แปลโดย คุณราชัย ประกอบการ
แปลจากปาฐกถาในพิธีรับรางวัลโนเบลของจี.พี.ทอมสัน
ในวันที่ 7มิถุนายนค.ศ.1938


มีเรื่องเล่าว่าเทพธิดาของการเรียนรู้เกิดเจริญเติบโตเต็มที่จากมันสมองของเซอุส แต่นานๆครั้งที่ความคิดเชิงวิทยาศาสตร์เกิดในรูปแบบขั้นสุดท้ายของมัน หรือมีมูลเหตุเดียว บ่อยครั้งกว่าที่มันเป็นผลของชุดของแนวความคิด ซึ่งแต่ละแนวต้องผลัดกันปรับปรุงความคิดของพวกที่มาก่อน และจัดหาข้อมูลให้สำหรับพวกที่มาทีหลัง อิเล็กตรอนไม่ได้เป็นกรณียกเว้น แม้ว่าฟาราเดย์ดูเหมือนจะไม่ได้เข้าใจมัน ผลงานของเขาว่าด้วยการแยกของเหลวโดยกระแสไฟฟ้า(electrolysis) โดยการแสดงลักษณะที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้ของประจุในอะตอมในสารละลาย เป็นขั้นตอนแรก เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ในค.ศ.1873ใช้ถ้อยคำ “โมเลกุลของกระแสไฟฟ้า” และฟอน เฮล์มโฮลตซ์ในค.ศ.1881ที่พูดถึงผลงานของฟาราเดย์ได้พูดว่า “ถ้าเรายอมรับสมมุติฐานที่ว่าสสารมูลฐานประกอบขึ้นด้วยอะตอม เราไม่น่าจะหลีกเลี่ยงการสรุปว่ากระแสไฟฟ้าถูกแบ่งออกเป็นส่วนมูลฐานด้วย ซึ่งประพฤติตัวเหมือนอะตอมของกระแสไฟฟ้า” อะตอมที่สมมุติขึ้นมาได้ชื่อในปีเดียวกันเมื่อจอห์นสโตน สโตนีแห่งดับลินตั้งชื่อและเรียกมันครั้งแรกว่า “อิเล็กตรอน” แต่จนถึงบัดนี้บอกเป็นนัยคุณสมบัติเดียวเท่านั้นคือประจุของอิเล็กตรอน ปีหลังสุดของศตวรรษที่สิบเก้าได้เห็นอิเล็กตรอนมีตำแหน่งสำคัญในหมู่แนวความคิดเกี่ยวกับฟิสิกส์ มันมีไม่เพียงมวลเท่านั้นแต่มีอยู่ทั่วไปทุกหนแห่ง มันไม่ได้เป็นเพียงกระแสไฟฟ้าเท่านั้นแต่ส่วนสำคัญของทุกสสาร ถ้าในหมู่ชื่อจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับความก้าวหน้านี้ฉันระบุชื่อของเจ.เจ.ทอมสัน ฉันหวังว่าคุณจะให้อภัย ความภาคภูมิใจตั้งแต่เกิด มันต้องเป็นงานที่สำคัญอย่างยิ่งของโบร์ ซึ่งเราเป็นหนี้บุญคุณการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและควอนตัมของพลังค์ซึ่งให้อิเล็กตรอน ลักษณะการเปลี่ยนแปลงของมันเอง สองสามปีต่อมา กาวด์สมิทและเออเลนเบค ซึ่งทำตามข้อเสนอตอนต้นๆโดยเอ.เอช.