第540章 光的波粒二象性中，波指的是电磁波还是概率波？
    考克饶夫等人的研究内容，深深震撼了在场众人。
    随着量子力学的不断完善，核物理的发展有了坚实的理论基础，速度必将突飞猛进。
    这时，李奇维忽然对旁边的伊蕾娜说道：
    “伊蕾娜，既然有人工核反应，那么有没有人工放射性呢？”
    “你父母发现了镭的天然放射性，那么能不能想办法人工制造出放射性呢？”
    轰！
    伊蕾娜的脑海中顿时有惊雷炸响！
    这个想法太不可思议了！
    放射学的诞生已经接近三十年。
    1896年，贝克勒尔首次发现铀的放射性，开启放射学这门领域。
    1898年，她的父母居里夫妇又发现了放射性更强的镭和钋。
    截至现在，物理学家已经发现了几十种不同的天然放射性元素。
    但从来没有人想过人为制造出放射性。
    因为放射性是原子的自发行为，怎么可能人工控制呢？
    伊蕾娜信心不足地问道：
    “教授，这有可能吗？”
    李奇维微微一笑，显得神秘莫测，说道：
    “你没试，怎么知道不可能呢？”
    “这是我突然想到的一个课题，你要是感兴趣可以尝试。”
    伊蕾娜的美目中爆发出璀璨神采。
    如果她真的能实现人工放射性，必然会将放射学带到全新的高度！
    甚至超越她的父母，引领时代！
    她已经开始想入非非了。
    李奇维看着伊蕾娜呆萌的痴样，有点好笑。
    他心中感慨：
    “风起云涌的核时代，即将来临！”
    学生汇报结束后，轮到威尔逊分享云室研究成果。
    他自信从容地走到前方，看着众人，思绪纷飞。
    曾几何时，他的云室还只是能观察微观粒子的简单仪器而已。
    但是随着现代物理学的兴起，云室的作用越来越大，越来越不可或缺。
    而这一切，都源自于当初那个美丽的邂逅。
    “现在，我给大家出一道题目，如果谁能在一个月内解出来，这门课我会给他满分，并且以后也不用来上课了。”
    “.”
    “对了，威尔逊博士，我觉得粒子观察器这个名字不好听。不如，给它取名为‘云室’怎么样？”
    “布鲁斯，真有你的！”
    “.”
    回忆涌上心头，威尔逊的嘴角露出一丝微笑。
    他温柔地看了李奇维一眼，让后者瞬间起了一身鸡皮疙瘩。
    很快，威尔逊正色道：
    “云室的诞生，其实来源于对x射线的研究。”
    “1895年，已故的伦琴教授首次发现了x射线。”
    “消息传到英国后，当时的汤姆逊教授对这种新的物理现象非常感兴趣。”
    “他开始研究空气受到x射线照射后的导电特性。”
    “他提出了著名的气体电离理论猜想，即空气被x射线照射后，会发生电离现象。”
    “接着，汤姆逊教授就让我做实验来验证这个猜想。”
    “我受到阳光返照云彩的启发，构思出云室的灵感。”
    “所谓云室，就是在一个密闭的金属容器中，充入一定量的水蒸气，看起来烟雾缭绕，因此得名。”
    “而且，这个名字可是布鲁斯教授为我取的哦。”
    “那是很久远之前的事情了，在座的不少人可能都还没出生呢。”
    众人惊奇。
    没想到云室竟然也和布鲁斯教授有关。
    “如果假设空气发生了电离，那么就会形成一个个带电粒子。”
    “这些带电粒子就会形成核心，吸引空气中的水蒸气变成一个个水珠。”
    “根据这个原理，只要我用x射线照射空气，若出现水珠，就证明气体电离理论是对的。”
    “最后，实验很顺利，打开x射线照射云室后，内部立刻出现了水珠。”
    众人闻言，皆是感叹威尔逊教授的奇思妙想。
    使用如此简陋的仪器，竟然能做出这么漂亮的成果。
    和考克饶夫的粒子加速器相比，云室确实简单的发指。
    但是它解决问题的思路非常巧妙，而不是像粒子加速器那样，大力出奇迹。
    各有优劣。
    李奇维也被勾起了回忆，那段时间，他可是帮了老威不少忙。
    这时，威尔逊继续说道：
    “云室的成功，让我对它产生了兴趣。”
    “我就想，能不能在它原来的基础上，再开发出一些新功能呢？”
    “既然电离后的空气能凝结水珠，那是不是所有带电粒子都可以呢？”
    “通过大量的实验，我终于摸索出不同种类带电粒子的现行方法。”
    “于是，云室就变成了研究微观带电粒子的仪器，这大大拓展了它的使用范围。”
    “后来，我又给云室增加了拍照功能，使得它的实用性更强。”
    “接下来，随着物理学的不断发展，云室逐渐被物理学家们所熟知。”
    “它的精度越来越高，功能也越来越多。”
    “利用它，可以精确地测量粒子的速度、电荷、种类等参数。”
    “.”
