德布罗意趣事
高中物理第章波与粒子第节实物粒子的波粒二象性德布罗意的故事素材鲁科选修
德布罗意的故事路易·维克多·德布罗意(Louis Victor de Broglie，1892年8月15日——1987年3月19日)法国著名理论物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，物质波理论的创立者，量子力学的奠基人之一。
德布罗意1892年8月15日出生于迪耶普，1910年获巴黎索邦大学文学学士学位，1913年又获理学士学位，1924年获巴黎大学博士学位，在博士论文中首次提出了"物质波"概念。
1929年获诺贝尔物理学奖。
1932年任巴黎大学理论物理学教授，1933年被选为法国科学院院士。
1987年3月19日逝世。
路易·维克多·德布罗意1892年8月15日出生于法国塞纳河畔的迪耶普(Dieppe)，是法国一贵族家庭的次子。
德布罗意家族自17世纪以来在法国军队、政治、外交方面颇具盛名，数百年来在战场上和外交上为法国各朝国王服务。
1740年路易十四封德布罗意家族为世袭公爵，封号由一家之长承袭，第一代公爵的儿子曾在七年战争中为奥地利王族出力作战，获得王子封号，赐于家族中每一个成员。
德布罗意家族祖父J·V·A·德布罗意（1821～1901）是法国著名政治家和国务活动家，1871年当选为法国国民议会下院议员，同年担任法国驻英国大使，后来还担任过法国总理和外交部长等职务。
当德布罗意的长兄、实验物理学家莫里斯（Mauriee）死后，他在1960年就成为法国公爵兼德国王子，但他一生中生活简朴，平易近人，把毕生献给了科学事业。
德布罗意父母早逝，从小就酷爱读书。
中学时代显示出文学才华，从18岁开始在巴黎索邦大学学习历史，并且于1910年获得历史学位。
1911年，他听到作为第一届索尔维物理讨论会秘书的莫里斯谈到关于光、辐射、量子性质等问题的讨论后，激起了强烈兴趣，特别是他读了庞加莱的《科学的价值》等书，他转向研究理论物理学。
量子力学4：德布罗意的明悟
量子力学4：德布罗意的明悟物理学是最革命的科学。
别的学科一般都是渐进式的进步，偶尔有出乎意料的思想突破也都比较温和。
而在量子力学的发展史中，我们看到的是一些不可思议的、甚至是颠倒乾坤的新思想，让人从感情上都接受不了。
有些最厉害的物理学家一生都不接受量子力学，但他们反对的只是观点和思想，而从来都不是事实和逻辑。
物理学从来都不会因为个人感情受不了而停止前进。
由此说来，物理学家虽然也是人，但是都是最没有成见的人。
现在很多人爱说什么“创新思维”、“think out of the box”、“拥抱不确定性”、什么“认知升级”，听起来都是空洞的口号——把你的大脑拿量子力学淬炼一遍，切身感受到新思想带来的纠结和不安，你的认知才能升级。
以前邓小平谈中国改革有一句话，说“计划经济不等于社会主义，资本主义也有计划，市场经济不等于资本主义，社会主义也有市场”。
这就是破除成见。
他的头脑中同时存在两种相反的想法还维持正常行事的能力，所以用菲茨杰拉德的标准，邓小平有一流的智力。
我们这一讲的主题恰恰也是这个意思。
如果光可以是粒子，那电子为什么不能是波呢？静止质量为0 的东西也有粒子的一面，静止质量不为 0 的东西也有波的一面。
为啥都想要一流的智力呢？因为更自由。
*咱们先来看看为什么物理学家如此相信光是一种波。
理论上的原因固然是麦克斯韦方程解出来了电磁波，然后你一看电磁波的速度正好是光速，所以你合理猜测光就是电磁波。
但光有这个理论不行，你还需要更直接的证据。
而最直接的证据，其实早就有了。
早在1803年，有个英国医生叫托马斯·杨（Thomas Young），就做了一个非常著名的实验，叫“双缝实验”。
杨那时候没有激光，得用蜡烛作为光源。
他弄了一块遮挡板，在遮挡板的中间开了两条缝隙，烛光透过两个缝隙之后，打在后面的屏幕上，会形成一片非常漂亮的条纹：明暗相间，循环很多次，非常有规则。
