第205章 万物皆波
第205章万物皆波
几天后，一次午餐时，哈利·波特收到了一把光轮2000，把其它一年级的学生们羡慕的差点质壁分离。
由此格兰芬多有了一个百年来最小的找球手。
由于魁地奇训练的压力，他和罗恩去找海格套近乎的机会便没那么多了，闲下来的罗恩为了能够得到一支新的魔杖，也加入了墨菲的研究小组中来。
不过，罗恩的数学水平比赫敏和汤姆都差很远，基本只能做最简单的工作：当测试员。
罗恩倒还挺乐在其中，毕竟测试员只需要听令让干什么干什么就行了，总比赫敏和汤姆还需要整天拿着本数理统计的麻瓜数学书啃得头昏脑涨要强多了。
而且，墨菲也答应了他，等到研究结束，就免费赠送他一根新的魔杖。
接下来的一个月，四人组过得十分充实。
哈利在课业之外多了个魁地奇训练不说，罗恩也需要每天放学后或者周六周天来给墨菲当测试员，一天不知道要用多少次咒语，连带着他的咒语水平也蹭蹭的往上涨，成为了魔咒课上除赫敏和汤姆外，进步最快的学生。
而赫敏和汤姆更不用说了，既要顾住学业，还要顾住魔杖测试，还要学习数学，还要完成小组课题的学习任务——关于幽灵和摄神取念之类的内容，此外，他们暗地里还在关心着活板门后的秘密。
而汤姆甚至还要调查自己的身世。
墨菲有时候看在眼里，都替他们累得慌。
自己当年上学的时候，都没这么劳心劳力过啊。
这一届学生的负担真是太重了。
但墨菲却丝毫没有给他们减负的想法。
谁让你们是天才呢。
是天才，就要比别人更努力才行，否则那么好的天赋不是浪费了吗？
十月中旬的时候，墨菲基本完成了对魔杖原理的构建。
他召开了第九次小组会议。
“最近一个月，我们通过各种实验，搞清楚了不少的事情。”
“第一，我们通过使用魔杖与否的魔力测试，验证了魔杖是个魔力的放大器。但此时我们还不知道这个放大器的作用机制。”
“第二，通过对巫师周身魔力的测试，我们发现了魔力的流动性。也即是静置状态下，魔力会自然溢散，但当有需要的时候，魔力会按照巫师的意志集中。”
“当释放咒语时，魔力会从巫师的身体各处集中到手臂，而后通过魔杖发射出去。”
“第三，沿着魔力流动性的脉络，我们找到了魔杖作为放大器的第一种作用机制：我们验证了魔力尖端猜想。”
“格兰杰小姐通过对神奇动物的观察提出，大部分神奇动物释放魔法的部位，都是某个尖端位置，如有角的生物通常它们会用角来释放魔力，而魔力尖端有助于将魔力集中，提高外放魔力的浓度和强度，使其突破原本的界限，强化魔力的效果。”
“魔杖正是一种人造的魔力尖端。”
“它可以集中巫师的魔力，使其达到平常状态下数倍甚至数十倍的强度。同时，这种集中效应会让魔力更多的以光束、射流这种方式发射出去，使得魔力更不易溢散，大大增加了魔力的射程。”
“这个特性也使得用魔杖释放的咒语大多为单体指向性咒语。”
“但魔力尖端猜想无法解释非指向性咒语，如幻影移形，飞来咒，显形咒，以及各种召唤类的咒语，毕竟有些情况下，如幻影移形可能需要跨越数十公里的距离，而巫师的魔力是不可能延伸到如此之远的。”
“于是，我们提出了魔法天线猜想。这是魔杖放大器第二种作用机制。”
“非指向性咒语，我们猜测它们的发生方式是指令性的。即：巫师提出一个指令，世界魔力负责实现。”
“而向世界魔力——我们简称为魔网——发射指令信号的，则是通过魔杖。它此刻相当于一个信号放大器。”
“于是，现在我们对魔杖有了两个部分的猜想：适用于指向性咒语的魔力尖端猜想，以及适用于非指向性咒语的魔法天线猜想。”
“基于这两个猜想，我们便可以对魔杖的性能做一个推断了。”
“按照魔力尖端猜想，魔杖的作用是用来约束和集中巫师的魔力，使其浓度更高，强度更强，射程更远，精度更准确。”
“此时，我们可以把魔杖看成一个水管或枪管，而魔力就是通过魔杖喷射出去的水流或子弹。”
“理论上，水管越粗，水流就越分散，水管越细，水流就越集中，压力就越大。”
“但同时，从巫师身体到魔杖，如果突然将压力增大，也会给管壁造成更大的压力，超过一定限度可能会导致魔杖被魔力冲击破碎。”
“因此魔杖通常需要一个渐变的锥形结构，握柄部分较粗，而尖端较细，逐步的将魔力集中。”
