第546章 量子隧穿效应！神秘“穿墙”！同时证明概率波和不确定性原理！
    1924年注定是物理学史上最非凡的一年。
    诞生于这年的成果，或许不是物理学中最最重要的，毕竟有广相在前，很难超越。
    但这一年绝对是最精彩的一年，整个物理学界都在为量子力学而疯狂。
    它的内涵极其丰富，物理解释神秘莫测。
    很多天骄哪怕只是做出一点微小的工作，都足够名留青史了。
    德国，哥廷根大学。
    洪特如往常一样，早早就来到了实验室。
    只不过他今天表现的有点激动。
    因为前段时间他发现了一个非常有意思的现象。
    他今天准备好好研究。
    洪特在前年博士毕业后，就成为了导师玻恩的助教，后者还为他谋求了一份哥廷根大学的讲师工作。
    所以，他可以一边上课，一边继续跟着玻恩做研究，就如当初的威尔逊。
    作为洪特规则的提出者，按理说，他在物理学界也不能算无名之辈。
    但是洪特这个人非常低调，他不喜欢到处参加会议，只喜欢埋头搞研究，所以论文发的很猛。
    真实历史上，他一共发表了250多篇论文，绝对是高产物理学家。
    随着量子力学的兴起，洪特作为玻恩的学生，当然不会错过。
    他最近的课题是用量子力学研究分子光谱。
    不管是旧量子论还是量子力学，在单原子的研究上，都产生了特别好的效果，几乎可以解释一切问题。
    但是一旦涉及到分子，哪怕是最简单的双原子分子，情况就会变得非常非常复杂。
    量子力学会遇到各种各样的问题，因此诞生出很多细分方向的理论。
    而分子光谱就是其中之一。
    洪特在他的实验过程中，发现了一个很不可思议的现象。
    分子竟然能够从一个位势阱穿越障碍，到达另一个位势阱，然后再穿越回来。
    什么意思呢？
    举个形象的例子。
    假设分子是个小球，它的前方有一个小土坡。
    现在，分子想要越过小土坡这个障碍，到达另一边。
    那么常规办法是什么呢？
    给分子小球施加能量，让它的能量超过小土坡的高度所需要的势能。
    比如，可以推分子小球，或者拉着分子小球，越过小土坡。
    这很好理解，也符合经典物理学的图景。
    但是洪特却发现，分子竟然还有另外一种方式。
    这种方式极其匪夷所思。
    那就是：分子小球好像没有看见这个小土坡一样，直接就直愣愣穿过去了。
    简直就跟穿墙一样，没有任何理由。
    这颠覆了洪特的三观。
    他今天就是为了解决这个问题。
    很快，他又重复了一遍实验，结果毫无疑问。
    分子又神奇地直接穿越过障碍了。
    他忍不住惊呼一声。
    “这太离奇了！”
    这时，一个年轻人被洪特的声音所吸引。
    他走了过来，满脸好奇，笑着问道：
    “洪哥，你的实验取得突破了吗？”
    看见来人，洪特显得非常热情，同时又非常兴奋。
    “费米，我觉得我发现一个了不得的现象。”
    “你是布鲁斯教授认可的天才，要不你帮我分析分析。”
    费米连忙谦虚道：
    “洪哥，你就不要取笑我了。”
    “我才刚刚毕业，什么都不懂，需要向你学习。”
    费米博士毕业后，受到意大利政府特别奖金的资助，前往德国留学。
    机缘巧合之下，他来到哥廷根大学，在玻恩的指导下从事研究工作。
    于是，他就和洪特成为了好朋友，二人年纪相仿，自然有很多共同话题。
    费米作为意大利物理学界的希望，承载着众人的期许。
    真实历史上，费米在玻恩那里镀金一段时间后，又去了荷兰莱顿大学呆了一年多。
    留学结束后，他回到罗马大学直接担任物理学教授。
    而那时，他只有25岁。
    紧接着，他在28岁时，又被选为意大利科学院的院士。
    天才程度，可见一斑。
    洪特闻言，哈哈一笑。
    他知道眼前这个小老弟是不折不扣的绝世天才。
    所以，他很认真地想寻求对方的意见。
    于是，他就把自己发现的分子离奇现象描述了一遍。
    费米听完后，产生了极大兴趣。
