3. 光既是波，也是粒子

現(xiàn)在讓人糾結(jié)的問(wèn)題出現(xiàn)了：當(dāng)你撤除強(qiáng)光，電子的干涉條紋又出現(xiàn)了。這又讓你必須相信電子是以波的方式穿過(guò)雙縫的（見(jiàn)圖1-24）。當(dāng)你照射上強(qiáng)光，這時(shí)因?yàn)槭悄闳タ戳怂?，結(jié)果電子就以一個(gè)一個(gè)的粒子形式出現(xiàn)了，而且每一個(gè)電子粒子只穿過(guò)其中的一條縫，在第二塊擋板上突然又呈現(xiàn)出了兩道條紋（見(jiàn)圖1-25）。

圖1-24 當(dāng)你撤除強(qiáng)光，電子的干涉條紋又出現(xiàn)了。這又讓你必須相信電子是以波的方式穿過(guò)雙縫的

圖1-25 當(dāng)你照射上強(qiáng)光，這時(shí)因?yàn)槭悄闳タ戳怂?，結(jié)果電子就以一個(gè)一個(gè)的粒子形式出現(xiàn)了，而且每一個(gè)電子粒子只穿過(guò)其中的一條縫，在第二塊擋板上突然又呈現(xiàn)出了兩道條紋。當(dāng)你撤除強(qiáng)光，電子的干涉條紋又出現(xiàn)了……（具體關(guān)于波粒二相性的具體實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，請(qǐng)參看《科學(xué)禪定》一書(shū)，有較為詳細(xì)的圖文論述。）

那么，如果我們把強(qiáng)光變?nèi)?，而?duì)電子造成最小的擾動(dòng)，這時(shí)情況又是怎么樣的呢？

變?nèi)豕庹盏膹?qiáng)度不是變?nèi)趺恳粋€(gè)光子的能量，只是減少了照射出的光子數(shù)目。例如，當(dāng)你變?nèi)豕庹諒?qiáng)度后，假設(shè)每秒鐘探測(cè)器發(fā)射出來(lái)的光子數(shù)是100個(gè)，而每秒鐘穿過(guò)雙縫的電子是200個(gè)，因此你只能看到有100個(gè)電子隨機(jī)穿過(guò)其中一條縫。另外100個(gè)電子因?yàn)闆](méi)有光子撞擊到它們，所以你將看不到這些電子。如果你去做這樣的實(shí)驗(yàn)，那么你將在實(shí)際檢測(cè)中看到：被你看到的100個(gè)電子會(huì)以粒子的形式出現(xiàn)，而且在擋板上顯示出兩道條紋。那些沒(méi)有被你看到的100個(gè)電子會(huì)顯示出干涉條紋。就是說(shuō)，你沒(méi)有看到的那100個(gè)電子仍然會(huì)以波的形態(tài)同時(shí)穿過(guò)兩條縫。

以上實(shí)驗(yàn)帶給我們的結(jié)果是，你去看它，一個(gè)電子（光子）就是一個(gè)粒子。你不去看它，一個(gè)電子就是一道波（圖1-26）。波代表無(wú)處不在，粒子是一個(gè)有確定空間位置的東西。是波還是粒子，不是它本來(lái)如此，而是你的看（意識(shí)）決定了它的屬性。

圖1-26 電子既是波也是粒子示意圖 4. 一個(gè)電子也是波

現(xiàn)在出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題：如同水是由水分子組成的，水波的干涉條紋是由水分子堆積出來(lái)的。因此，如同不能說(shuō)一個(gè)水分子也是一道波一樣，電子的干涉條紋是否也是由一群電子以波的形態(tài)穿過(guò)雙縫，然后在擋板上堆積出來(lái)的干涉條紋呢？或者說(shuō)，你可以說(shuō)一群電子是一道波，但是你不能說(shuō)一個(gè)電子也是一道波。為了證明一個(gè)電子是否也是一道波，科學(xué)家做了如下實(shí)驗(yàn)：

這次對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的器具作了修改，即，用一臺(tái)一次只發(fā)射一個(gè)電子的電子槍向帶有兩條狹縫的擋板發(fā)射電子。并將第二塊擋板換成讓電子必須現(xiàn)身為粒子的電子檢測(cè)屏（如同電視機(jī)的熒光屏）。

現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始：發(fā)射一個(gè)電子，你會(huì)在檢測(cè)屏上看到一個(gè)針尖般的亮點(diǎn)。這個(gè)亮點(diǎn)的出現(xiàn)證明電子是以一個(gè)粒子的形式出現(xiàn)的。一秒鐘后，發(fā)射第二個(gè)電子，這時(shí)檢測(cè)屏上就會(huì)顯示出第二個(gè)光點(diǎn)。下一秒鐘，發(fā)射第三個(gè)電子，檢測(cè)屏上出現(xiàn)第三個(gè)亮點(diǎn)，然后是第四個(gè)、第五個(gè)……一開(kāi)始，電子只是以隨機(jī)方式在檢測(cè)屏上出現(xiàn)的。當(dāng)隨著一個(gè)一個(gè)電子的到達(dá)，在你發(fā)射了一萬(wàn)個(gè)電子后，最終在電子檢測(cè)屏上竟然又出現(xiàn)了“干涉條紋”。這就讓人感到不可思議了，因?yàn)殡娮邮且砸粋€(gè)一個(gè)粒子的形式到達(dá)的，所以它在穿過(guò)雙縫時(shí)，也必須是以一個(gè)粒子的形式穿過(guò)其中的一條縫。如果一個(gè)電子不是以一道波的形態(tài)穿過(guò)雙縫的，那么在相同間隔時(shí)間陸續(xù)發(fā)射出的電子就不會(huì)形成干涉條紋。但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不是這樣，即便你一個(gè)一個(gè)地發(fā)射電子，電子最終還是會(huì)形成干涉條紋。因此，根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓你必須作出如下想象：“發(fā)射出的一個(gè)電子一定是以一道波的方式同時(shí)穿過(guò)兩條縫的，然后在穿過(guò)雙縫形成兩道波后，自己又干涉了自己，最后出現(xiàn)在檢測(cè)屏的某一個(gè)點(diǎn)上?！币虼?，一群電子是一道波，一個(gè)電子也是一道波。

以上就是經(jīng)典的波粒二相性實(shí)驗(yàn)，它所帶給我們的結(jié)果是：電子、光子，既是粒子也是波。當(dāng)你去看它的時(shí)候，它是一個(gè)粒子，當(dāng)你不去看它的時(shí)候，它以波的形態(tài)在空間中擴(kuò)散著。就是說(shuō)，一個(gè)光子像一個(gè)粒子那樣出發(fā)和到達(dá)，但在空間中卻以球狀波的形態(tài)運(yùn)動(dòng)著。最終科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明：光是虛無(wú)的波動(dòng)。