第246章 波粒二象性的重要新成果？
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第246章 波粒二象性的重要新成果？
莫非覺得這些公式裏面有一些他們沒有註意到的角落？
這樣一想，這些年輕的實習研究員們頓時覺得有一個出人頭地的方向出現了，要是他們能夠思考出來，再給林曉提供一些幫助，他們不就能起飛了？
於是他們也都發動起自己的腦袋瓜，想要思考出一些角落出來。
但顯然，他們冥思苦想半天，都沒覺得眼前的這些公式裏面還藏著什麽東西。
看到頭來，這些公式都始終只是這些公式而已。
他們不由苦笑，這和讓他們格物致知有什麽區別？
盯著這個公式看，能夠看出什麽花來嗎？
就在他們無奈的時候，林曉終於擡起了頭，說道：“接下來我們再試試幹涉實驗，包括雙縫幹涉實驗，等傾幹涉、等厚幹涉。”
“是！”
幾名實習研究員立馬應道。
不過，還有一名實習研究員主動問道：“林教授，這上面的公式模型，有什麽問題嗎？”
有問題就問，是個不錯的好習慣。
林曉則是一笑，說道：“總感覺這些公式模型啊什麽的，都能夠用一個統一的公式給聯系起來，大概就像是弦理論一樣……你們應該都知道，在M理論出來之前，物理學界有好幾種弦理論吧？而M理論證明了這些弦理論都是一種極限的情況。”
“而這些模型公式，是不是也都是某個統一的理論的特殊值，極限值呢？”
聽到林曉這麽說，在場的實習研究員們都露出了茫然的表情。
這些公式也能夠像弦理論那樣被統一為一個理論？
雖然也不是沒有這種可能，但是……
抱歉，林教授，我們真的做不到啊。
看著他們茫然的樣子，林曉擺擺手，“算了，不說了，先準備實驗吧。”
“好的。”幾名實習研究員立馬動起了身。
林曉沒有在意這件事情，這幾位實習研究員們看不出來，並不意外。
畢竟，他的大腦開發度是達到了7.05％，再加上5級的物理學以及【物理大師光環】，才讓他能夠看上幾眼後，就看出了這些公式模型背後存在著一種本質聯系。
當然，看出來了，並不代表就能寫出來，他更多的是一種感覺。
而來自一位頂級物理學家的直覺，往往都是很靈敏的。
而且，從這些公式所描述對象的性質上來看，能有一種東西將它們聯系起來，是很正常的一件事情，畢竟，這些東西始終都是波的運動。
就像是波動方程，波動方程是從麥克斯韋方程組中推導而出的，能夠用來描述各種自然界中的波動現象，也算得上是一種統一的理論。
林曉陷入了思考中，那麽，這些衍射模型和公式之間的聯系到底是什麽呢？
他在草稿紙上又寫出了數個模型和公式，其中也包括了幹涉的模型和公式。
幹涉和衍射，既是兩種現象，但也遵守同一種本質，因為它們都是波與波之間的聯系。
簡單來說，幹涉是有限多個波束“相加”的結果，而衍射就是無窮多個波束“積分”的結果。
這也是為什麽，林曉現在要做幹涉實驗。
比如著名的雙縫幹涉實驗。
當然，他不是要探究雙縫幹涉實驗的“恐怖”，雙縫幹涉實驗打破了牛頓的光粒子學說，讓波粒二象性正式誕生。
不過，對林曉來說，他現在還不想去探究到底是波粒二象性，還是波粒統一理論，他只想知道波束與波束之間，是如何發生幹涉的。
以及其本質，到底如何。
“總感覺我掉進了一個坑裏面來了？”
計算著計算著，林曉的腦海中浮現了這樣的一個想法。
但最後無奈地搖搖頭。
不然為什麽人家不研究X光光刻機？
要是真的研究出這個東西，別說光刻機了，對於世界來說都是一個重要的革命，雖然從理論性來說或許比不上他的多維場論，但是從應用性和現實性上來說，可就要更好一些，因為人們還研究不了多維空間，但是光的衍射、幹涉的應用，可是十分廣泛的。
就像是凝聚態的那些人研究的高溫超導理論。
不再多想，既然掉進了這個坑裏，那就好好研究一番便是了。
這也正好是他所喜歡的。
眉頭一挑，而那邊，幾名實習研究員也朝他喊道：“林教授，我們準備好了。”
“好的。”
聽到這，林曉停下了手中的筆，說道：“行，開始吧，先從雙縫幹涉實驗開始。”
“好的。”
開啟光源，幹涉實驗開始。
然後繼續收集各種數據，林曉將公式代入，並且開始計算。
就這樣，時間很快過去。