คอมพ์ตันได้แสดงว่าจำเป็นต้องสมมุติว่าอิเล็กตรอนมีสปิน แต่อย่างไรก็ตามแม้แต่โดยใช้คุณสมบัติของประจุ, มวล , สปินและกลศาสตร์พิเศษเพื่อจะช่วยมัน อิเล็กตรอนไม่สามารถรับภาระการอธิบายกองขนาดใหญ่และที่มีรายละเอียดของข้อมูลเชิงการทดลองซึ่งกองใหญ่ขึ้นได้ แอล. เดอ บรอยล์ ซึ่งเดิมทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีเชิงการแผ่รังสี ทำให้เกิด เหมือนผลพลอยได้ชนิดหนึ่ง แนวความคิดที่ว่าอนุภาคใดๆและโดยเฉพาะอิเล็กตรอน มีการเชื่อมโยงกับระบบของคลื่น มันเป็นด้วยคลื่นพวกนี้ที่ชเรอร์ดิงเงอร์กำหนดทฤษฎีอย่างถูกต้องแม่นยำมากขึ้นและดิแรกได้ปรับปรุงเพื่อจะครอบคลุมความคิดเกี่ยวกับสปิน ซึ่งการบรรยายที่เหลือของฉันจะเกี่ยวข้อง

การทดลองที่ได้รับการตีพิมพ์แรกสุดเพื่อจะยืนยันทฤษฎีของเดอ บรอยล์คือการทดลองของดาวิสสันและเจอร์เมอร์ แต่บางทีคุณจะอนุญาติฉันให้อธิบายแทนการทดลองซึ่งแนวความคิดที่สำคัญอย่างยิ่งของเดอ บรอยล์ได้นำศิษย์ของฉันและฉัน ไปสู่

ลำแคบ ๆ ของรังสีแคโทดถูกส่งผ่านผ่านแผ่นบางๆของสสาร ในการทดลองตอนต้นๆที่สุดของคุณรีดซึ่งเสียชีวิตไปแล้ว แผ่นบางๆนี้มีเซลลูลอยด์ ในการทดลองของฉันเองมีโลหะ ในทั้งสอง ความหนามีอันดับขนาด  ซม  แผ่นโฟโตกราฟฟิกที่ตั้งฉากกับลำรับลำที่ถูกกระเจิง และเมื่อล้างรูปแล้ว แสดงรูปแบบของวงแหวน ทำให้คิดถึงวงแสงเชิงทัศนศาสตร์และวงแหวนเดอ บาย-เชอร์เรอร์ที่เป็นที่รู้จักดีในการทดลองที่สอดคล้องกันโดยใช้รังสี-เอกซ์ ปรากฏการณ์การแทรกสอดถูกเสนอทันที สิ่งนี้จะเกิดขึ้นถ้าแต่ละอะตอมของแผ่นบางๆนี้กระเจิงคลื่นเล็กๆจากคลื่นที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้าที่เชื่อมโยงกับอิเล็กตรอนที่ประกอบเป็นรังสีแคโทดอย่างตรงเฟสกัน เนื่องจากอะตอมในแต่ละผลึกที่มีขนาดเล็กของโลหะมีระยะห่างที่สม่ำเสมอ เฟสของคลื่นเล็กๆที่ถูกกระเจิงในทิศทางที่คงที่ใดๆจะมีความสัมพันธ์ที่แน่นอนกับกันและกัน ในบางทิศทางพวกมันจะตรงเฟสกันและสร้างคลื่นที่ถูกกระเจิงที่เข้ม ในทิศทางอื่นๆพวกมันจะหักล้างโดยการแทรกสอด คลื่นที่เข้มเทียบได้กับลำของแสงที่ถูกเลี้ยวเบนโดยเกรตติงเชิงทัศนศาสตร์ ในตอนนั้น ไม่รู้การจัดของอะตอมในเซลลูลอยด์ด้วยความแน่ใจและสามารถได้ข้อสรุปทั่วๆไปเท่านั้น แต่สำหรับโลหะมันถูกกำหนดก่อนหน้านี้โดยการใช้รังสี-เอกซ์ ตามทฤษฎีของเดอ บรอยล์ความยาวคลื่นที่เชื่อมโยงกับอิเล็กตรอนคือ h \ mv ซึ่งสำหรับอิเล็กตรอนที่ใช้(รังสีแคโทดที่มีพลังงาน20จนถึง60,000โวลต์)ปรากฏ จาก  จนถึง  ซม