    “哇！”
    “这个现象很有意思！”
    “在经典力学里，这是不可能发生的事情。”
    “小球怎么可能直接越过障碍呢？”
    二人热烈地讨论起来。
    这时，费米说道：
    “我觉得可以用概率波解释这个现象。”
    “分子虽然在障碍的一侧，但是它的本质是概率波。”
    “也就说，分子是有一定的概率出现在另一侧的。”
    洪特皱了皱眉头，他思考了一会，说道：
    “之前，我也想到用概率波解释。”
    “但这样会有一个问题。”
    “分子因为概率波虽然会直接出现在障碍的另一侧。”
    “但是，这个【出现的过程】是什么样的呢？”
    “它越过障碍的机理是什么呢？”
    “电子可以出现在原子内部的任意一处，那是因为原子内部是空的，没有阻碍。”
    “但如果在原子内部放置一个障碍物，电子会不会就被挡住呢？”
    费米毕竟是天才，瞬间就明白了洪特的意思。
    对方说的确实很有道理。
    能不能出现和怎么出现，不是一回事。
    如果没有这个障碍，分子出现在另一侧，就很好解释。
    但有了障碍，就得解释分子到底是如何穿过障碍的。
    一时间，二人绞尽脑汁，也想不到什么头绪。
    这个现象太诡异了。
    这时，费米提议道：
    “洪哥，我们去问问玻恩教授吧。”
    “量子力学，他比我们更有经验。”
    洪特笑道：“正有此意！”
    于是，二人结伴来到玻恩的办公室。
    咚咚咚！
    “请进！”
    浑厚的声音响起。
    玻恩头也没抬，他正在给好友冯·卡门回信。
    早在十多年前，二人就开始一起合作发表论文，产生了深厚的友谊。
    如今，冯·卡门去了美国。
    他在密立根的盛情邀请下，帮助加州理工学院组建了航空实验室，并且还建造了风洞。
    冯·卡门当时在哥廷根大学，主要研究方向是流体力学和空气动力学。
    这两个领域，绝对是力学中的硬骨头。
    而冯·卡门成果累累，是业内公认的力学大佬。
    至于真实历史上，他和钱学森的故事，应该就不用多说了。
    这次，冯·卡门给玻恩写信，是讨论正在筹备的“第一届世界力学家大会”。
    冯·卡门作为力学领域的公认领头羊，他想举办力学家们自己的布鲁斯会议。
    也就是所谓的第一届世界力学家大会。
    这是专门为了讨论纯粹力学理论而成立的会议。
    力学虽然是物理学领域最古老的科学，但它经久不衰，对世界的影响丝毫没有随着时间减弱。
    在后世的大学里，力学甚至是和物理学平级的学科，而不是分支。
    由此可见它在物理学中的地位。
    冯·卡门作为大佬，振臂一呼，八方云集。
    世界各地的力学家们，都激动万分。
    最终决定，第一届世界力学家大会将于今年8月份，在荷兰的代尔夫特市举办。
    冯·卡门此番来信，就是希望老友玻恩能发动人脉，为他宣传一波。
    玻恩欣然应允。
    他自己虽然不会参加这个力学大会，但毕竟也算是物理学领域的大事，他很乐意帮忙。
    他准备把消息告知布鲁斯教授等一众大佬们。
    或许就有谁对力学感兴趣呢。
    这时，洪特和费米走了进来。
    二人看见玻恩教授在忙，安静地站在一旁。
    玻恩抬起头，见是他俩一起，笑着问道：
    “怎么了？”
    洪特说道：
    “教授，我在研究分子光谱时，遇到一个问题。”
    “我和费米讨论无果，特来请教您。”
    玻恩闻言，来了兴趣。
    在他心里，洪特是不输于费米的低调天才。
    既然二人同时来此，说明这个问题一定不简单。
    “哦？”
    “你们俩坐下，说来听听。”
    于是，洪特就详细阐述了分子穿越障碍的问题。
    玻恩听后，表情越来越惊讶。
    这个现象可太有意思了。
    说不定就能证明概率波的存在！
    圈子里都知道，布鲁斯教授是在他发表的论文上，找到了概率波的灵感。
    玻恩也把这篇论文当成他最大的成就。