图片来自维基百科你在家里可不容易重复这个实验，两个缝隙的间隔尺寸必须非常小，以至于能跟可见光的波长相比较才行—可以相当于是几个波长，不能是几十个波长那么宽——否则不会有条纹。
1929年诺贝尔物理学奖——路易·维克多·德布罗意因发现电子的波动性
1雜臀寧麝親鍊W 驪学鮝= 酪W 。
繼窻多。
戆寧罗竃 麵幾现％竽齣貌“物质波"内部结构模型图（网络图）物质波（网络图）路易.维克多.德布罗意（Louis V ictor ，Due de Broglie ，I 892年8月 I 5 日一I 987年 3月19日）法国理论物理学家，波动力学的创始人，物质波理论的创立者，量子力学的 奠基人之一。
德布罗意出生于法国塞纳河畔的迪耶普（Dieppe )，是法国一贵族家庭的 次子。
1960年，他的哥哥摩里斯过世，德布罗意成为第7代德布罗意公爵（7th Due de Broglie )。
他一辈子单身，生活简朴，平易近人，把毕生献给了科学事业。
第一次世界大战期间，德布罗意在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服役6年，熟悉了 有关无线电波的知识。
他的哥哥（摩里斯•德布罗意）是一位实验物理学家，是X 线方 面的专家，拥有设备精良的私人实验室。
从哥哥那里，德布罗意了解到普朗克和爱因 斯坦关于量子方面的工作，进一步引起了他对物理学的极大兴趣。
经过一番思想斗争 之后，德布罗意终于放弃了已决定的研究法国历史的计划，选择了物理学的研究道路。
法国物理学家布里渊在1919一1922年提出了一种能解释玻尔定态轨道原子模型的理论。
这一见解被德布罗意 吸收了，他把以太的概念去掉，将以太的波动性直接赋予电子本身，对原子理论进行深入探讨。
1923年9-10月，德布罗意连续在《法国科学院通报》上发表了3篇有关波和量子的论文。
第一篇题为“辐射 一一波与量子”，提出实物粒子也有波粒二象性，认为与运动粒子相应的还有正弦波，两者总保持相同的位相。
在 第二篇题为“光学一一光量子、衍射和干涉”的论文中，德布罗意提出如下设想：在一定情形中，任一运动质点 能够被衍射。
穿过一个相当小的开孔的电子群会表现出衍射现象。
在这一方面有 可能寻得我们观点的实验验证。
在第三篇题为“量子气体运动理论以及费马原理”的论文中，他进一步提出：只有满足位相波谐振，才是稳定的轨道。
量子力学史话[新版]
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故事发生在二十世纪初的法国。
巴黎。
一样的延续着千百年的灯红酒绿，香榭丽舍大道上散发着繁华和暧昧，红磨坊里弥漫着躁动与彷徨。
而在此时的巴黎，有一个年轻人，名字叫做德布罗意（De Broglie），从他的名字当中可以看出这是一个贵族，事实上德布罗意的父亲正是法国的一个伯爵，并且是正是一位当权的内阁部长。
这样一个不愁吃不愁穿只是成天愁着如何打发时光的花花公子自然要找一个能消耗精力的东西来磨蹭掉那些无聊的日子（其实象他这样的花花公子大约都会面临这样的问题）德布罗意则找到了一个很酷的“事业”——研究中世纪史。
据说是因为中世纪史中有着很多神秘的东西吸引着这位年轻人。
时间一转就到了1919，这是一个科学界急剧动荡动着的年代。
就在这一年，德布罗意突然移情别恋对物理产生了兴趣，尤其是感兴趣于当时正流行的量子论。
具体来说就是感兴趣于一个在当时很酷的观点：光具有粒子性。
这一观点早在十几年前由普朗克提出，而后被爱因斯坦用来解释了光电效应，但即便如此，也非常不见容于物理学界各大门派。
德布罗意倒并不见得对这一观点的物理思想有多了解，也许他的理解也仅仅就是理解到这个观点是在说“波就是粒子”。
或许是一时冲动，或许是因为年轻而摆酷，德布罗意来到了一派宗师朗之万门下读研究生。
从此，德布罗意走出了一道足以让让任何传奇都黯然失色的人生轨迹。
二历史上德布罗意到底花了多少精力去读他的研究生也许已经很难说清，事实上德布罗意在他的5年研究生生涯中几乎是一事无成。