ฉันไม่อยากจะทำให้คุณกังวลใจโดยตัวเลขที่มีรายละเอียดและมันจะเพียงพอที่จะพูดว่ารูปแบบบนแผ่นโฟโตกราฟฟิกเข้ากันได้ในเชิงปริมาณ ในทุกๆกรณี กับการกระจายของคลื่นที่ถูกกระเจิงที่เข้มที่คำนวณโดยวิธีการที่ฉันได้พูดอย่างคร่าวๆ การเข้ากันได้ ดีจนถึงความถูกต้องแม่นยำของการทดลองซึ่งคือประมาณ 1% ไม่มีค่าคงตัวที่ปรับเปลี่ยนได้ และรูปแบบจำลองไม่เพียงลักษณะเฉพาะทั่วๆไปของรูปแบบของรังสีเอกซ์แต่รายละเอียดเนื่องจากการจัดแบบพิเศษของผลึกในแผ่นบางๆซึ่งเป็นที่รู้โดยทั่วไปว่าเกิดขึ้นจากการสืบสาวก่อนหน้านี้โดยรังสีเอกซ์ งานต่อมาได้ยืนยันข้อสรุปนี้อย่างเต็มที่ และภาพถ่ายหลายพันภาพถูกถ่ายในห้องทดลองของฉันเองและห้องทดลองอื่นๆโดยไม่พบการเข้ากันไม่ได้ใดๆกับทฤษฎี ความถูกต้องแม่นยำได้เพิ่มขึ้นโดยการปรับปรุงอุปกรณ์ บางทีงานที่ถูกต้องแม่นยำที่สุดคืองานของวี.ฟรีเซนแห่งอัพซาลาซึ่งได้ใช้วิธีการในการกำหนดแน่นอนเชิงความแม่นยำของ e ที่ซึ่งเขาไปถึงความถูกต้องแม่นยำ 1 ใน 1,000

ก่อนพูดถึงนัยเชิงทฤษฎีของผลลัพธ์พวกนี้มีสองการแก้ไขการทดลองซึ่งควรจะพูดถึง ในอันแรก อิเล็กตรอนหลังจากผ่านทะลุแผ่นบางๆอยู่ภายใต้สนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอซึ่งทำให้พวกมันโค้ง มีการพบว่า อิเล็กตรอนซึ่งการกระทบของพวกมันบนแผ่นสร้างรูปแบบวงแหวนถูกทำให้โค้งพอๆกับพวกที่ซึ่งได้ผ่านทะลุรูในแผ่นบางๆ ด้วยเหตุนี้รูปแบบเป็นผลมาจากอิเล็กตรอนซึ่งได้รักษาไว้ไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของการถูกทำให้โค้งโดยแม่เหล็ก อันนี้แยกผลลัพธ์ออกจากอะไรที่รังสี-เอกซ์ทำให้เกิดและแสดงว่ามันเป็นคุณสมบัติที่แท้จริงของอิเล็กตรอน อีกประเด็นหนึ่งเป็นประเด็นเชิงปฏิบัติ เพื่อจะหลีกเลี่ยงความจำเป็นต้องมีการเตรียมแผ่นที่บางมากซึ่งต้องการเพื่อจะส่งผ่านอิเล็กตรอน อุปกรณ์ถูกออกแบบให้ทำงานโดยการสะท้อน อิเล็กตรอนที่ชนพื้นผิวที่เลี้ยวเบนที่มุมถากๆที่มีขนาดเล็ก ปรากฏว่าในหลายๆกรณีรูปแบบที่ได้เช่นนั้นจริงๆแล้วเป็นผลมาจากอิเล็กตรอนที่ถูกส่งผ่านผ่านการฉาย(projection)ที่มีขนาดเล็กบนพื้นผิว ในกรณีอื่นๆ ยกตัวอย่างเช่นเมื่อใช้พื้นผิวแนวกะเทาะของผลึก การสะท้อนจริงๆเกิดขึ้นจากระนาบแบรกก์

