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费受物理学讲义(第三卷】 是相同的,而且光子被散射所引起的效应足以抹掉任何干涉现象 雅道没有某种可以不扰动电子而又使我们能看到它们的方法吗?在前而的-一章中,我们 已经知道,“光子”找带的动量反比于它的波长(=/).无疑当光子被散射到我们的限中 时,它给于电子的反冲取决于光子所携带的动量,对!如果我们只想略微扰动一下电子的话, 那么应当降低的不是光的强度,而是它的颜率(这与增加波长一样).我们使用比较红的光, 甚至用红外光或无线电波(如雷达),并且借助于某种馆“看到”这些较长波长的仪器来“观 察”电子的行径.如果我们使用“较柔和的光,那么成许可以避免对电子扰动太大 现在我们用被长较长的波来做实验。我们将利用波长越来越长的光重复进行实验。起 先,看不到任何变化,结果是一样的。接着,可怕的套褙发生了,你们会记得,当我们讨论显 微黛时曾指出过,由于光的波动性质,对两个小点彼此可以靠得多么近而仍可视为两个分离 的点存在着一个极限距离。这个极限距离的大小与光波被长的数量级相同.所以如果我们 使波长大于两个小孔之间的距高,我们看到在光被电子散射时产生一个很大的棋糊不清的 闪光.这样就不再能说出电子通过的是娜一个孔丁!我们只知道它跑到某处去!正是对这 种波长的光,我们发现电子所受到的反冲已小到使P看来开始像P 一即开始出现某种 干涉的效应。只有在波长远大于两个小孔之间的距时(这时我们完全不可能说出电子跑 向何处),光所引起的扰动才充分地减小,因而我们又得到图13所示的曲线P: 在我们的实验中,我们发现不可能这样安排光源,使人们既可以说出电子穿过哪个小 孔,同时又不扰动分布图样。海森伯提出,只有认为我们的实验能力有某种前所未知的基本 局限性,那么当时发现的新的自然规律才能一致.他提出了作为普遍原则的不准原理,在 我们的实验中,它可以这样表述:“要设计出一种仪器来确定电子经过哪一个小孔,同时又不 使电子受到足以破坏其干涉图样的扰动是不可能的”,如果一架仪器能够确定电子穿过席 一个小孔的话,它就不可能精致得使图样不受到实质性的扰动。没有一个人曾找出(成者甚 至想出)一条绕过测不准原理的途径。所以我们必须假设它描述的是自然界的一个基本 P已滑 我们现在用来描写原子(事实上指写所有物质)的 子力学的全部建论都取决于测不准原题的正确性。由于 量子力学是这样一种成功的理论,我们对于测不准原理 的信任也就m深了.但是果一旦发现了一种能够“推 翻”测不准原避的方法,子力学就会得出自相矛盾的结 果,因此也就不再是自然界的有效的理论,而应予以抛 ) 18) 弃。 园1-5子学的干涉实验 “很好”,你们会说:“那么命题A呢?电子要么通过 (@实际的图样(概图);(②)观测到的图样小孔1,要么通过小孔?这一点是正蒴的,还是不正确的 呢?”唯一可能作出的回答是,我门从实验上发现,为了使自己不致陷于自相矛眉,·我们必须 按一种特殊方式思考问题、我们所必说的(为了避兔作出错误的预测)是:如果人们观察 小孔,或者更确切地说,如果人们有一架仪器能够确定电子究莞道过孔1还是孔2的话,那 么他们能整说出电子或者穿过孔1,或者穿过孔2.但是,当人们不试图说出电子的行径, 以及实验中对电子不作任何扰动时,那么他们可以不说电子或者通过孔工,或者遥过孔2.如 果某个人这么说了,并且开始由此作出任何推论的话他就会在分析中造成错误。这是一条
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