事实上也可以想象，一个此前对物理一窍不通的中世纪史爱好者很难真正的在物理上去做些什么。
白驹过隙般的五年转眼就过去了，德布罗意开始要为他的博士论文发愁了。
其实德布罗意大约只是明白普朗克爱因斯坦那帮家伙一直在说什么波就是粒子，（事实上对于普朗克大约不能用“一直”二字，此时的普朗克已经完全抛弃自己当初的量子假设，又回到了经典的就框架。
）而真正其中包含的物理，他能理解多少大约只有上帝清楚。
五年的尽头，也就是在1924，德布罗意终于提交了自己的博士论文。
物理史话之兄弟物理学家德布罗意
物理史话之兄弟物理学家德布罗意在数学史上，有家族型的数学家，比如伯努利家族。
在物理学史上同样有家族型的物理学家，比如居里家族（包括居里夫妇和他们的女儿女婿，都是诺贝尔奖获得者），比如过两天会讲到的汤姆逊家族（父子都获得了诺贝尔奖）。
今天要讲的是一对兄弟，法国物理学家莫里斯·德布罗意和他的弟弟路易斯·德布罗斯。
虽然在物理学上莫里斯的成就不如弟弟路易斯，但是他却是弟弟进入物理学的领路人，毕竟弟弟一开始是研究历史和法律的。
德布罗意兄弟（右二是哥哥莫里斯，右三是弟弟路易斯）莫里斯·德布罗意于1875年出生在法国巴黎。
德布罗意家族祖上曾以军功在法国显赫一时，从17世纪开始在法国军队、政治、外交方面都颇有盛名，是法国的世袭公爵。
莫里斯是家中的长子，作为家族传统，莫里斯从出生开始，就注定要继承家族传统，献身于法兰西的外交、政治和军事事业。
但是很明显的，莫里斯并不愿意从事政治生活，而选择了从事科学和技术工作。
1895年，莫里斯从海军学校完成学业后，被派往地中海海军中队。
在那里，他为法国舰船安装了第一台无线电装置，以此来改善海军舰船装备。
与此同时，莫里斯继续着他的学业，他先后在土伦学校和马赛大学学习，并于1900年获得科学学士学位。
1898年，莫里斯向家庭提出要从事科学事业，但遭到了家族的强烈反对，他的祖父甚至训斥他：对德布罗意家族来说，科学不能是一个事业。
双方谁也不能说服对方，最后采取一个折衷的方法：莫里斯可以在家里的一套房子中进行科学实验，但是不能退出海军。
莫里斯在无线电方面取得了杰出的成就，总算没给家族蒙羞，也正因为他的贡献，从1904年开始，他获得了不定期休假的优厚待遇。
这样，莫里斯就可以有足够的精力从事科学研究，他先在梅敦的天文台研究光谱学，后来又在法兰西学院学习。
莫里斯的学位论文是关于离子迁移率的研究，这里的离子是指漂浮在空气中的带电烟尘粒子。
这一研究涉及到当时物理学的两个中心研究课题--离子的作用过程和布朗运动的测量。
德布罗意万物皆波
1892年，路易·维克多·德布罗 意诞生于法国一个贵族家庭。他属于 那种特别幸运、在西方被称为“含着 银汤匙出生”的人。在法国，德布罗 意家族声名赫赫，他出生前200多年 就已开始为各朝国王效力，在战场和 政坛屡立奇功，拥有亲王和公爵两个 爵位。
德布罗意自幼好学，很有文学才 华，后来攻读历史，18岁获巴黎索邦 大学文学学士学位。出生在这样的家 庭，又受到如此良好的教育，他应该 像先辈那样进入军界或政坛，然后平 步青云，继续家族的丰功伟业。但他 内心深处却另有所爱，对自然奥秘的 好奇驱使他放弃了唾手可得的人生坦 途，弃文从理，去学习德布罗意家族 毫无建树的物理。“一战”期间，他 在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服
爱因斯坦看完德布罗意的论文后，异常惊喜。
运。在朗之万寄出的博士论文中，有 一份来到了维也纳大学。
1926年初，当时在维也纳大学 主持物理学术活动的教授是德拜，他 收到这份博士论文后，将它交给了他 的组里一位已经年过中年的讲师。这 位讲师接到的任务是，在两周后学术 例会上将该博士论文讲一下。这位老 讲师早已适应了日常平庸而平静的生 活——已经不惑之年而仍然只在讲师 的位置，其学术前途自然是朦胧而晦 暗的。而德拜将任务交给这位讲师时 的理由正是“你现在研究的问题不很 重要，不如给我们讲讲德布罗意的论 文 吧 ” 。 这 位 讲 师 的 名 字 叫 作 ——薛 定谔（Schrodinger）。