ทฤษฎีของเดอ บรอยล์ในรูปแบบที่กำหนดให้กับมันโดยชเรอร์ดิงเงอร์ตอนนี้เป็นที่รู้จักในนามว่ากลศาสตร์คลื่นและเป็นพื้นฐานของฟิสิกส์เชิงอะตอม มันถูกประยุกต์ใช้กับปรากฏการณ์จำนวนมากอย่างประสบความสำเร็จ แต่ส่วนใหญ่เนื่องจากความยุ่งยากเชิงคณิตศาสตร์ไม่ได้มีหลายกรณีที่ซึ่งการเปรียบเทียบที่ถูกต้องแม่นยำเป็นไปได้ระหว่างทฤษฎีและการทดลอง การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนเร็วโดยผลึกเป็นการทดสอบเชิงตัวเลขที่เข้มงวดที่สุดเหนือสิ่งอื่นใดซึ่งได้ทำและดังนั้นมันสำคัญที่จะดูจริงๆว่าการเข้ากันได้ที่ดีเลิศระหว่างทฤษฎีและการทดลองของพวกนี้เปิดโอกาสให้เราได้ข้อสรุปอะไร

ถึงจุดนี้การคำนวณเหมือนกันกับการคำนวณในกรณีที่สอดคล้องกันของการเลี้ยวเบนของรังสี-เอกซ์ ข้อสมมุติเดียวเท่านั้นที่มีการสร้างในการกำหนดทิศทางของลำที่ถูกเลี้ยวเบนคือว่าเราต้องจัดการกับคลื่นที่ต่อเนื่องกันที่มีความซับซ้อนมากและกับหน้าคลื่นระนาบที่แผ่กว้างเกินกว่าอะตอมจำนวนมาก ขอบเขตที่น้อยที่สุดของระบบคลื่นไปทางข้างและไปข้างหน้าสามารถหาได้จากความคมของแนว โดยใช้ตัวเลขของวี.ฟรีเซน มันอย่างน้อย 25 คลื่นจากหลังไปหน้ามากกว่าด้านหน้ามากกว่า  แต่ละทาง แต่ความยุ่งยากที่แท้จริงเกิดขึ้นเมื่อเราพิจารณาความหมายเชิงกายภาพของคลื่น อันที่จริง อย่างที่เราได้เห็น อิเล็กตรอนทำให้แผ่นโฟโตกราฟฟิกเป็นสีดำที่ตำแหน่งพวกนั้นที่ซึ่งคลื่นจะเข้ม รักษาแนวทางตามแบบโบร์, บอร์นและชเรอร์ดิงเงอร์ เราสามารถแสดงความคิดนี้ออกมาได้โดยการพูดว่าความเข้มของคลื่นที่ตำแหน่งใดๆวัดความน่าจะเป็นของอิเล็กตรอนที่แสดงตัวออกมาให้เห็นตรงนั้น วิธีคิดนี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการวัดความเข้มสัมพัทธ์ของวงแหวน ซึ่งเข้ากันได้ดีกับการคำนวณโดยมอตต์ที่อิงกับสมการของชเรอร์ดิงเงอร์ วิธีคิดเช่นนั้น ไม่ว่าจะประสบความสำเร็จในฐานะที่เป็นคำกล่าวที่เป็นทางการมากแค่ไหนขัดกับความคิดปกติธรรมดาทั้งหมด ทำไมอนุภาคจะปรากฏเพียงในบางตำแหน่งที่เชื่อมโยงกับชุดของคลื่นเท่านั้น? ทำไมคลื่นควรจะทำให้เกิดผลกระทบเพียงโดยผ่านตัวกลางของอนุภาคเท่านั้น?