“精准度上，枪管越长，则子弹的弹道就越准，但过长的枪管又会导致能量的更多溢散和浪费。”
“这其中也有一个平衡。”
“另一方面，按照魔法天线猜想，魔杖的作用是用来发射和接受信号，是一个信号放大器。而魔法信号——无论它是以什么样的形式，是以太也好、元素也罢，都是一种波。”
“世间万物皆波。魔力也很难例外。”
“我们通过干涉实验证明了这一点。”
“而只要是波，就可以用四个物理量描述：波长、频率、振幅、波速。”
“魔法信号的波速非常快，我们的测试还没有摸到其上限，但大概率应该也是光速。”
“其频率和波长取决于魔力的强度，强度越强，波长越短、频率越高，这一点和电磁波类似。振幅则取决于魔力的量，魔力的能量越高，振幅越大。”
“理解了魔法信号和电磁波的相似性后，我们便可以参考麻瓜世界的天线来设计魔杖。”
“天线的长度在波长的四分之一时，信号最好。”
“而经过我们的测试，以巫师们的魔力强度，发射出的信号波往往接近于中短波，越强大的巫师，魔力强度越强，波长越短，小巫师的魔力波长接近于中波，而普通的成年巫师，信号波介于短波和中波之间，也就是近100m左右的波长。”
“如果照这个去计算，魔杖应该接近25米长才合适。”
“但魔杖显然不可能那么长，因此就信号强度而言，魔杖应该越长越好。”
“事实上，古代魔杖确实很长。”
“只要去图书馆中查询几本《魔杖发展史》便会发现，早期的魔杖，根本就是一根两米来高的拐杖。”
“其内部以魔法金属作为导线，头部或核心位置以各种名贵宝石作为魔力节点，以此增强魔杖的力量。”
“那时候的魔杖不仅仅极为昂贵，而且确实是可以抡起来当棒槌使的。”
“后来，经过无数制杖大师们的钻研，杖芯的主材由魔法金属逐渐替换为了更为轻便的魔法动植物，魔杖才轻便起来。”
“但这里就出现了一个问题，我们现在的魔杖这么短，是如何拥有不输于古代魔杖的信号能力的呢？”
“麻瓜们的天线其实看起来也不长，这是因为很多天线都采用了加感技术，即在天线一些位置上添加感应线圈，以缩短天线的物理长度。有时甚至直接用螺旋线圈来当天线。”
“而经过我们的解刨发现，魔杖的杖芯，竟然也有着类似的结构！”
“魔杖的杖芯就是天线的线材，经过处理之前的杖芯，如龙心弦、凤凰尾羽、独角兽毛等，其长度往往不超过十五厘米，但在通过融合魔药与杖身融合之后，其整体如同根须般生长，和杖身盘绕长在了一起，大大增加了其整体长度。”
“根须之间形成的结、环，即是魔法感应线圈，而无数根须并联，则形成天线阵列，大大增强了魔杖的信号。”
“这些结构上的变化，才能够使得如今的魔杖缩小成了十几英寸左右。”
“我们不知道那些制杖大师们是否懂得魔法天线理论，但他们确实通过无数代人的摸索，完成了这种技术进步。”
“不过，我们却还可以在他们已经取得的成就基础上，凭借着麻瓜科技的智慧，将魔杖的强度提升到一个新的层次。”
“比如，魔杖可以看做一种棒状全向天线，信号溢散快，传播范围就不会太远，但如果我们把它改成定向天线呢？我们可以不可以因此实现跨大洲的幻影移形，数公里范围的飞来咒？”
“又比如，魔杖杖芯的自然生长虽然会形成一个天线阵列，但由于未经设计的缘故，其形成的天线阵列方向图十分混乱，信号相互干涉，增益与抵消效果同时存在，大大减弱了其信号强度。”
“如果我们可以控制杖芯的生长，使其构成规则的天线阵列，魔杖的信号强度必将得到巨大提升。”
“接下来，我们的研究分成两部分进行。”
“汤姆和赫敏，你们通过最近学习的建模知识，按照魔力尖端猜想，类比流体力学，完成对魔杖杖身的设计，当然行有余力的情况下，你们也可以将一些简单的天线设计思路考虑进去，比如螺旋线圈天线等。”
“而我则负责对定向融合药剂及杖芯的结构设计。”
这两块一个涉及极为高深的魔药知识，一个需要强大的建模和计算能力，以两小只目前的水平根本无法参与。
“教授，那我呢？”罗恩问。
“伱……”墨菲想了想，着实没想到罗恩可以做的工作，“去给我泡杯茶吧。”