两周以后，薛定谔再次在学术例 会上讲解德布罗意的论文，并且为德 布罗意的“波”找了一个波动方程。 这个方程就是“薛定谔方程”！
薛定谔最伟大的成就便是形成 了波动力学概念，并建立起了薛定谔 方程。而这些成就的灵感，正是来源 于德布罗意的假说。薛定谔于1926 年4月23日给爱因斯坦的信中就这样
德布罗意发现物质波
德布罗意发现物质波
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德布罗意是法国国王的胞弟，先学习历史，后来转向攻读物理学博士。
爱因斯坦与德布罗意的交谈，使他深受启发，德布罗意逐渐接受了光具有波动和粒子两种本性的观念，并认为可以把此观念推广到一切实物粒子。
1924年，德布罗意根据对称的思想，采用类比方法，发现了实物的波动性，提出了物质波的理论。
他的想法大致是这样的发展过程：（1）自然界在许多方面具有明显对称性，如正电荷与负电荷、光与实物等；
（2）依据类比法，既然光具有粒子性和波动性，那么与光对称的实物也应具有波粒二象性；
（3）凡物质都有质量，据相对论质能关系式E=mc2 ,质量同能量相联系，因此凡物体均有能量；
（4）根据普朗克公式E=hν，能量总是同频率相联系的，有频率必有脉动，而脉动的粒子具有波动性，所以凡物质总是同一定波动性联系在一起，即所有物体在运动时都会产生一种波，其波长λ=h/p（p 为物体动量，h为普朗克常数）。
德布罗意运用物质波理论曾预言电子流穿过小孔时会形成衍射现象。
1925年，美国贝尔研究室的戴维逊、革末和英国发现电子的J·J·汤姆生的儿子G·P·汤姆生，通过实验先后获得了电子衍射
图样，并用科学测量证明其波长正好同德布罗意的预言相符。
因此，德布罗意荣获了1929年诺贝尔奖。
由此可见，科学创造具有诱发性，一个理论会诱发另一个理论的产生。
大胆的类比 巧妙的思维
大胆的类比巧妙的思维—德布罗意和物质波发布时间：2008年08月29日1992年8月15日是法国物理学家德布罗意（Louis—Victor Pierre Raymond de Broglie）诞辰100周年纪念日，德布罗意一生爱好广泛，成果累累，著述颇丰，但他最突出的功绩是1924年对经典力学和几何光学的大胆类比中提出的物质波理论，其后三年内得到了理论和实验的证明，为揭示微观世界奥秘和量子力学的建立，作出了不朽贡献，为此他荣获1929年诺贝尔物理学奖金。
德布罗意家族数百年来在战场上和外交上为法国各朝国王服务。
1740年路易十四封德布罗意家族为世袭公爵，封号由一家之长承袭，第一代公爵的儿子曾在七年战争中为奥地利王族出力作战，获得王子封号，赐于家族中每一个成员。
当德布罗意的长兄、实验物理学家莫里斯（Mauriee）死后，他在1960年就成为法国公爵兼德国王子，但他一生中生活简朴，平易近人，把毕生献给了科学事业。
德布罗意上中学时显示出了出众的文学才华，17岁获巴黎文学院历史学士学位，由于受长兄影响，开始了解普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck 1858—1947）和爱因斯坦（Albert Einstein 1879—1955）等人的工作，1911年他放弃了关于18世纪初法国内政问题的学位考试，转而学理，1913年成为理科学士。
第一次世界大战期间，他在埃菲尔铁塔上的军用无线电台服务六年，熟悉了有关无线电波的知识。
19世纪末20世纪初关于绝对黑体辐射、康普顿效应和光电效应问题的研究，逐渐把波与粒子联系起来，启发了德布罗意的创造性思维。