這麽多天以來，林曉什麽都沒有幹，就是一直做實驗，覆現之前那些經典實驗的結果，然後根據現有的公式模型進行計算。
對他來說，這是一個不斷加深他印象的過程，他的印象越深，他的理解也就更深。
而在他的腦海中，也正不斷地搭建著一個模型，可以稱之為波的相幹疊加模型，因為無論是幹涉，還是衍射，都是若幹波束的相幹疊加。
那些實驗過程和結果，他都可以毫無差別地在腦海中搭建出這樣的一個模型，並且根據公式和模型，在腦海中進行浮現。
就像是一個人形計算機一樣，他的大腦裏面裝著一個有限元分析軟件，能夠直接模擬實驗過程。
而這，就是7％大腦開發度的含金量，能夠直接在腦海中實現一個簡單實驗的模擬。
而這種直接在腦海中模擬的實驗，對於林曉的研究，將更有助力。
終於，林曉感覺自己似乎找到了這些波相幹疊加的一種規律。
……
“波長越長，亮紋之間的間距越大，如果紅外線、紫外線、X光都是可見光，那麽它們的間距應該遵守這樣的函數。”
【△x=λl/d】
“然後計算這些縫隙的發出的波紋，將角度代入進去，就可以得到……”
林曉的辦公室中，他低著頭，計算著眼前的這些式子。
而後，他便排布出各種各樣的模型與公式，比如菲涅耳－基爾霍夫衍射公式、夫瑯禾費衍射模型以及菲涅耳衍射模型等。
將他計算的結果分別代入進這些計算結果中去。
合並同類項，消除餘項，約分、變換形式同除……
這些極其考驗觀察能力和知識儲備的步驟，在林曉面前大概就像是在計算小學的二十以內加減乘除一樣簡單。
而一系列步驟下來，原本的那些覆雜的模型和公式，自然是發生了巨大的變化，變成了一個個看起來比較簡單的式子。
這些式子之間，看似沒有任何聯系，但是卻讓林曉發現了其中的共同點。
這裏面都出現了v/λ！
也就是波速除以波長，而其最終等於……f！
也就是波頻！
看到這個結果，林曉皺起了眉頭，“光的頻率？粒子性？”
他一直在避免這個問題的出現，因為他想要研究的是波性，而不是粒子性。
但是現在他的計算結果，卻仍然讓頻率出現在了這些公式之中。
“巧合嗎？”
他感到有些不滿意，於是開始嘗試將這個v/λ給消除掉，但是到了這一步之後，他沒有了辦法。
“看來，終究不能避免波粒二象性啊。”
電磁波的波長，代表了其屬於波的性質，而其頻率就代表了其粒子性。
波長越長，其波動性越強，而頻率越大，其粒子性就越強。
如果從哲學上來說，波粒二象性，大概會是一種對立統一的關系，哪怕是量子力學提出了這個性質，也只是因為人們不能理解光即表現出粒子性，又表現出波動性，而給出的折中辦法。
這也就是說，波粒統一理論，是完全有可能存在的。
當然，在物理學界中，基本上認為波粒二象性就是對波動性和粒子性的統一理論。
只不過林曉想要探究的是，更加本質的東西。
“波粒統一理論……”
忽然，林曉想起了曾經看到過的一個論文。
“好像，之前看瑞士那邊有個學校拍出過一張照片，一束光，既表現出了波動性，又表現出了粒子性？”
他立馬打開了電腦，開始搜索那篇論文。
沒過多久，他就找到了，並不費功夫。
論文來自於2015年，由瑞士洛桑聯邦理工學院設計並完成的實驗，發表於《自然·通訊》上面。
看著這篇論文，林曉的眼前頓時就亮了起來。
就是這個！
波動性和粒子性，是密不可分的，而通過同時觀察到電磁波的波粒性，將對他理解波的相幹疊加過程，有著十分重要的作用！
越看，他腦海中搭建的那個模型也越發的豐滿起來。
一些細節不足之處，也因為這個實驗，再次給他提供了一些素材。
畢竟，不管波動性強還是粒子性強，它們都是同時存在的！
“看來，下個周的會議，我有東西來說服那些人了。”
想到這，林曉臉上露出笑意。
“不過，我得再把這個實驗覆刻一遍，唔，最好更詳細一些。”
他看了看這個實驗過程：發出一束激光脈沖照射微細的金屬納米線。激光給納米線上的帶電粒子增加了能量，使它們振動起來。光沿著這條微細納米線以兩個可能的方向傳播，就像高速路上的車輛。當波以相反的方向傳播，互相碰在一起時，就會形成一種新的波，這個波就會成為新的光源，向納米線的周圍輻射。
“唔，很巧妙的實驗，不過，還可以再做修改。”
林曉微微一笑，開始聯系實驗室的研究員們，準備進行實驗。
他要暫時性地為波粒二象性，帶來一個重要的新成果！
