關于物質“波粒二象性”的認識

摘 要：上世紀初及更早的時候，“光是波動，因此不是粒子；電子是粒子，因此不是波動”這樣的觀念被牢牢地固化在人們的頭腦中。然而，后來在事實面前物理學家們又不得不承認光子和實物粒子等微觀客體具有“波與粒子的兩重性”。所謂的既像“波動”又像“粒子”，是指它們在某些情況下表現得類似于經典的“波動”，而在某些情況下又表現得類似于經典的“粒子”。這種奇怪的“二象性”其實恰恰說明微觀客體即不是經典的波動又不是經典的粒子，也不是把兩者加在一起的東西，而是一種既無直觀對應又不能用經典語言描述的實在。

關鍵詞：物質；光波；粒子；二象性

光究竟是什么？是粒子還是波？這個問題爭論了三百年之久。自牛頓、惠更斯各樹一幟之后，菲涅耳、麥克斯韋和赫茲等人的工作，有力地支持了光的波動說；而1905年愛因斯坦對赫茲發現的光電效應的解釋，說明了光是一種粒子即光子，至此確立了光的“波粒二象性”。1924年德布羅意大膽假設，實物粒子同光子一樣也具有“波粒二象性”，這一假設在1927年被戴維遜和革末的電子衍射實驗所證實，電子衍射實驗證實了電子的波動性。那么，電子是否還有可能顯出粒子性呢？用極微弱的電子束射向金屬箔的衍射實驗表明，如果曝光時間不長，底片上出現的只是一些不規則的感光點，只有當曝光時間足夠長時，感光點才顯示出衍射花樣。感光點的出現表明電子是一粒一粒到達底片的，這正是電子粒子性的體現。……