1860年基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff 1824—1887）引入绝对黑体概念，1870年J·斯忒藩（J·Ste－fan）从实验观测基础上提出其发射总能量正比于T4，1884年L〃玻耳兹曼（Ludwig Boltzmann 1844—1906）把热力学和当时新出现的J〃麦克斯韦的电磁理论综合起来，从理论上证明了斯忒藩的结论是正确的；1893年维恩（Wilhelm Carl Werner otto Fritz Franz Wien1864—1928）发表维恩位移定律，1896年提出维恩公式（只适用于短波部分），1900年瑞利（John WilliamStrutt即Third Baron Rayleigh 1842—1919）根据经典力学提出了一个热辐射公式，1905年金斯（James Hopwood Jeans 1877—1946）改正了瑞利公式中一个数值错误，称为瑞利——金斯公式（只适用于长波部分），普朗克为找到一个普适公式，设法弥合上述两个公式，找到了“成功推测的中间公式”，可在整个波长区域与实验数据相符合，普朗克为证明这个公式，提出量子假设，第一次揭示了微观物体运动的不连续性。
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物理趣事
物理趣事
一故事发生在二十世纪初的法国。
巴黎。
一样的延续着千百年的灯红酒绿，香榭丽舍大道上散发着繁华和暧昧，红磨坊里弥漫着躁动与彷徨。
而在此时的巴黎，有一个年轻人，名字叫做德布罗意（DeBroglie），从他的名字当中可以看出这是一个贵族，事实上德布罗意的父亲正是法过贵族。
但是他也就正好是贵族的花花公子。
时间一转就到了1919，这是一个科学界急剧动荡动着的年代。
就在这一年，德布罗意突然移情别恋对物理产生了兴趣，尤其是感兴趣于当时正流行的量子论。
具体来说就是感兴趣于一个在当时很酷的观点：光具有粒子性。
这一观点早在十几年前由普朗克提出，而后被爱因斯坦用来解释了光电效应，但即便如此，也非常不见容于物理学界各大门派。
德布罗意倒并不见得对这一观点的物理思想有多了解，也许他的理解也仅仅就是理解到这个观点是在说“波就是粒子”。
或许是一时冲动，或许是因为年轻而摆酷，德布罗意来到了一派宗师朗之万门下读研究生。
从此，德布罗意走出了一道足以让让任何传奇都黯然失色的人生轨迹。
二历史上德布罗意到底花了多少精力去读他的研究生也许已经很难说清，事实上德布罗意在他的5年研究生生涯中几乎是一事无成。
事实上也可以想象，一个此前对物理一窍不通。
白驹过隙般的五年转眼就过去了，德布罗意开始要为他的博士论文发愁了。
其实德布罗意大约只是明白普朗克爱因斯坦那帮家伙一直在说什么波就是粒子，（事
实上对于普朗克大约不能用“一直”二字，此时的普朗克已经完全抛弃自己当初的量子假设，又回到了经典的旧框架。
）而真正其中包含的物理，他能理解多少大约只有上帝清楚。
五年的尽头，也就是在1924，德布罗意终于提交了自己的博士论文。
他的博士论文只有一页纸多一点，不过可以猜想这一页多一点的一份论文大约已经让德布罗意很头疼了，只可惜当时没有枪手可以雇来帮忙写博士论文。
他的博士论文只是说了一个猜想，既然波可以是粒子，那么反过来粒子也可以是波。
而进一步德布罗意提出波的波矢和角频率与粒子动量和能量的关系是：
动量＝普朗克常数／波矢
能量＝普朗克常数＊角频率
这就是他的论文里提出的两个公式。
而这两个公式的提出也完全是因为在爱因斯坦解释光电效应的时候提出光子的动量和能量与光的参数满足这一关系。
可以想象这样一个博士论文会得到怎样的回应。
在对论文是否通过的投票之前，德布罗意的老板朗之万就事先得知论文评审委员会的六位教授中有三位已明确表态会投反对票。
本来在欧洲，一个学生苦读数年都拿不到学位是件很正常的事情，时至今日的欧洲也依然如此。
何况德布罗意本来就是这么一个来混日子的的花花公子。
然而这次偏偏又有些不一样——德布罗意的父亲又是一位权高望众的内阁部长，而德布罗意在此厮混五年最后连一个Ph.D都没拿到，双方面子上自然也有些挂不住.情急之中，朗之万往他的一个好朋友那里寄了一封信。
当初的朗之万是不是碍于情面
想帮德布罗意混得一个PhD已不得而知，然而事实上，这一封信却改变了科学发展的?
