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第六十五章 量子论

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姜北问出这个问题后心中很是忐忑,因为向牛教授这么一个治学严谨的人问出这么玄乎的问题实在有些可笑。

牛教授笑笑,停顿了片刻,仿佛神思脱离了肉体在宇宙中遨游,然后缓缓的说:“怀疑过。”

姜北大感意外,马上来了兴致,他不自觉地坐直身子,问:“牛老师,您也怀疑过?”

“是的,”牛教授说:“你知道,我大学时学的专业是数学,读研究生学的是物理,到了读博士才改学的计算机。我就是在读研的时候有了你说的这个疑问,这也是我为什么放弃了理论科学转向应用科学的原因。”

姜北听了一阵兴奋,两眼放光的问:“牛老师,能跟我说说吗?”

牛教授笑道:“当然可以,姜北,你还记得托马斯·杨发表的一个非常著名的实验:光的双缝干涉吗?”

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“记得,”姜北说:“他把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面,形成一个点光源,然后在这张纸后面再放一张纸,纸上开两道平行的狭缝,后面再放一个投影屏。结果发现,小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上,形成了一系列明暗交替的条纹。”

牛教授赞许道:“不错,这就是波的干涉条纹,干涉是波的特性。看来那些年在学校学的东西你还没有全都扔掉。”

姜北听到牛教授夸自己,简直受宠若惊,他嘿嘿傻笑两声,挠了挠头。

牛教授继续说:“那一年,我在读研学到量子论的时候,在实验室里重复了一个前人的重要实验,就是用电子代替点光源来做波的干涉实验,结果令我非常吃惊,当时的实验结果,在屏幕上竟然同样出现了干涉条纹。姜北,你明白这意味着什么吗?”

姜北想了想,说:“干涉是波的特性,电子是原子的内部结构,它显然是一种粒子,粒子之间怎么可能相互干涉呢?难道电子其实不是粒子,而是一种波?这也……这也说不通啊。”

牛教授一拍手,赞道:“说的好,句句都问到关键处!但是问题还不止这些,更有意思的事情还在后头。后来我稍微修改了一下实验,试着控制电子的数量,每次只发射出一个电子,你猜结果会怎么样?”

“按照正常来说,两列波之间才会出现干涉现象,如果只有一列波,干涉就不可能发生,实验结果应该会在背后的感光屏上激发出一个小亮点。”姜北说。

“不错,理论上确实应该是这样。但令我惊讶的是,当我把电子一个一个通过双缝打在感光屏上时,随着亮点慢慢增多,逐渐地又能看出干涉条纹来了。亮点越来越多,条纹就变得越来越清晰。姜北,听到这里你有什么疑问吗?”牛教授说。

姜北皱眉想了片刻,说:“疑问太多了,根据您说的实验现象,电子到底是一个粒子,还是一种波?假如它是粒子,那为什么在穿过双缝时会像波一样产生干涉现象呢?假如它是一种波,那为什么在碰到屏幕时,它却又会打出一个亮点来,表现出粒子的特征?当它一个一个地通过双缝时,为什么还会存在干涉现象?难道它是自己和自己产生干涉的?或者说后面的电子与前面的电子形成了干涉?这太不可思议了。”

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