万物本质的奥秘：波粒二相性.pdf

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1、万物本质的奥秘：波粒二相性--------------------------------------------------------------------------作者:_____________--------------------------------------------------------------------------日期:_____________万物本质的奥秘：波粒二相性十分确定地说，今天的科学现代化，90%源自于对一个实验的不断研究，以及由此实验发展出来的科学技术。人们围绕这个实验不断创造出各种各样的电子仪器和高科技产品（卫星、液晶电视等等）。这一实验

2、即是让世界一流科学家对心灵哲学发生根本认识改变的原因，也是领悟心物是如何一体的核心秘密所在。下面，我们即详细论述这个实验——波粒二相性，和理解其带给我们的深远意义。第一节、光是波证明1.首先，假定电子（和光子）是一个如台球一样的粒子。而日常中物质粒子——如一个台球的运动是如下情况：实验1：当用一个可以发射台球的台球枪对着一道狭缝随机发射许多台球的话，那些正好穿过狭缝的台球就会在单缝隙后面的屏上形成竖着的一道“台球”条纹（也可以说是印迹）。实验2：当用这个台球枪对着两道狭缝随机发射许多台球的话，那些正好穿过狭缝的台球就会在两道缝隙后面的屏上形成竖着的两道“台球”条纹。实验3：投一个铁球到水池中

3、激起一道水波，当水波穿过带有一条缝隙的挡板后，会由于波所特有的衍射特性，在挡板后面再次形成和扩散出去另一道水波，然后这道波会打在后面的屏上。实验4：当再次激起这么一道的水波，在穿过带有两个缝隙的挡板后，由于波所具有的衍射特性，这时会在挡板后面形成两道水波。这两道新形成的水波在交织碰撞后，就会发生“波”所特有的干涉现象——即在挡板后面的屏上形成了以波能量强度（波的振幅）为特征的干涉条纹。实验5：用一个可以发射电子的电子枪——这个电子枪与你家的手电筒在原理上一模一样，所以这时也可以看作是一支可以控制发射发光强度的精致的手电筒，对着带有一个缝隙的挡板发射许多电子时，这时就会在后面的屏上看到一道亮的

4、光芒带——如同水波通过一条狭缝发生的情况一样（注：由于对实验所用器材、形式和表述说明的差异性，这时也可认为是出现一道“电子条纹”）。实验6：当用电子枪对两条狭缝发射许多电子时，这时就会在后面的屏上看到，如同水波通过两条狭缝产生波的干涉条纹一样，众多的电子在通过两条狭缝后，共同协力形成了干涉条纹的图案。结果非常清楚而简单：如果电子是如台球一样的粒子，那么当用台球枪随机向带有两个缝隙的挡板发射台球的时候，在后面的屏上就会出现如实验2中的两道竖向台球排列的条纹(印记)。但是，人们看到的却是如实验4中的水波穿过两个缝隙形成的干涉条纹一样的电子的干涉条纹，所以人们确定电子具有水波的特性——衍射和发生干

5、涉的特性——也就是由于这一特性人们才十分确定地说，电子（光子），是以波的形式在空间中穿行的。问题是，电子是波这一点有什么奇怪的吗？因为两道波相撞后会发生干涉现象——波峰与波谷相遇波会消失，波峰与波峰相遇波会被加强，波谷与波谷相遇波谷会更深，所以如果光（电子等同于光子）是波，就会出现两道光照到一个地方会更黑的现象（以上电子的干涉条纹完全证明了这一现象已经发生了），那么我们就得接受如下怪诞的事情：比如，在夜晚一根针掉在了地上，然后你打开了一支手电筒去找这根针。但是由于手电筒不太亮而看不清楚地面，结果你的一位朋友为了帮助你就用了另一支手电筒同时去照射丢针的那块地面。这时令人惊讶的事情出现了，两道光

6、照射在一起应当更亮才对，但是当两道光共同照在一起的时候，竟然变得毫无光亮使得地上更加黑暗。除非遇到“鬼”，否则怎么会出现这样奇怪的事情呢？（当然，以上这种情况在日常生活中不会出现，因为条件不严格。但是在严格的实验条件下是完全会出现的——这严格实验中还要涉及到同一光源的问题）。两道光加在一起竟然会变得更黑，让一百年前所有的科学家都无法接受，但是这一现象不是由“鬼”造成的，所以，人们无论怎么不情愿也得接受“两道光加在一起会变得更黑”的现象，即必须接受光是波的事实。证明2.还有一个我们日常生活中的常见现象可以证明光是波，即我们经常在肥皂泡上看到五颜六色的光彩。白光（如阳光、灯光）是含有所有不同波长

7、，或者叫做含有所有颜色光波的光。当从水膜一边反射回来特定波长光波的波峰和从另一边反射过来的波谷相重合时（即发生波的干涉），对应于这一颜色波长的光波就不会出现在白光中——波峰与波谷相遇相互抵消了，这也如同物质从虚空中消失了。这样当白光中缺少某一波长的光波时，其它波长的光波就会暴露出来，而显现出五颜六色的光芒。如果光是由粒子组成的，那么就绝不会出现这种干涉现象。只有光是波的情况下才会出现这种干涉现象。第二节、光是