เนื่องจากจะต้องมีการเน้นว่าในการทดลองพวกนี้แต่ละอิเล็กตรอนทำให้แผ่นโฟโตกราฟฟิกเกิดปฏิกิริยาในบริเวณที่เล็กน้อยมากหนึ่งบริเวณเท่านั้น แต่ในบริเวณนั้นมันมีกำลังของการผ่านทะลุและกิริยาเชิงโฟโตกราฟฟิกเดียวกันราวกับว่ามันไม่มีการเลี้ยวเบนเลย เราไม่สามารถสันนิษฐานว่าพลังงานถูกกระจายทั่วคลื่นเหมือนในคลื่นเสียงหรือคลื่นน้ำ คลื่นมีผลในตำแหน่งเดียวเท่านั้นที่ซึ่งอิเล็กตรอนปรากฏ ส่วนอื่นๆของมันเป็นภาพหลอนชนิดหนึ่ง พออนุภาคปรากฏแล้วคลื่นก็หายไปเหมือนความฝันเมื่อคนที่นอนหลับตื่นขึ้นมา แต่อย่างไรก็ตามการเคลื่อนที่ของเล็กตรอน ไม่เหมือนการเคลื่อนที่ของอนุภาคระบบนิวตัน สิ่งที่เกิดขึ้นที่มากกว่าส่วนหน้าทั้งหมดของคลื่นมีอิทธิพล ดังที่แสดงได้โดยผลกระทบของขนาดของผลึกที่มีต่อความคมของรูปแบบ ความแตกต่างในมุมมองเป็นหลักการพื้นฐานและเราต้องเผชิญกับการเลิกความคิดเชิงกลปกติธรรมดา อนุภาคไม่ได้มีเส้นทางเดินที่มีอยู่หนึ่งเดียว พลังงานในคลื่นพวกนี้ไม่ได้กระจายอย่างต่อเนื่อง ความน่าจะเป็นไม่ใช่ความเชื่อที่ว่าสิ่งทั้งปวงได้ถูกลิขิตไว้แล้ว กำหนดลักษณะ

แต่ในขณะที่ให้ความสำคัญกับการเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานในมุมมองนี้ ซึ่งฉันเชื่อว่าแสดงความก้าวหน้าในแนวความคิดเชิงกายภาพ ฉันจะขอชี้ให้เห็นสองสามวิธีที่ซึ่งปรากฏการณ์ใหม่เหมาะสมกับโครงสร้างแบบเก่าดีกว่าที่เข้าใจบ่อยๆ ใช้กรณีของอิทธิพลของขนาดของผลึกที่มีต่อความคมของลำที่ถูกเลี้ยวเบน ซึ่งเราเพิ่งพูดถึง ในทฤษฎีเชิงคลื่นมันเป็นตัวอย่างหนึ่งของข้อเท็จจริงเท่านั้นที่ว่าเกรตติงการเลี้ยวเบนซึ่งมีรอยขีดสองสามรอยเท่านั้นมีกำลังการแยกภาพที่ไม่ดี จำนวนของรอยขีดเป็นสองเท่าและความคมของลำที่เลี้ยวเบนถูกเพิ่มเป็นสองเท่าด้วย แต่ว่าถ้ามีรอยขีดจำนวนมากแล้ว การเปลี่ยนแปลงเชิงมุมน้อย แต่นึกภาพอนุภาคที่ถูกกระทำต่อโดยวัตถุซึ่งเป็นสลิตของเกรตติง และสมมติว่าแรงเช่นที่ทำให้มันโค้งเป็นหนึ่งในลำที่ถูกเลี้ยวเบน แรงเนื่องจากวัตถุรอบๆสลิตที่ใกล้สลิตซึ่งมันผ่านทะลุจะสำคัญที่สุด การเพิ่มขึ้นในจำนวนของสลิตจะมีผลต่อการเคลื่อนที่แต่การเบี่ยงเบนเชิงมุมเนื่องจากการเพิ่มสลิตที่ติดต่อกันจะน้อยลงขณะที่จำนวนเพิ่มขึ้น กฎมีลักษณะที่คล้ายกัน ถึงแม้ว่า ไม่มีกฎของแรงง่ายๆที่จะจำลองผลกระทบเชิงคลื่นในเชิงปริมาณ

