<h1>(许墨科普向)小小世界——有关双缝实验</h1>
要你区分恋语大学的不同实验器材还是有些难度的。
“这个也是你上次讲的多普勒测风激光雷达吗?”你站在许墨身后,看他专注的神情。男人闻言回头,见到是你时微微眯起了笑眼,走过来揉了揉你的头顶:“测风雷达不需要人看管着,这只是普通显微镜而已。”
“要看你上次说得双缝实验吗?”你就站在许墨身旁,耐不住好奇想要凑过去看一看。
“也不是。”他侧过身,扣子解开一颗,露出了深凹的锁骨。许墨伸手替你拿了把椅子,自己也坐了过来。
窗外灼热的日光被实验室的挡光帘拦下了大半热量,偶尔有几缕金色的薄薄的光透过缝隙落他身上,许墨就被拢在这日光里,看起来温暖又明亮:“想要听关于双缝实验的故事吗?”
你点点头,离他的生活近一点,总是有好处的。
“嗯……”许墨撑着下巴想了想,似乎是在犹豫该怎么开口。“双缝实验首先我们要提到的是波派和粒派。粒子派顾名思义,这类科学家认为光是由粒子构成的。一个最简单的例子是,你用你的手机闪光灯一打,无数的粒子就像是炮弹一样发射出去。这种画面能够想象吗?”
你点点头,不自觉把目光移向手机,许墨的视线也落在手机上,他继续开口:“爱因斯坦和普朗克这些非常著名的科学家都是粒派。而波派,则认为是光是电磁波,一旦把光认作是波,那么很多的物理现象都可以完美地解释,比如衍射、偏振之类。”
你抬起头,颇为茫然地望向许墨,男人的眸子里映上你懵懂的脸,他不自觉眯起眼笑起来:“波遇到障碍物时会偏离原来的传播方向,这就叫做衍射现象。支持波派的科学家也很多,比如麦克斯韦、惠更斯和你最熟悉的赫兹。经过了二十世纪初的科学大发展,波派和粒派的科学家们都在自己的方向上走出了很长一段距离,大家渐渐发现,双方的理论已经完全无法相合,但真理只有一个。”
“不能兼容吗?”你忍不住问了一句。
“在理论上是不行的,但是在感情上,或许没有真理。”许墨起身去把挡光帘拉开些,温暖的阳光瞬间充斥了整间实验室,他回过头,白大褂被日头镀上一层和煦的暖意,望着你继续开口:“但研究员们从来不会吵架,他们只做实验。这就是整个物理学史最灵异的实验,双缝实验。”
“机关枪对着两道缝扫射,从缝中漏过去的光子就会出现在屏幕上。那么我们来预测一下实验结果,假如光是粒子,就和你说的一样,会沿小洞直线传播,那么屏幕上就两条杠。”许墨一边说着一边用笔在小黑板上划出示意图来,“假如是波的话,就会像我画的一样,是斑马纹。”
你忍不住皱起眉,思索“斑马纹”是个什么。
许墨又走过来,他弯腰望向你的时候目光温柔,伸手点了点你的额头:“我们以水波为例,两个水波相遇,势必就会出现波峰与波峰相遇和波谷与波峰相遇两种情况,前一种是不是就会叠加起来让波变成大波,后一种就会彼此抵消,对吗?”
你点点头,教授继续开口:“所以斑马纹就是这样形成的,抵消的地方没有光,叠加的地方很亮。第一次实验结束了,屏幕上清晰显示出是斑马纹。支持波派的人自然觉得很高兴,而粒派的人却不服,所以他们需要再复盘。这一次不像之前一样是机关枪,这次我们点射,一次射出去一个光子试试。那么,我的小姑娘猜一猜,接下来会发生什么呢?”
“和之前一样?”你试探着开口。
许墨摇了摇头:“这次实验结果非常灵异,一开始光子很少时,屏幕上只是杂乱无章的光点,当光子越来越多越来越多时,屏幕上居然又形成了斑马纹。我们之前说过,波形成斑马纹的条件是两个波相互叠加抵消,现在是一个一个射出去的,那光是和谁发生了这些作用呢?于是有了第三次实验。”
他顿了顿,画出示意图:“这次实验科学家们在屏幕前加了两个摄像头,射出一个光子,经过了哪条缝是可以观察到的。这一次科学家们注意观察了光子的运动,发现每一次光子经过并没有发生什么分裂之类的,只是不知道什么原因而表现出波的性质。而在实验观察时科学家发现:屏幕上的光子,竟然偷偷摸摸变成了两道杠。刚开始人们只是发射而不去看,屏幕上是斑马纹,此时光是波,当你去看它时,屏幕上就是两道杠了,此时光就是粒子。”
你听着许墨的讲述,不由得震惊得张大了嘴,说不出话来。
“这是人类历史上第一次在物理学实验里遭遇到灵异事件,从那一天起,所有直觉,经验主义和已经积累下的三观都被这次实验完全击溃,无数杰出的科学家再次开始向真理冲击。这就涉及到我们的‘观察者魔咒’。”许墨揉了揉你的头,笑了起来:“虽然我也很想继续讲下去,但是现在,到了吃午饭的时间了,我们先去吃饭好吗?