    不止一次，他摇头叹息。
    “哎，当初我要是多想一步，或许概率波就是我提出的了。”
    “就差一点点”
    不过即便如此，物理学界也没谁敢小觑他。
    毕竟，不是谁都有资格和能力启迪到布鲁斯教授。
    量子力学论道大会之后，玻恩又重复了好几次之前的实验，都证明了粒子散射方向和概率有关系。
    但这远远不够。
    概率波本来就是从他的实验结果中总结而出的。
    除非，他能发现新的实验现象，再次佐证概率波。
    而现在，他在洪特的发现上，看到了希望。
    不过，他也赞同对方的观点。
    “确实，单独的概率波不能解释分子的这种奇怪的穿墙现象。”
    玻恩陷入了思考之中。
    忽然，他惊呼一声，下意识地问道：
    “如果分子在穿过障碍的那一刻，能量突然发生变化，超过了障碍物的能量壁垒呢？”
    “等到它穿过去后，能量又恢复原状。”
    “这样的话，从总体看，分子本身的能量没有任何变化，但是它却穿过了障碍。”
    嘶！
    洪特和费米听后，皆是一惊。
    对啊！
    这是一个可行的方式！
    二人的眼睛越来越亮！
    但问题随之而来，分子的能量怎么会突然变大，然后又变小呢。
    这不合理啊！
    突然，玻恩大笑一声。
    “哈哈！”
    “我知道了！”
    “是不确定性原理！”
    轰！
    洪特和费米的脑海中仿佛有惊雷在炸响！
    茅塞顿开！
    他们俩不是蠢人，瞬间就明白了。
    洪特忍不住感叹道：
    “上帝啊！”
    “这也太巧妙了！”
    “布鲁斯教授刚发表完不确定性原理，我就发现了这个神奇的现象。”
    洪特从来没有如此开心过。
    哪怕是当初发表洪特规则，都没能让他如此激动。
    他竟然像戴维森博士一样，误打误撞，证明了一个惊世理论。
    根据不确定性原理，分子的位置和动量是不确定的。
    如果在穿越障碍的那一刻，分子的位置突然很精确，那么它的动量必然变化极大。
    而动量变化，动能自然变化，于是分子就有了越过壁垒的可能。
    哪怕只是短到不可测量的一瞬间，但对于分子尺度而言，已经足够了。
    等到分子越过障碍后，它的位置又变得不精确，那么动量就又会回到原位，变得精确了。
    逻辑堪称完美！
    当然，这其中需要严格的数学证明。
    但洪特完全不惧，眼前的玻恩教授，可是矩阵方面的专家。
    有他在，万事无忧！
    洪特忍不住马屁道：
    “玻恩教授，您太强了！”
    费米心神震动！
    果然不可小觑天下英豪。
    他在来到哥廷根大学前，虽然知道玻恩之名，但是并没有太过崇拜。
    对于他们这个时代的年轻人而言，崇拜的对象有且只有一个：布鲁斯教授。
    至于其他人，都是费米要超越的对象。
    而现在，费米醒悟，也许他将来的成就会超过玻恩。
    但此刻，对方身上还有很多值得他学习的地方。
    玻恩笑着说道：
    “洪特，你这个发现极其重要。”
    “按我理解，它应该算是同时证明了概率波和不确定性原理。”
    “概率波为分子穿越提供了可能性，而不确定性原理为分子穿越提供了方法。”
    “两者相辅相成，才早就了这一神奇的量子现象。”
    洪特、费米皆是点点头。
    费米也真心为他的洪哥感到高兴。
    对方平常很低调，但不声不响就搞出了个大动作。
    颇有种无欲则刚的意境。
    他笑着说道：
    “洪哥，要不你给这个现象命名吧！”
    “比如叫【洪特效应】？”
    洪特闻言，笑的合不拢嘴，然后连忙摆摆手。
    “那不行，那不行，太高调了。”
    接着，他转向玻恩，说道：
    “教授，要不您来命名吧？”
    玻恩微微一笑，说道：
    “你们年轻人呀，就喜欢在这上面瞎耽误工夫，叫啥都行。”
    “既然这是量子现象，分子就像在障碍物面前开个隧道，然后穿过去。”
    “不如就叫：量子隧穿效应。”
    (本章完)