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莫非覺得這些公式裏面有一些他們沒有註意到的角落？
這樣一想，這些年輕的實習研究員們頓時覺得有一個出人頭地的方向出現了，要是他們能夠思考出來，再給林曉提供一些幫助，他們不就能起飛了？
於是他們也都發動起自己的腦袋瓜，想要思考出一些角落出來。
但顯然，他們冥思苦想半天，都沒覺得眼前的這些公式裏面還藏著什麽東西。
看到頭來，這些公式都始終只是這些公式而已。
他們不由苦笑，這和讓他們格物致知有什麽區別？
盯著這個公式看，能夠看出什麽花來嗎？
就在他們無奈的時候，林曉終於擡起了頭，說道：“接下來我們再試試幹涉實驗，包括雙縫幹涉實驗，等傾幹涉、等厚幹涉。”
“是！”
幾名實習研究員立馬應道。
不過，還有一名實習研究員主動問道：“林教授，這上面的公式模型，有什麽問題嗎？”
有問題就問，是個不錯的好習慣。
林曉則是一笑，說道：“總感覺這些公式模型啊什麽的，都能夠用一個統一的公式給聯系起來，大概就像是弦理論一樣……你們應該都知道，在M理論出來之前，物理學界有好幾種弦理論吧？而M理論證明了這些弦理論都是一種極限的情況。”
“而這些模型公式，是不是也都是某個統一的理論的特殊值，極限值呢？”
聽到林曉這麽說，在場的實習研究員們都露出了茫然的表情。
這些公式也能夠像弦理論那樣被統一為一個理論？
雖然也不是沒有這種可能，但是……
抱歉，林教授，我們真的做不到啊。
看著他們茫然的樣子，林曉擺擺手，“算了，不說了，先準備實驗吧。”
“好的。”幾名實習研究員立馬動起了身。
林曉沒有在意這件事情，這幾位實習研究員們看不出來，並不意外。
畢竟，他的大腦開發度是達到了7.05％，再加上5級的物理學以及【物理大師光環】，才讓他能夠看上幾眼後，就看出了這些公式模型背後存在著一種本質聯系。
當然，看出來了，並不代表就能寫出來，他更多的是一種感覺。
而來自一位頂級物理學家的直覺，往往都是很靈敏的。
而且，從這些公式所描述對象的性質上來看，能有一種東西將它們聯系起來，是很正常的一件事情，畢竟，這些東西始終都是波的運動。
就像是波動方程，波動方程是從麥克斯韋方程組中推導而出的，能夠用來描述各種自然界中的波動現象，也算得上是一種統一的理論。
林曉陷入了思考中，那麽，這些衍射模型和公式之間的聯系到底是什麽呢？
他在草稿紙上又寫出了數個模型和公式，其中也包括了幹涉的模型和公式。
幹涉和衍射，既是兩種現象，但也遵守同一種本質，因為它們都是波與波之間的聯系。
簡單來說，幹涉是有限多個波束“相加”的結果，而衍射就是無窮多個波束“積分”的結果。
這也是為什麽，林曉現在要做幹涉實驗。
比如著名的雙縫幹涉實驗。
當然，他不是要探究雙縫幹涉實驗的“恐怖”，雙縫幹涉實驗打破了牛頓的光粒子學說，讓波粒二象性正式誕生。
不過，對林曉來說，他現在還不想去探究到底是波粒二象性，還是波粒統一理論，他只想知道波束與波束之間，是如何發生幹涉的。
以及其本質，到底如何。
“總感覺我掉進了一個坑裏面來了？”
計算著計算著，林曉的腦海中浮現了這樣的一個想法。
但最後無奈地搖搖頭。
不然為什麽人家不研究X光光刻機？
要是真的研究出這個東西，別說光刻機了，對於世界來說都是一個重要的革命，雖然從理論性來說或許比不上他的多維場論，但是從應用性和現實性上來說，可就要更好一些，因為人們還研究不了多維空間，但是光的衍射、幹涉的應用，可是十分廣泛的。
就像是凝聚態的那些人研究的高溫超導理論。
不再多想，既然掉進了這個坑裏，那就好好研究一番便是了。
這也正好是他所喜歡的。
眉頭一挑，而那邊，幾名實習研究員也朝他喊道：“林教授，我們準備好了。”
“好的。”
聽到這，林曉停下了手中的筆，說道：“行，開始吧，先從雙縫幹涉實驗開始。”
“好的。”
開啟光源，幹涉實驗開始。
然後繼續收集各種數據，林曉將公式代入，並且開始計算。
就這樣，時間很快過去。
這麽多天以來，林曉什麽都沒有幹，就是一直做實驗，覆現之前那些經典實驗的結果，然後根據現有的公式模型進行計算。