ในลักษณะเดียวกันสำหรับความยาวของคลื่นที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกัน ถ้าสิ่งนี้ถูกจำกัดโดยชัตเตอร์ที่เคลื่อนที่เร็วถึงขนาดที่จะให้คลื่นที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกันสั้นๆเท่านั้นผ่านทะลุ ทฤษฎีเชิงคลื่นจะต้องการว่าความเร็วของอนุภาคจะไม่แน่นอนตลอดขอบเขตหนึ่งที่เพิ่มขึ้นไปกับความสั้นของคลื่นที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกันและที่สอดคล้องกับขอบเขตของความยาวคลื่นที่แสดงได้โดยการวิเคราะห์ฟูริเยร์ของคลื่นที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกัน แต่การเคลื่อนที่ของชัตเตอร์น่าจะมีการคาดหวังว่าจะเปลี่ยนแปลงความเร็วของอนุภาคที่ผ่านทะลุ ก่อนที่มันถูกปิดเพียงนิดเดียว

นอกจากนั้น ในวิธีคิดใหม่นี้มันเป็นเรื่องของความเป็นไปได้เท่านั้นที่ลำที่ถูกเลี้ยวเบนที่มีลำดับที่ต่างกันลำไหนที่อิเล็กตรอนปรากฏ ถ้าแสดงปรากฏการณ์นี้เหมือนการเคลื่อนที่แบบฉบับของอนุภาค สิ่งนี้จะต้องขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่แรกเริ่มของอนุภาค และไม่มีความเป็นไปได้ที่จะกำหนดการเคลื่อนที่แรกเริ่มนี้โดยไม่รบกวนมันอย่างเลวร้าย ดูเหมือนจะไม่มีเหตุผลว่าทำไมพวกที่ซึ่งชอบมันมากกว่าไม่ควรจะมองว่าการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนเป็นการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่ถูกกำหนดโดยกฏซึ่งกระตุ้นให้มีลักษณะของคลื่น แต่ยิ่งไปกว่านั้นลักษณะที่ค่อนข้างไม่เป็นธรรมชาติของกฏของการเคลื่อนที่ เราต้องสันนิษฐานว่าความสำคัญเป็นผลจากเงื่อนไขแรกเริ่มซึ่งมีรายละเอียดมากของการเคลื่อนที่ซึ่ง เท่าที่ความรู้ที่มีอยู่ของเราไปถึง จำต้องไม่สามารถกำหนดได้ ฉันมีใจโอนเอียงโดยธรรมชาติไปในทางเห็นด้วยกับการอธิบายเชิงกลมากที่สุดเท่าที่จะมากได้ แต่ฉันรู้สึกว่าวิธีคิดนี้ค่อนข้างงุ่มง่ามโดยเฉพาะอย่างยิ่งมันอาจจะดีที่สุด เนื่องจากมันมีโอกาสผิดพลาดน้อยกว่าอย่างแน่นอน ที่จะทำตามข้อเท็จจริงอย่างเข้มงวดและมองว่าสมการคลื่นเหมือนเป็นเพียงแค่วิธีการในการทำนายผลของการทดลองเท่านั้น อย่างไรก็ตาม วิธีคิดที่ฉันได้เล่าให้ฟังคร่าวๆบ่อยครั้งช่วยในการคิดปัญหาพวกนี้ เราอยู่ใกล้อย่างน่าแปลกใจสถานการณ์ซึ่งนิวตันรับเอาทฤษฎีเชิงทัศนศาสตร์ของเขาเข้ามา ที่ถูกดูหมิ่นอยู่เป็นเวลานาน แต่ตอนนี้มีผู้เห็นว่าใกล้ความจริงมากกว่าทฤษฎีของคู่แข่งและผู้สืบทอดตำแหน่งของเขามาก