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几天后，一次午餐时，哈利·波特收到了一把光轮2000，把其它一年级的学生们羡慕的差点质壁分离。
由此格兰芬多有了一个百年来最小的找球手。
由于魁地奇训练的压力，他和罗恩去找海格套近乎的机会便没那么多了，闲下来的罗恩为了能够得到一支新的魔杖，也加入了墨菲的研究小组中来。
不过，罗恩的数学水平比赫敏和汤姆都差很远，基本只能做最简单的工作：当测试员。
罗恩倒还挺乐在其中，毕竟测试员只需要听令让干什么干什么就行了，总比赫敏和汤姆还需要整天拿着本数理统计的麻瓜数学书啃得头昏脑涨要强多了。
而且，墨菲也答应了他，等到研究结束，就免费赠送他一根新的魔杖。
接下来的一个月，四人组过得十分充实。
哈利在课业之外多了个魁地奇训练不说，罗恩也需要每天放学后或者周六周天来给墨菲当测试员，一天不知道要用多少次咒语，连带着他的咒语水平也蹭蹭的往上涨，成为了魔咒课上除赫敏和汤姆外，进步最快的学生。
而赫敏和汤姆更不用说了，既要顾住学业，还要顾住魔杖测试，还要学习数学，还要完成小组课题的学习任务——关于幽灵和摄神取念之类的内容，此外，他们暗地里还在关心着活板门后的秘密。
而汤姆甚至还要调查自己的身世。
墨菲有时候看在眼里，都替他们累得慌。
自己当年上学的时候，都没这么劳心劳力过啊。
这一届学生的负担真是太重了。
但墨菲却丝毫没有给他们减负的想法。
谁让你们是天才呢。
是天才，就要比别人更努力才行，否则那么好的天赋不是浪费了吗？
十月中旬的时候，墨菲基本完成了对魔杖原理的构建。
他召开了第九次小组会议。
“最近一个月，我们通过各种实验，搞清楚了不少的事情。”
“第一，我们通过使用魔杖与否的魔力测试，验证了魔杖是个魔力的放大器。但此时我们还不知道这个放大器的作用机制。”
“第二，通过对巫师周身魔力的测试，我们发现了魔力的流动性。也即是静置状态下，魔力会自然溢散，但当有需要的时候，魔力会按照巫师的意志集中。”
“当释放咒语时，魔力会从巫师的身体各处集中到手臂，而后通过魔杖发射出去。”
“第三，沿着魔力流动性的脉络，我们找到了魔杖作为放大器的第一种作用机制：我们验证了魔力尖端猜想。”
“格兰杰小姐通过对神奇动物的观察提出，大部分神奇动物释放魔法的部位，都是某个尖端位置，如有角的生物通常它们会用角来释放魔力，而魔力尖端有助于将魔力集中，提高外放魔力的浓度和强度，使其突破原本的界限，强化魔力的效果。”
“魔杖正是一种人造的魔力尖端。”
“它可以集中巫师的魔力，使其达到平常状态下数倍甚至数十倍的强度。同时，这种集中效应会让魔力更多的以光束、射流这种方式发射出去，使得魔力更不易溢散，大大增加了魔力的射程。”
“这个特性也使得用魔杖释放的咒语大多为单体指向性咒语。”
“但魔力尖端猜想无法解释非指向性咒语，如幻影移形，飞来咒，显形咒，以及各种召唤类的咒语，毕竟有些情况下，如幻影移形可能需要跨越数十公里的距离，而巫师的魔力是不可能延伸到如此之远的。”
“于是，我们提出了魔法天线猜想。这是魔杖放大器第二种作用机制。”
“非指向性咒语，我们猜测它们的发生方式是指令性的。即：巫师提出一个指令，世界魔力负责实现。”
“而向世界魔力——我们简称为魔网——发射指令信号的，则是通过魔杖。它此刻相当于一个信号放大器。”
“于是，现在我们对魔杖有了两个部分的猜想：适用于指向性咒语的魔力尖端猜想，以及适用于非指向性咒语的魔法天线猜想。”
“基于这两个猜想，我们便可以对魔杖的性能做一个推断了。”
“按照魔力尖端猜想，魔杖的作用是用来约束和集中巫师的魔力，使其浓度更高，强度更强，射程更远，精度更准确。”
“此时，我们可以把魔杖看成一个水管或枪管，而魔力就是通过魔杖喷射出去的水流或子弹。”
“理论上，水管越粗，水流就越分散，水管越细，水流就越集中，压力就越大。”
“但同时，从巫师身体到魔杖，如果突然将压力增大，也会给管壁造成更大的压力，超过一定限度可能会导致魔杖被魔力冲击破碎。”
“因此魔杖通常需要一个渐变的锥形结构，握柄部分较粗，而尖端较细，逐步的将魔力集中。”
