祂的神情渐渐振奋,逐渐接近真理的过程是那样让巫师陶醉。
“假设该电子以速度v运动,根据相对论,电子的质量增加,那么电子的内在频率f也增大到f1。可相对论又告诉我们,对于静止状态下的观察者而言,运动参考系的时间在膨胀,周期在变长,内在频率减小到f2。
不同的频率即意味着不同的波?”
写到这里,汤姆逊停了下来,祂陷入了困惑,这是怎么样的两个波?
闭目思考,过了一会儿功夫,汤姆逊睁开双眼,眸子中精光爆射。
“假设:一个质点在运动时会伴着与质点相结合的波,波的频率正是f1。”
通过计算,这个波速明显超过了光速,让汤姆逊一时间感到了迷惑。
祂带着迷惑找到了老师拜仁,拜仁看了后哈哈大笑,称赞自己的学生:“你的奇思妙想真的很有价值,这个超越光速的波并没有违反相对论,因为这个波不携带能量啊!”
汤姆逊这才恍然大悟,电子在此时依然以质量的形式存在,而非能量,既然不具备能量,超光速与相对论并行不悖。
在随后的几个月,汤姆逊发表了一系列论,提出了“物质波”概念,被人们称为汤姆逊波,祂论证了物质波与粒子的内在波具有相同的相位,因而称为相波,并且从数学上证明,相波群速度等于粒子的运动速度。
这篇论的初衷就是为了解释布鲁提出的电子轨道问题,简单的说,就是电子在某一轨道上运行,伴随的物质波必须有特定的相位才能产生驻波。
论在初期没有得到巫师们的重视,后来拜仁带着这篇论亲自找艾斯点评,艾斯对此大加赞赏,称汤姆逊揭开了大幕的一角。
正所谓人微则言轻,人重则一个唾沫也能穿透星球。
艾斯的赞许让许多本来对这篇论不屑的巫师开始认真的看待这篇论。
格尔图学派领军人物,神话巫师亚历山大在多地演讲时提到了相波,并说了一个例子。
“所谓的相波,我们可以这样来解释,比如我们拿钻头在墙上钻孔,表面上看钻头不断进入墙体内,但实际上并没有那么快。
钻头的转动就像一个波,看上去不停往前走的就是波的相速度,而钻头的实际前进速度就是波的群速度。
群速度不可能超过光速,但是相速度可以,因为相速度不代表物体实际运动的速度,自然没有任何信息量。”
亚历山大不止深刻理解了汤姆逊的论,更从论中的一个预言中看到了新的可能。
天资纵横的汤姆逊桀骜不驯,提出了一个令人震惊的预言,“干涉和衍射也适合微粒,假如小孔的大小和微粒的物质长一样,那么微粒通过时也可以发生干涉和衍射现象。”
亚历山大的行动力极强,他立刻意识到这是一个足以获得拜仁金质奖章的验证,于是立刻设计了实验,用电子轰击金属镍,发现观测屏明暗相间的同心圆环。
这直接证明了电子也有波动性,从而验证了汤姆逊的观点。
遗憾的是,亚历山大慢人一步,论邮寄到魔法编辑部时,类似的实验论已经到达。
按照先到先发表的原则,拜仁金质奖章与亚历山大无缘了。
不过亚历山大没有着急,祂继续进行着实验,用粒子加速器加速电子,并记录和计算电子的行为,成功证实了物质波的波长,也就证实了电子的波粒二象性,荣获拜仁金质奖章提名。
但事情到此并没有结束,人们认识光一开始就有猜测成分,而认识电子时,电子进入巫师视野时就是一颗活生生的粒子,亚历山大的阴极射线实验,电子束打到屏幕上呈现随机分布状态,没有任何理由让人不相信它是粒子。
亚历山大在此实验,祂在粒子加速装置和屏幕间加入了一个双缝光栅,在漆黑的实验室中,有些颤抖的激发了粒子加速装置。
粒子加速装置很稳定,一闪而逝的微光,很明显发生干涉现象,如梦似幻的干涉波纹,让人不得不相信它是一种波。
“这与常识是相违背的,一个粒子可以同时作用于两个缝隙,这到底是怎么回事?”亚历山大面色凝重的看着屏幕上两个干涉波纹,心中的疑惑蔓延。
不只是疑惑,他的心象世界在剧烈的震荡,波粒二象性也不能完全解释,即使是物质波,可发射时明明是粒子,怎么会同时通过两个缝隙。
亚历山大内心的疑惑,几乎动摇了他对世界的认知。
他强忍着不适,心象世界的动荡,继续进行实验。
这次亚历山大拿去光栅,连续不断的发射电子,看着标记的点阵图,没有光栅的情况下,连续发射的电子留下的点也会呈现出随机分布状态,而且这个随机分布的图很像干涉图像。
单个电子可以同时通过两个缝隙,证明它也是一种波,但是当没有光栅时,它是一个点。
即使再怎么准确的发射,点的分布也是随机的。
根据经验总结和数学计算,亚历山大可以大致预测粒子抵达探测屏任意位置的概率密度。
可是,无法预测,在什么时刻,在探测屏的什么位置,会有一个粒子抵达。
这无可争议的结果,是经过多次重复地实验而得到的。
这结果给予了亚历山大极大的困惑,因为无法预测粒子的抵达位置,这意味着没有任何缘由而发生的粒子的抵达事件。
换句话说,确定的因导致了不确定的果,亚历山大的心象世界距离震荡,几乎如狂风暴雨来临,只剩下一地鸡毛,所有的法术模型破碎,映射的半位面竟然直接破碎,造成了巨大的空间涡旋,轰的一声爆炸。
而在这其中的亚历山大也昏迷不醒,自己漂浮在漆黑的太空,昏了过去。