พวกที่ซึ่งรังเกียจที่จะยอมรับการค้นพบใหม่ใดๆ แต่เช่นที่พวกเขาสามารถอธิบายได้โดยสมมุติฐาน ตอนนี้อาจจะสมมติ ว่าเหมือนเป็นก้อนหิน โดยการตกบนน้ำทำให้น้ำมีการเคลื่อนที่เป็นลูกคลื่น และทุกๆตัววัตถุโดยการตีก่อให้เกิดการสั่นในอากาศ: ดังนั้นรังสีของแสง โดยการกระทบบนพื้นผิวที่หักเหหรือสะท้อนใดๆ ก่อให้เกิดการสั่นในตัวกลางหรือวัตถุที่หักเหหรือสะท้อน เกือบจะเอาอย่างลักษณะที่การสั่นถูกแพร่กระจายในอากาศเพื่อทำให้เกิดเสียง และเคลื่อนที่เร็วกว่ารังสีเพื่อจะไล่ทันพวกมัน;โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรังสีใดๆอยู่ในส่วนนั้นของการสั่นซึ่งร่วมกันกับการเคลื่อนที่ของมัน มันเจาะทะลุพื้นผิวที่หักเหอย่างง่ายดาย แต่เมื่อมันอยู่ในส่วนตรงข้ามของการสั่น ซึ่งขัดขวางการการเคลื่อนที่ของมัน มันถูกสะท้อนอย่างง่ายดาย ;และผลก็คือ ว่าทุกๆรังสีพร้อมอย่างต่อเนื่องที่จะถูกสะท้อนอย่างง่ายดาย หรือถูกส่งผ่านอย่างง่ายดาย โดยทุกๆการสั่นซึ่งไล่ทันมัน แต่ไม่ว่าสมมติฐานนี้จริงหรือเท็จหรือไม่ฉันไม่พิจารณาตรงนี้ แม้ว่าการทดลองในการเลี้ยวเบนยืนยันทฤษฎีเชิงคลื่นของเดอ บรอยล์-ชเรอร์ดิงเงอร์อย่างดีเหลือเกิน สถานการณ์น่าพอใจน้อยกว่าสำหรับทฤษฎีที่ถูกขยายออกไปที่เกิดขึ้นเนื่องจากดิแรก ในทฤษฎีนี้อิเล็กตรอนมีคุณสมบัติเชิงแม่เหล็กและคลื่นต้องการสี่ปริมาณแทนที่จะเป็นหนึ่งเพื่อจะระบุมัน สิ่งนี้เป็นไปตามความต้องการนั้นของการศึกษาสเปกตรัมด้วยการใช้สเปกโตรสโคปซึ่งนำไปสู่การคิดอิเล็กตรอนที่หมุนขึ้นมา แต่ว่ามันชวนให้คิดว่าคลื่นของอิเล็กตรอนสามารถถูกโพลาไรซ์ได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งคลื่นที่ถูกโพลาไรซ์อาจมีปฏิกิริยากับสสารด้วยวิธีการที่ไม่ใช่ไอโซทรอปิก อันที่จริงการคำนวณที่ละเอียดโดยมอตต์บ่งชี้ว่าถ้าอิเล็กตรอนของดิแรกที่มีพลังงาน 140kV ถูกกระเจิงสองครั้งทั้งหมด  โดยนิวเคลียสของอะตอมของทองคำ ความเข้มของลำที่ถูกกระเจิงจะต่างกัน 16% ตามการกระเจิงทั้งสองว่าอยู่ในทิศทางเดียวกันหรือตรงกันข้าม การทดลองโดยดายมอนด์และโดยตัวฉันเองได้ยืนยันโดยแยกกันว่าผลกระทบที่มีอันดับขนาดนี้ไม่มีอยู่จริง เมื่อการกระเจิงถูกทำโดยแผ่นทองคำบางๆ ในขณะที่มีความเป็นไปได้น้อยมากที่อิเล็กตรอนที่ล้อมรอบนิวเคลียส หรือการจัดอะตอมอย่างมีระบบเป็นผลึก อาจทำให้เกิดผลลัพธ์นี้ได้ มันดูเหมือนไม่น่าจะเป็นไปได้เลย นักทฤษฎีบางคนได้ผลลัพธ์ที่ขัดกับมอตต์ แต่ฉันได้ยินว่าได้พบว่างานของพวกเขามีข้อผิดพลาดอยู่ ตอนนี้ดูเหมือนจะไม่มีการอธิบายเกี่ยวกับข้อขัดแย้งนี้ซึ่งโยนข้อสงสัยไปที่ความถูกต้องของสมการของดิแรกทั้งๆที่มีความสำเร็จของพวกมันในการทำนายอิเล็กตรอนที่เป็นบวก

