第三百二十章 玩的可真特么大(下)

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！”