    众人听的津津有味。
    从头到尾了解云室的变革过程，能帮助他们更深刻地使用好云室。
    终于，威尔逊谈到了海森堡的云室轨迹问题。
    “大家请看。”
    “这是我用最高分辨率的可拍摄云室，拍下来的电子运动轨迹图片。”
    “放大100倍后，可以清楚地看到，电子的路径确实是间断的。”
    “这与布鲁斯教授的判断完美契合，同时也证明了矩阵力学的正确性。”
    哗！
    众人啧啧称奇。
    果然还是威尔逊教授的云室照片最正宗，拍的清楚又好看。
    海森堡看后，嘴角笑开了。
    “我的矩阵力学果然毫无瑕疵。”
    这时，他忽然看到布鲁斯教授盯着照片，若有所思。
    对方的手指在椅把上有节律地轻轻敲动。
    海森堡很疑惑。
    眼前的电子径迹照片，可以说完美解释了问题。
    “那布鲁斯教授在思考什么呢？”
    最后，威尔逊忽然笑着说道：
    “可惜，关于布鲁斯教授提出的概率波理论，我的云室就无能为力了。”
    “量子力学这么高大上的理论，不是我这种傻大粗的云室能够深度参与的。”
    “谢谢大家。”
    众人大笑，然后纷纷鼓掌。
    威尔逊的报告，让大家见识了实验大佬的风采。
    那是与理论物理学家截然不同的风格。
    这时，卢瑟福说道：
    “下面是沙龙的自由讨论时间。”
    “大家可以讨论任何感兴趣的学术话题。”
    很快，房间内就热闹起来。
    众人或是站着走动，或者坐着，或是两三人交谈，或是抛出话题让所有人讨论。
    大家一边享受美食，一边讨论最前沿的学术问题。
    “戴维森博士，你当时是怎么想到用镍靶做实验的？”
    “考克饶夫先生，你的粒子加速器是如何确保电场平稳过渡的？”
    “.”
    在这种放松的环境下，更容易产生很多天马行空的灵感。
    这时，一直沉默寡言，比较孤僻的狄拉克，忽然提出一个问题，吸引了所有人的兴趣。
    “光的波粒二象性中，波是指电磁波还是概率波呢？”
    狄拉克在完成了博士课题后，就把大部分的精力用于研究量子力学。
    尤其是概率波的提出，让他极其痴迷这门诡秘莫测的理论。
    众人仔细思考后，发现这个问题越想越有意思。
    随着戴维森和小汤姆逊证明了物质波的存在，波粒二象性已经成为物理学界的共识。
    很多实验结果都证明了这点。
    而光的波粒二象性，比物质波理论还要早提出很久。
    光的本质是电磁波，这一点毋庸置疑。
    电磁波按照波长或者频率的不同，分为γ射线、x射线、红外线、可见光、紫外线、微波等等类型。
    人们通常意义上说【光】这个词，一般是特指【可见光】，即波长在380nm-780nm范围之间的电磁波。
    也就是大家熟知的红橙黄绿青蓝紫七种颜色的光。
    很快，大家针对这个问题纷纷发表自己的看法。
    福勒作为狄拉克的导师，他想了一会儿，首先说道：
    “几百年来的波粒之争，波动派所提供的证据和理论，都是基于传统的机械波理论。”
    “那时候，物理学家对于光的本质认识不足，只能把它的波动性类比机械波。”
    “随着麦克斯韦统一电磁光，赫兹证明电磁波的存在，物理学家终于搞清楚，光的本质是电磁波。”
    “因此，所谓的波粒之争，其实就是电磁波和粒子之争。”
    “而且，当初布鲁斯教授提出光的波粒二象性时，还没有概率波的概念。”
    “从这些方面看，光的波粒二象性中，波应该指的是电磁波。”
    众人听后，微微点头。
    福勒的分析非常中肯，他从光的研究历史来回答这个问题。
