·6· 第一章量子力学的物理基础 (which way)实验的一种)①：在一条缝后放置一个照明光源，若光源足够强，可以 假定光子和电子的散射效率接近百分之百，于是穿过该缝出来的电子必定同时伴 随有散射光子.探测有无散射光产生，原则上就可以判断该电子是从哪条缝过来 的.结果很意外：每个电子都只穿过一条缝，从未观察到某个电子从两条缝同时穿 过的情况，正如同从未观察到半个电子一样.也许人们认为：“一束电子集体构成 个波束，这个波束同时穿过双缝，形成干涉花样.”这实际上是主张：电子的波动性 只是(！？)电子集体的相干性行为，不承认单个电子有内禀的波动性质。这种主张 难以解释下面事实：可以令双缝实验的电子束强度如此的低，以致每次最多只有一 个电子留在实验装置内.由于电子源热发射的随机性质，一个一个依次穿过双缝 装置的各个电子的行为显然彼此无关.但实验结果是，只要实验时间足够长，累计 接受屏上电子密度分布的结果，干涉花样依然不变.总之，对这个实验的解释似乎 陷入了两难的处境 那么，电子到底是怎样穿过缝屏上这两条缝的呢？ 总结上面分析，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；若认为电子具有内禀的波动性，像某种经典“波”，就能同时穿过两条 缝，产生干涉项.至此，可以明确地说，每个电子都是以“独特”方式“同时”穿过两条 缝的.这是基于实验事实分析所能得到的、无可回避的、惟一的、逻辑自洽的说法 这里所说的“独特”方式是因为，这种方式既根本不同于经典粒子通过方式，也不完 全相同于经典波的通过方式.和经典波的方式“不完全相同”在于：每个电子都可 以在其传播途径上任一点（包括缝前、缝中、缝后、接收屏等各处）以一定的概率被 探测到，而且一旦被探测到，它总是以一个完整的粒子形象（一定质量、一定电荷、 一个相当局域的空间位置)出现，特别是，从来没有实验在两个缝上同时发现同一 个电子.这就是与经典波本质不同之处.正是基于这种理由，有人批评说这种“同 时”说法从实验观点看缺乏实践意义.其实这恰好说明：以波的行为穿过双缝的电 子，同时还具有粒子性的一面.这里强调指出，情况之所以如此诡异，正是由于测量 严重干扰了电子原来的状态，使它发生了不可逆转的状态突变，表现出“波形象到 粒子形象”的突变.就是说，正是对电子位置的测量，造就了电子的经典粒子的面 貌！事实是，在位置测量之前，电子并不一定()以粒子的形象早就客观地存在 着②！所有判断路径的实验都只表明：每次测量（对电子状态干扰）的结果确实表 明电子以粒子的方式只从一条缝通过；但并不能表明：作这类测量（对电子状态干 D R.P.Feynman,A.R.Hibbs,Quantum Mechanics and Path Integrals,McGraw-Hill Book Company,1965. ②从后面测量理论知道，对状态(x)进行某个力学量的测量，实质是将以x)按该力学量 的本征态进行展开，测得力学量的数值总只是本征值中的一个，它出现的概率是该展式相应项 系数的模方.而该次测量完毕时，(x)即突变（塌缩）为该本征态