ฉันน่าจะเสียใจที่จะทิ้งคุณให้มีความรู้สึกว่าการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนน่าสนใจเพียงกับพวกที่เกี่ยวข้องกับหลักการพื้นฐานของฟิสิกส์เท่านั้น มันมีการประยุกต์ใช้เชิงปฏิบัติที่สำคัญกับการศึกษาเกี่ยวกับผลกระทบเชิงพื้นผิว คุณรู้ว่าการเลี้ยวเบนของรังสี-เอกซ์ได้ทำให้มันเป็นไปได้ที่จะกำหนดการจัดของอะตอมในของแข็งจำนวนมากและแม้แต่ของเหลวได้อย่างไร รังสี-เอกซ์สามารถทะลุได้มาก และโครงสร้างใดๆที่เป็นลักษณะเฉพาะของพื้นผิวของตัววัตถุมีแนวโน้มว่าจะถูกมองข้ามไป เนื่องจากผลกระทบของมันถูกจุ่มในผลกระทบของมวลที่มากกว่ามากของวัตถุที่อยู่ข้างใต้ อิเล็กตรอนมีผลกระทบต่อชั้นที่มีสองสามอะตอมเท่านั้น หรืออย่างมากที่สุดเป็นสิบๆอะตอม ในความหนา และดังนั้นเหมาะสำหรับวัตถุประสงค์อย่างที่สุด ตำแหน่งของลำที่ถูกเลี้ยวเบนจากพื้นผิวช่วยให้เราสามารถ อย่างน้อยในหลายๆกรณี กำหนดการจัดของอะตอมในพื้นผิวได้ ในหมู่หลายๆกรณีซึ่งได้มีการศึกษาแล้วฉันมีเวลาที่จะพูดถึงเพียงหนึ่งเท่านั้น สภาพของพื้นผิวของโลหะที่ถูกขัดเรียบเป็นเงา หลายปีที่แล้ว เซอร์ จอร์จ เบลบายเสนอว่าสิ่งนี้คล้ายกับของเหลวที่ถูกทำให้เย็นลงเกินธรรมดา(supercooled)ซึ่งไหลภายใต้ความเค้นของการขัดเรียบเป็นเงา ชุดของการทดลองโดยการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนที่ดำเนินการที่ Imperial College ในลอนดอนได้ยืนยันข้อสรุปนี้ ผลงานล่าสุดเนื่องจากดร.คอช เรน ได้แสดงว่า แม้ว่าชั้นอสัณฐานนี้เสถียรที่อุณหภูมิปกติตราบใดที่มันยังคงติดแน่นอยู่กับมวลของโลหะ มันไม่เสถียรเมื่อถูกนำออกไป และเกิดการตกผลึกขึ้นอีกครั้งหนึ่งสองสามชั่วโมงหลังจากนั้น ผลงานโดยศาสตราจารย์ฟินช์ในทิศทางเหล่านี้ได้นำไปสู่ข้อสรุปที่มีประโยชน์ในเรื่องเกี่ยวกับการสึกหรอบนพื้นผิวของกระบอกสูบและลูกสูบในเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน

มันสอดคล้องกับลักษณะครอบจักรวาลของวิทยาศาสตร์เชิงกายภาพในข้อที่ว่าสาขาขนาดเล็กอันหนึ่งนี้ของมันควรจะมีผลกระทบในทางหนึ่งต่อหลักการพื้นฐานของปรัชญาเชิงวิทยาศาสตร์และในอีกทางหนึ่ง ประเด็นเกี่ยวกับอายุการใช้งานทั้งหมด