對他來說，這是一個不斷加深他印象的過程，他的印象越深，他的理解也就更深。
而在他的腦海中，也正不斷地搭建著一個模型，可以稱之為波的相幹疊加模型，因為無論是幹涉，還是衍射，都是若幹波束的相幹疊加。
那些實驗過程和結果，他都可以毫無差別地在腦海中搭建出這樣的一個模型，並且根據公式和模型，在腦海中進行浮現。
就像是一個人形計算機一樣，他的大腦裏面裝著一個有限元分析軟件，能夠直接模擬實驗過程。
而這，就是7％大腦開發度的含金量，能夠直接在腦海中實現一個簡單實驗的模擬。
而這種直接在腦海中模擬的實驗，對於林曉的研究，將更有助力。
終於，林曉感覺自己似乎找到了這些波相幹疊加的一種規律。
……
“波長越長，亮紋之間的間距越大，如果紅外線、紫外線、X光都是可見光，那麽它們的間距應該遵守這樣的函數。”
【△x=λl/d】
“然後計算這些縫隙的發出的波紋，將角度代入進去，就可以得到……”
林曉的辦公室中，他低著頭，計算著眼前的這些式子。
而後，他便排布出各種各樣的模型與公式，比如菲涅耳－基爾霍夫衍射公式、夫瑯禾費衍射模型以及菲涅耳衍射模型等。
將他計算的結果分別代入進這些計算結果中去。
合並同類項，消除餘項，約分、變換形式同除……
這些極其考驗觀察能力和知識儲備的步驟，在林曉面前大概就像是在計算小學的二十以內加減乘除一樣簡單。
而一系列步驟下來，原本的那些覆雜的模型和公式，自然是發生了巨大的變化，變成了一個個看起來比較簡單的式子。
這些式子之間，看似沒有任何聯系，但是卻讓林曉發現了其中的共同點。
這裏面都出現了v/λ！
也就是波速除以波長，而其最終等於……f！
也就是波頻！
看到這個結果，林曉皺起了眉頭，“光的頻率？粒子性？”
他一直在避免這個問題的出現，因為他想要研究的是波性，而不是粒子性。
但是現在他的計算結果，卻仍然讓頻率出現在了這些公式之中。
“巧合嗎？”
他感到有些不滿意，於是開始嘗試將這個v/λ給消除掉，但是到了這一步之後，他沒有了辦法。
“看來，終究不能避免波粒二象性啊。”
電磁波的波長，代表了其屬於波的性質，而其頻率就代表了其粒子性。
波長越長，其波動性越強，而頻率越大，其粒子性就越強。
如果從哲學上來說，波粒二象性，大概會是一種對立統一的關系，哪怕是量子力學提出了這個性質，也只是因為人們不能理解光即表現出粒子性，又表現出波動性，而給出的折中辦法。
這也就是說，波粒統一理論，是完全有可能存在的。
當然，在物理學界中，基本上認為波粒二象性就是對波動性和粒子性的統一理論。
只不過林曉想要探究的是，更加本質的東西。
“波粒統一理論……”
忽然，林曉想起了曾經看到過的一個論文。
“好像，之前看瑞士那邊有個學校拍出過一張照片，一束光，既表現出了波動性，又表現出了粒子性？”
他立馬打開了電腦，開始搜索那篇論文。
沒過多久，他就找到了，並不費功夫。
論文來自於2015年，由瑞士洛桑聯邦理工學院設計並完成的實驗，發表於《自然·通訊》上面。
看著這篇論文，林曉的眼前頓時就亮了起來。
就是這個！
波動性和粒子性，是密不可分的，而通過同時觀察到電磁波的波粒性，將對他理解波的相幹疊加過程，有著十分重要的作用！
越看，他腦海中搭建的那個模型也越發的豐滿起來。
一些細節不足之處，也因為這個實驗，再次給他提供了一些素材。
畢竟，不管波動性強還是粒子性強，它們都是同時存在的！
“看來，下個周的會議，我有東西來說服那些人了。”
想到這，林曉臉上露出笑意。
“不過，我得再把這個實驗覆刻一遍，唔，最好更詳細一些。”
他看了看這個實驗過程：發出一束激光脈沖照射微細的金屬納米線。激光給納米線上的帶電粒子增加了能量，使它們振動起來。光沿著這條微細納米線以兩個可能的方向傳播，就像高速路上的車輛。當波以相反的方向傳播，互相碰在一起時，就會形成一種新的波，這個波就會成為新的光源，向納米線的周圍輻射。
“唔，很巧妙的實驗，不過，還可以再做修改。”
林曉微微一笑，開始聯系實驗室的研究員們，準備進行實驗。
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