日期：2017-08-27 09:32:23
　　第四十四回：电子也可以是个波
　　对于玻尔量子化轨道的理论，布里渊在1922年提出了一个新观点：原子核周围的以太会因电子的震动产生一种波，产生后的波互相干涉，只有在电子轨道半径适当时才能形成环绕原子核的驻波，因而轨道半径是量子化的，如果是这样，电子跃迁后，就不用别人告诉它该待在哪儿、该以什么速度运动了，更为关键的是不必担心电子因运动而辐射能量了（驻波没有能量损失）。
　　新理论总是令人耳目一新，只是以太存在的观点太过腐旧。1905年爱因斯坦用相对论解决了光速不变的问题，以太这尊大神已经被无情地请出了物理学界，请神容易送神，送走了想请回来难上加难，所以布里渊的理论并没有火起来。然而年轻的法国人德布罗意（de Broglie，1892—1987）就在机缘巧合下看了一眼，却改变了电子的一生.
　　1892年，德布罗意生于一个老牌的贵族家庭。往上倒腾，他的先祖就被法国路易十四封为公爵，由长子世袭罔替（欧洲一夫一妻制，没有嫡庶之分，所以没有嫡长子一说，只有合法和私生的区别）。公爵大约和清朝的铁帽子王差不多。第一代公爵又因战功赫赫，被神圣罗马帝国册封为亲王，而且家里每个人都有份，传到他的兄长是第六代，1960年兄长逝世后，传给了个他，所以他是“王七代”。虽说家族显赫，但是他却没有一点的傲气，很平易近人，据说一生从未与人红过脸。

　　似乎他这辈子注定要对“波”结缘，从第一次世界大战开始，他在无线电部门服役了6年，对电磁波研究颇深，他的哥哥是一位实验物理学家，拥有私人的实验室，实验室装备精良，有事没事德布罗意就在此做实验，研究一下偶像爱因斯坦的学说。当他发现他爱上了物理学时，毅然决然的放弃了他心爱的历史学。
　　大约从1922年起，德布罗意就萌生了既然光具有波粒二象性，为什么不能将电子也看成是个波呢？只是一时间没有什么突破性的进展。1923年，德布罗意在攻读博士学位，正在准备论文时，他曾和布里渊探讨过，布里渊告诉他曾经的想法，他觉得也许布里渊说的对，只是再也不能提到“以太”，否则就太OUT了。既然没有了以太，那么驻波从哪儿来呢？他认为只能将波动赋予到电子运动本身，但是电子怎么才能成为一个波呢？

　　从1922的萌芽到1923年的孵化，1924年德布罗意终于将相波的理论发表在博士的论文里，一举奠定了量子波动力学的基础。
　　还在为推翻自己“能量子”而奋斗的普朗克看到德布罗意的论文后，表示对这位“90后”（1890后）失望之极，现在的年轻人一言不合就上天，要和太阳肩并肩，想当初老一辈是多么的谨小慎微啊.
　　而德布罗意的老师郎之万（Langevin，1872—1946）对此不置可否，他把论文寄给爱因斯坦看，让爱因斯坦点评点评。爱因斯坦向来对物理学的对称性满怀信息，光可以是粒子，那么粒子也就可以是波，所以爱因斯坦却对德布罗意的想法赞不绝口，并称德布罗意“揭开了大幕的一角”。
　　正所谓人微则言轻，人重则吐沫也能砸个坑。爱因斯坦的赞许让人们纷纷抛开偏见去看待德布罗意的论文时，发现别有洞天。1929年，德布罗意凭借着博士毕业论文获得诺贝尔奖，这是诺贝尔奖历史上十分罕见的。坊间一直有很多传闻，说他的论文东拼西凑，整个论文才写了一页纸，而“相波”的概念也不过是瞎猫碰到了死耗子，外加上贵族身份，很多人认为他获得诺奖水分太多。究其原因，可能是1922年德布罗意为物质波写了的三篇论文加起来才十页有关吧。实际上，德布罗意阐述相波的概念，写了不少的论文，第一篇毕业论文就长达100多页。

　　在当时，认为相波概念是哗众取宠的诽谤者极有可能是出于羡慕嫉妒恨，就像哥伦布歪打正着地发现了新大陆一样，当时也有很多人不以为然，在一次晚宴上，哥伦布清了清嗓门问道：“谁能把我手里的鸡蛋立起来？”众人哑口无言，只见哥伦布把蛋一头的壳敲碎立在桌子上，然后说：“我知道现在谁都会了，但我是第一个。”
　　是的，第一很重要。常言道：风儿大了猪都能飞起来。却不知，第一个飞起来的猪才有可能是天蓬元帅，而后面飞起的猪，只能还是猪。
　　日期：2017-08-28 17:04:21
　　第四十五回：一个鬼魅的实验
　　一直以来干涉与衍射现象是波动的专属，这个从牛顿时代就定下来的调调，却让德布罗意改变了，他预言也可以从微粒的角度去解释。如果将小孔的开的和相波的波长一样，那么微粒通过也可以发生干涉与衍射现象。

　　1921年，美国物理学家戴维逊（Davisson）和孔斯曼（Kunsman）用电子轰击金属镍，电子从镍上返回时，会呈两个角度分布。那时还没有人将其和波联系起来，所以他们认为可能是原子中有电子壳存在。
　　后来他们从玻恩的口中知道了德布罗意的相波概念。1925年戴维逊和革末 （Germer）重新做了实验，在观测屏上呈现了牛顿环一样的图案，这说明电子也具有波动性。
　　两年后，著名物理学家老汤姆逊（电子发现者）的儿子小汤姆逊（Thomson，1892—1975）在剑桥也做了同样的实验，并记录和计算的电子的行为，成功地证明了德布罗意波的存在，更成功地证实了德布罗意波的波长，也就证实了电子和光一样具有波粒二象性。
　　回头看看光的波粒战争，起先光被认为是种微粒、其后被认为是波、后来又被认为是微粒，到了19世纪初期，托马斯杨和菲涅尔等人的努力再一次改变了人类的“偏见”，最后由爱因斯坦等人证实了光具有二象性。但是电子与光不一样，光从开始就具备猜测的性质，而电子从进入人类视野的那一刻起就是一个活生生的粒子，理由很简单，当人类发现它时它，它就是躺在老汤姆逊的显示屏上的：

　　（图1）
　　电子束打到屏幕上，呈随机分布状态，没有任何理由让人类不相信它是一个个粒子。然而在屏幕前面加入一个光栅的话，情况就不一样了：
　　（图2）
　　很明显发生了双缝干涉现象，没有任何理由让人类不相信它是一个波。然而更为蹊跷鬼魅的事情发生了：
　　改变电子发生装置，让电子一个个地通过双缝，单个电子会随机的出现在屏幕的某一个位置；这时再释放第二个电子，它也以某种概率分布在屏幕上，依次释放下去，如果不出意外的话，屏幕应该和图1差不多，只是每条缝后面的电子要多一些，周围的要少一些罢了。

　　可是出了意外，当很多这样的单电子通过双缝时，最终的结局与电子束通过时一样，发生了干涉。但是前后电子不可能发生干涉，也就是说，单个电子发生了自我干涉。
　　如果电子是个波，自我干涉很容易理解，但到达屏幕时，怎么突然“探索”成一个点呢？如果电子是微粒，又怎能同时通过双逢而发生自我干涉呢？