    但接着，他又转折道：
    “然而，狄拉克这个问题很有意思。”
    “布鲁斯教授提出光子的概念后，说明光子是和电子、质子等粒子一样的微观粒子。”
    “只不过电子有质量，光子没有质量。”
    “但不管怎么说，只要是微观粒子，必然都满足德布罗意的物质波理论。”
    “从这方面看，光子应该是具有概率波性质的。”
    “如此分析，光好像既是电磁波又是概率波。”
    “这真是个匪夷所思的现象。”
    众人一阵惊呼！
    光确实有点古怪啊。
    电磁波和概率波显然是两种本性完全不同的波动，光怎么可能会同时具备呢。
    现有的理论解释不通。
    这时，海森堡眉头紧皱，他好像抓住了什么关键。
    “我认为不能把【光】和【光子】两个词语和概念混为一谈。”
    “【光】是一种宏观现象，是周期性变化的电场和磁场以光速运动时，形成的电磁波。”
    “而【光子】是指光的基本单位，是一种微观概念。”
    “电磁波的能量，是以光子的形式一份份传递。”
    “当我们说光的波粒二象性时，这里的光指的是宏观的【光】。”
    “所以，它的波动性应该特指电磁波这种波。”
    “但是【光子】本身作为微观粒子，它同样具有概率波的性质。”
    嘶！
    海森堡和福勒的分析，让问题变得更加扑朔迷离了。
    光的特殊性再一次展现在众人面前。
    本来大家以为布鲁斯教授提出光的波粒二象性后，就解决了几百年的争论。
    但是随着概率波的提出，事情好像又没那么简单。
    然而，泡利却不这么想。
    “我觉得这很正常。”
    “以水波为例，【光】就是【水波】，而【光子】就是【水分子】。”
    “水波本身就是无数的水分子组合而成。”
    “单独的水分子中，氢原子和氧原子都具有概率波的性质。”
    “但它们依然能形成水波这样确定的机械波。”
    狄拉克反驳道：
    “不对，不能这样类比。”
    “应该是【光】相当于【水波】，【光子】相当于【一个单位的水波】。”
    “但哪怕是一个单位的水波，它依然是机械波，而不是概率波。”
    泡利不同意。
    “胡扯！”
    伊蕾娜说道：
    “我认为狄拉克说的对。”
    这时，海森堡又补充道：
    “这样会产生一个问题。”
    “既然【光子】具有概率波性质，那么按理来说，它在时空中的位置，应该也是概率性的。”
    “但是为何大量【光子】形成【光】后，光却具有了确定的笔直的运动轨迹呢？”
    “它为什么不会像电子一样，随意弥漫在整个宇宙时空内呢？”
    众人皆是一惊。
    “对啊，为什么呢？”
    小布拉格是电磁学方向的专家，他说道：
    “也许这是一个数学问题，大量光子的统计行为，抵消了单个光子的概率随机性。”
    真实历史上，1937年卢瑟福去世后，小布拉格成为了卡文迪许的第五任主任。
    他上台后，放弃了自己的擅长领域，转而大力发展固体物理、生物物理、天体物理等边缘学科，为实验室开辟了新的研究方向。
    众人听完他的解释，点点头。
    泡利立刻说道：
    “这和单个原子具有概率波性质，大量原子组成的固体却能产生机械震动波是一个道理。”
    “概率波也要受到波动方程的限制。”
    很快，这帮小年轻们就开始激烈讨论起来。
    过程精彩绝伦，众人看的津津有味。
    这时，海森堡忽然发现，布鲁斯教授一直坐在那里，好像在静静思考着什么。
    “总感觉他老人家又要装不.提出什么惊人的理论了。”
    (本章完)