这时在接受屏上x处探测到电子到达的几率P(x)并不简单地等于两个缝单独开启时 的几率P(x)、P(x)之和,而存在两缝相互影响的干涉项; P(x)=P(x)+P2(x)+干涉项 此干涉项可正可负。它存在并随x迅速变化,从而使P(x)呈现明暗相间的干涉条纹。如果 通过缝屏的是光波、声波,出现这干涉项是很自然的,因为在x处的总波幅v(x)是由孔1、 孔2分别传播过来的波幅v1(x)、v2(x)之和 v(x)=v1(x)+v2(x) 而P(x)=v1(x)、P(x)=v2(x),并且 P(x)=V(x)2=v1(x)+v2(x) =P(x)+P2(x)+2Re(v1(x)2(x) (1.7) 但现在是电子,这个干涉项的存在,从经典粒子观念来说,是很别扭费解的。每当我们在实 验中探测到电子的时候,它总是有一定的能量、有一个静止质量,特别是,有一个相当局域 的位置!正是这些给我们以“粒子”的感觉,并且,我们从未探测到半个电子。拿这个概念 去理解上面这个电子杨氏双缝实验总觉得怎么都协调不起来。因为,如果电子是以粒子的“身 份”穿过狭缝的话,那它不论穿过的是哪个缝,总是只能穿过其中的一个。这时,另一个缝 的存在与否对这个电子的这次穿过的行为并不产生影响。就是说,只要入射的是粒子,两个 缝的作用就应是独立的、互不干扰的。换句话说,如果把电子理解为经典概念中的“粒子” 干涉项的存在是无法理解的。那有没有可能这个“经典粒子”的电子是以很复杂的方式同时 通过这两个缝?比如,穿过缝1之后又绕回来倒穿过缝2,接着再次穿过缝1出射到接受屏 去,甚或多次绕双缝穿行后再出射到接受屏去?但是,这样一来,引起的疑问就更多了。比 如,电子为什么会返回来再倒穿过另一个缝呢?到底电子要绕几圈呢?如何计算?这将必然 陷入混乱和不可知论。并且,更不可以说电子是以“经典粒子”的身份同时从两个缝穿过去 的(比如,一半是从缝1,一半是从缝2穿过去的)。这种图象显然和我们从未测到过一个 电子的一部分这一事实相违背。因为,既然一个电子能分开并部分地穿过一个缝,总应该能 部分地测到它(比如,将探测器装在一个缝上)。 那么,电子到底是怎样穿过缝屏上的这两条缝的呢? 正确答案已经包含在上面的分析中了。总结上面的分析,若认为电子是经典的“粒子”, 就不能同时穿过两条缝,便不会产生干涉项:若认为电子是经典中的某种“波”,就必定同 时穿过两条缝,从而产生干涉项。由此,我们若用简单(但不严格)的语言来说,电子是以经 典“波”的行为同时穿过这两条缝的。若严格表述,即是:由于电子同时有些象经典波又有 些象经典粒子这样的双重特异性质,它是以“自己独特”的方式“同时”穿过两个缝的。这 里说“自己独特”的方式,是因为这种方式既完全不同于经典粒子的通过方式,也“不完全 相同”于经典波的通过方式。“不完全相同”是由于,电子可以在其传播途径上的任一点(包 括在缝前、缝中、缝后、接受屏上)以一定的几率被探测到,而且一旦被探测到,它总是以 个完整的粒子的形态(有一定质量、一定电荷、一个相当局域的空间位置)出现,即表现出 “波行为到粒子形象”的突变,这是与经典波本质不同之处。其实这正说明:以波的行为穿这时在接受屏上 x 处探测到电子到达的几率 P(x) 并不简单地等于两个缝单独开启时 的几率 P x 1 ( ) 、 P2 (x) 之和,而存在两缝相互影响的干涉项; P x( ) = P1 2 ( ) x + P ( ) x + 干涉项 此干涉项可正可负。它存在并随 x 迅速变化,从而使 P(x) 呈现明暗相间的干涉条纹。如果 通过缝屏的是光波、声波,出现这干涉项是很自然的,因为在 x 处的总波幅ψ(x) 是由孔 1、 孔 2 分别传播过来的波幅ψ 1 (x) 、ψ 2 (x) 之和 ψ( ) x x = ψ ( ) +ψ (x) 1 2 而 P x x 1 1 2 ( ) = ψ ( ) 、 P x x 2 2 2 ( ) = ψ ( ) ,并且 P x( ) = = ψ ψ ( ) x ( ) x +ψ ( ) x 2 1 2 2 = P x + P x + x x 1 2 2 1 2 ( ) ( ) Re(ψ ( )ψ ( )) (1.7) 但现在是电子,这个干涉项的存在,从经典粒子观念来说,是很别扭费解的。每当我们在实 验中探测到电子的时候,它总是有一定的能量、有一个静止质量,特别是,有一个相当局域 的位置!正是这些给我们以“粒子”的感觉,并且,我们从未探测到半个电子。拿这个概念 去理解上面这个电子杨氏双缝实验总觉得怎么都协调不起来。因为,如果电子是以粒子的“身 份”穿过狭缝的话,那它不论穿过的是哪个缝,总是只能穿过其中的一个。这时,另一个缝 的存在与否对这个电子的这次穿过的行为并不产生影响。就是说,只要入射的是粒子,两个 缝的作用就应是独立的、互不干扰的。换句话说,如果把电子理解为经典概念中的“粒子”, 干涉项的存在是无法理解的。那有没有可能这个“经典粒子”的电子是以很复杂的方式同时 通过这两个缝?比如,穿过缝 1 之后又绕回来倒穿过缝 2,接着再次穿过缝 1 出射到接受屏 去,甚或多次绕双缝穿行后再出射到接受屏去?但是,这样一来,引起的疑问就更多了。比 如,电子为什么会返回来再倒穿过另一个缝呢?到底电子要绕几圈呢?如何计算?这将必然 陷入混乱和不可知论。并且,更不可以说电子是以“经典粒子”的身份同时从两个缝穿过去 的(比如,一半是从缝 1,一半是从缝 2 穿过去的)。这种图象显然和我们从未测到过一个 电子的一部分这一事实相违背。因为,既然一个电子能分开并部分地穿过一个缝,总应该能 部分地测到它(比如,将探测器装在一个缝上)。 那么,电子到底是怎样穿过缝屏上的这两条缝的呢? 正确答案已经包含在上面的分析中了。总结上面的分析,若认为电子是经典的“粒子”, 就不能同时穿过两条缝,便不会产生干涉项;若认为电子是经典中的某种“波”,就必定同 时穿过两条缝,从而产生干涉项。由此,我们若用简单(但不严格)的语言来说,电子是以经 典“波”的行为同时穿过这两条缝的。若严格表述,即是:由于电子同时有些象经典波又有 些象经典粒子这样的双重特异性质,它是以“自己独特”的方式“同时”穿过两个缝的。这 里说“自己独特”的方式,是因为这种方式既完全不同于经典粒子的通过方式,也“不完全 相同”于经典波的通过方式。“不完全相同”是由于,电子可以在其传播途径上的任一点(包 括在缝前、缝中、缝后、接受屏上)以一定的几率被探测到,而且一旦被探测到,它总是以 一个完整的粒子的形态(有一定质量、一定电荷、一个相当局域的空间位置)出现,即表现出 “波行为到粒子形象”的突变,这是与经典波本质不同之处。其实这正说明:以波的行为穿