“精准度上，枪管越长，则子弹的弹道就越准，但过长的枪管又会导致能量的更多溢散和浪费。”
“这其中也有一个平衡。”
“另一方面，按照魔法天线猜想，魔杖的作用是用来发射和接受信号，是一个信号放大器。而魔法信号——无论它是以什么样的形式，是以太也好、元素也罢，都是一种波。”
“世间万物皆波。魔力也很难例外。”
“我们通过干涉实验证明了这一点。”
“而只要是波，就可以用四个物理量描述：波长、频率、振幅、波速。”
“魔法信号的波速非常快，我们的测试还没有摸到其上限，但大概率应该也是光速。”
“其频率和波长取决于魔力的强度，强度越强，波长越短、频率越高，这一点和电磁波类似。振幅则取决于魔力的量，魔力的能量越高，振幅越大。”
“理解了魔法信号和电磁波的相似性后，我们便可以参考麻瓜世界的天线来设计魔杖。”
“天线的长度在波长的四分之一时，信号最好。”
“而经过我们的测试，以巫师们的魔力强度，发射出的信号波往往接近于中短波，越强大的巫师，魔力强度越强，波长越短，小巫师的魔力波长接近于中波，而普通的成年巫师，信号波介于短波和中波之间，也就是近100m左右的波长。”
“如果照这个去计算，魔杖应该接近25米长才合适。”
“但魔杖显然不可能那么长，因此就信号强度而言，魔杖应该越长越好。”
“事实上，古代魔杖确实很长。”
“只要去图书馆中查询几本《魔杖发展史》便会发现，早期的魔杖，根本就是一根两米来高的拐杖。”
“其内部以魔法金属作为导线，头部或核心位置以各种名贵宝石作为魔力节点，以此增强魔杖的力量。”
“那时候的魔杖不仅仅极为昂贵，而且确实是可以抡起来当棒槌使的。”
“后来，经过无数制杖大师们的钻研，杖芯的主材由魔法金属逐渐替换为了更为轻便的魔法动植物，魔杖才轻便起来。”
“但这里就出现了一个问题，我们现在的魔杖这么短，是如何拥有不输于古代魔杖的信号能力的呢？”
“麻瓜们的天线其实看起来也不长，这是因为很多天线都采用了加感技术，即在天线一些位置上添加感应线圈，以缩短天线的物理长度。有时甚至直接用螺旋线圈来当天线。”
“而经过我们的解刨发现，魔杖的杖芯，竟然也有着类似的结构！”
“魔杖的杖芯就是天线的线材，经过处理之前的杖芯，如龙心弦、凤凰尾羽、独角兽毛等，其长度往往不超过十五厘米，但在通过融合魔药与杖身融合之后，其整体如同根须般生长，和杖身盘绕长在了一起，大大增加了其整体长度。”
“根须之间形成的结、环，即是魔法感应线圈，而无数根须并联，则形成天线阵列，大大增强了魔杖的信号。”
“这些结构上的变化，才能够使得如今的魔杖缩小成了十几英寸左右。”
“我们不知道那些制杖大师们是否懂得魔法天线理论，但他们确实通过无数代人的摸索，完成了这种技术进步。”
“不过，我们却还可以在他们已经取得的成就基础上，凭借着麻瓜科技的智慧，将魔杖的强度提升到一个新的层次。”
“比如，魔杖可以看做一种棒状全向天线，信号溢散快，传播范围就不会太远，但如果我们把它改成定向天线呢？我们可以不可以因此实现跨大洲的幻影移形，数公里范围的飞来咒？”
“又比如，魔杖杖芯的自然生长虽然会形成一个天线阵列，但由于未经设计的缘故，其形成的天线阵列方向图十分混乱，信号相互干涉，增益与抵消效果同时存在，大大减弱了其信号强度。”
“如果我们可以控制杖芯的生长，使其构成规则的天线阵列，魔杖的信号强度必将得到巨大提升。”
“接下来，我们的研究分成两部分进行。”
“汤姆和赫敏，你们通过最近学习的建模知识，按照魔力尖端猜想，类比流体力学，完成对魔杖杖身的设计，当然行有余力的情况下，你们也可以将一些简单的天线设计思路考虑进去，比如螺旋线圈天线等。”
“而我则负责对定向融合药剂及杖芯的结构设计。”
这两块一个涉及极为高深的魔药知识，一个需要强大的建模和计算能力，以两小只目前的水平根本无法参与。
“教授，那我呢？”罗恩问。
“伱……”墨菲想了想，着实没想到罗恩可以做的工作，“去给我泡杯茶吧。”
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