，不過很快便發現似乎哪兒有些不對勁： “艾維琳同學，你說寫信給制造廠開爐.......難道說你有一家儀器廠？” “嗯哼？這有什么好奇怪的？“ 艾維琳抬起眼皮掃了他一眼，理所當然的道： “牛頓先祖當初對光學的研究極其深入，當時許多儀器作坊生產的設備都不符合他的要求，所以他便自己開了一家儀器制作工坊。” “一百多年過去，這家工坊已經發展成為了歐洲數一數二的儀器制造廠。” “而我又是牛頓先祖的唯一繼承人，如今這家廠子自然就歸我所有了。” “另外你放心，我給那些工人的待遇很好，不信你可以去倫敦打聽打聽.......” 徐云張了張嘴，作勢想要出聲，但最終還是沒有說話。 接著他忽然想到了什么，飛快的看了眼四周。 確定沒什么人后，又對艾維琳道： “那個....艾維琳同學，你現在名下有多少資產？” “資產啊？” 艾維琳停下腳步，掰持著手指算了起來： “番茄醬每年的分紅大概有一百多萬英鎊，然后還有一家儀器制造廠、一家鋼鐵廠、兩家造船廠、四家車馬行，外加一千多畝的農莊....” “之前阿爾伯特親王還問我要不要在火器局參一股，我不太喜歡戰爭所以拒絕了。” “分紅存款以及實業全部折算成現金的話......大概七八千萬英鎊？” 徐云and小麥： 凸(艸皿艸)，為啥這時候才發現這富婆的身份？ 這年頭的七八千萬，在后世那是真得大幾百億叻...... 難怪當初這姑娘對自己的那張欠條視若無物，合著是真沒把那十幾萬英鎊放到眼里...... 而就在徐云內心震動的同時，他的耳邊又響起了艾維琳的問話： “羅峰，這些設備生產起來倒是不難，不過你準備用它們干什么？” 徐云這才回過神，看了這富婆一眼。 沉默片刻，嘴里蹦出來兩個字： “保密！” 走進不科學 第三百二十章 玩的可真特么大(下)
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