三这封信的收信人是爱因斯坦。
信的内容大致如下：
尊敬的爱因斯坦阁下：
在我这里有一位研究生，已经攻读了五年的博士学位，如今即将毕业，在他提交的毕业论文中有一些新的想法………………请对他的论文
作出您的评价。
另外顺便向您提及，该研究生的父亲是弊国的一位伯爵，内阁的＊＊部长，若您……，将来您来法国定会受到隆重的接待朗之万在信中，大约朗之万的潜台词似乎就是如果您不肯给个面子，呵呵，以后就甭来法国了。
不知是出于知趣呢，还是出于当年自己的离经叛道而产生的惺惺相惜，爱因斯坦很客气回了一封信，大意是该论文里有一些很新很有趣的思想云云。
此时的爱因斯坦虽不属于任何名门望派，却已独步于江湖，颇有威望。
有了爱因斯坦的这一封信，评审委员会的几位教授也不好再多说些什么了。
于是，皆大欢喜。
浪荡子弟德布罗意就这样“攻读”下了他的PhD（博士）。
而按照当时欧洲的学术传统，朗之万则将德布罗意的博士论文印成若干份分寄到了欧洲各大学的物理系。
大约所有人都以为事情会就此了结，多少年以后德布罗意那篇“很新很有趣”博士论文也就被埋藏到了档案堆
里了。
德布罗意大约也就从此以一个PhD的身份继续自己的浪荡生活。
但历史总是喜欢用偶然来开一些玩笑，而这种玩笑中往往也就顺带着改变了许多人的命运。
在朗之万寄出的博士论文中，有一份来到了维也纳大学。
四 1926年初。
维也纳。
当时在维也纳大学主持物理学术活动的教授是德拜，他收到这份博士论文后，将它交给了他的组里面一位已经年届中年的讲师。
这位讲师接到的任务是在两周后的Seminar（学术例会）上将该博士论讲一下。
这位“老讲师“就是薛定谔?在接下来的两周里，薛定谔仔细的读了一下德布罗意的“博士论文”，其实从内容上来讲也许根本就用不上“仔细”二字，德布罗意的这篇论文只不过一页纸多一点，通篇提出的式子也不过就两个而已，并且其原型是已经在爱因斯坦发表的论文中出现过的。
然而论文里说的话却让薛定谔一头雾水，薛定谔只知道德布罗意大讲了一通“波即粒子，粒子即波”，除此之外则是“两个黄鹂鸣翠柳”——不知所云。
两周之后，薛定谔硬着头皮把这篇论文的内容在Seminar 上讲了一下，讲者不懂，听者自然也是云里雾里，而老板德拜则做了一个客气的评价：“这个年轻人的观点还是有些新颖的东西的，虽然显得很孩子气，当然也许他需要更深入一步，比如既然提到波的概念，那么总该有一个波动方程吧”.多年以后有人问德拜是否后悔自己当初作出的这一个评论，德拜自我解嘲的说“你不觉得这是一个很好的评论吗？”并且，德拜建议薛定谔做一做这个工作，在两周以后的seminar上再讲一下。
两周以后。
薛定谔再次在seminar上讲解德布罗意的论文，并且为德布罗意的“波”找了一个波动方程。
计算起来真灵通：但psi 真正代表什么，没人能够说得清。
（欧文就是薛定谔，psi是薛定谔波动方程中的一个变量）。
故事的情节好像又一次的要归于平庸了，然而平庸偏偏有时候就成了奇迹的理由。
大约正是薛定谔的“平庸”
使得它对自己的这个波动方程的平庸有些心有不甘，他决定再在这个方程中撞一撞运气。