千裏。這次撞擊使得我們渾身筋骨欲脫,腦中天旋地轉,眼前直冒金星。我們忘了自己現在是個什麼尺寸!要不是運氣好,這次碰撞已經要了咱們的小命。當好不容易爬起來時,早就不知道自己身在何方,那個電子更是無影無蹤了。
剛才真是好險,看來這一招是行不通的。不過,我聽見聲音了,是微粒和波動在前麵爭論呢,咱們還是跟著這哥倆去看個究竟。它們為了模擬一個電子的曆程,從某個陰極射線管出發,現在,麵前就是那著名的雙縫了。
“嗨,微粒。”波動說道,“假如電子是個粒子的話,它下一步該怎樣行動呢?眼前有兩條縫,它隻能選擇其中之一啊,如果它是個粒子,它不可能兩條縫都通過吧?”
“嗯,沒錯。”微粒說,“粒子就是一個小點,是不可分割的。我想,電子必定選擇通過了其中的某一條狹縫,然後投射到後麵的光屏上,激發出一個小點。”
“可是,”波動一針見血地說,“它怎能夠按照幹涉模式的概率來行動呢?比如說它從右邊那條縫過去了吧,當它打到屏幕前,它怎麼能夠知道,它應該有90%的機會出現到亮帶區,10%的機會留給暗帶區呢?要知道這個幹涉條紋可是和兩條狹縫之間的距離密切相關啊,要是電子隻通過了一條縫,它是如何得知兩條縫之間的距離的呢?”
微粒有點尷尬,它遲疑地說:“我也承認,伴隨著一個電子的有某種類波的東西,也就是薛定諤的波函數ψ,波恩說它是概率,我們就假設它是某種看不見的概率波吧。你可以把它想象成從我身上散發出去的某種看不見的場,我想,在我通過雙縫之前,這種看不見的波場在空間中彌漫開去,探測到了雙縫之間的距離,從而使我得以知道如何嚴格地按照概率行動。但是,我的實體必定隻能通過其中的一條縫。”
“一點道理也沒有。”波動搖頭說,“我們不妨想象這樣一個情景吧,假如電子是一個粒子,它現在決定通過右邊的那條狹縫。姑且相信你的說法,有某種概率波事先探測到了雙縫間的距離,讓它胸有成竹知道如何行動。可是,假如在它進入右邊狹縫前的那一刹那,有人關閉了另一道狹縫,也就是左邊的那道狹縫,那時會發生什麼情形呢?”
微粒有點臉色發白。
“那時候,”波動繼續說,“就沒有雙縫了,隻有單縫。電子穿過一條縫,就無所謂什麼幹涉條紋。也就是說,當左邊狹縫關閉的一刹那,電子的概率必須立刻從幹涉模式轉換成普通模式,變成一條長狹帶。”
“現在,我倒請問,電子是如何在穿過狹縫前的一刹那,及時地得知另一條狹縫關閉這個事實的呢?要知道它可是一個小得不能再小的電子啊,另一條狹縫距離它是如此遙遠,就像從上海隔著大洋遙望洛杉磯。它如何能夠瞬間作出反應,修改自己的概率分布呢?除非它收到了某種瞬時傳播來的信號,怎麼,你想開始反對相對論了嗎?”
“好吧,”微粒不服氣地說,“那麼,我倒想聽聽你的解釋。”
“很簡單,”波動說,“電子是一個在空間中擴散開去的波,它同時穿過了兩條狹縫,當然,這也就是它造成完美幹涉的原因了。如果你關閉一個狹縫,那麼顯然就關閉了一部分波的路徑,這時就談不上幹涉了。”
“聽起來很不錯。”微粒說,“照你這麼說,ψ是某種實際的波,它穿過兩道狹縫,完全確定而連續地分布著,一直到擊中感應屏前。不過,之後呢?之後發生了什麼事?”
“之後……”波動也有點語塞,“之後,出於某種原因,ψ收縮成了一個小點。”
“哈,真奇妙。”微粒故意把聲音拉長以示諷刺,“你那擴散而連續的波突然變成了一個小點!請問發生了什麼事呢?波動家族突然全體罷工了?”
波動氣得麵紅耳赤,它爭辯道:“出於某種我們尚不清楚的機製……”
“好吧,”微粒不耐煩地說,“實踐是檢驗真理的唯一標準是吧?既然我說電子隻通過了一條狹縫,而你硬說它同時通過兩條狹縫,那麼搞清我們倆誰對誰錯不是很簡單嗎?我們隻要在兩道狹縫處都安裝上某種儀器,讓它在有粒子——或者波,不論是什麼——通過時記錄下來或者發出警報,那不就成了?這種儀器又不是複雜而不可製造的。”
波動用一種奇怪的眼光看著微粒,良久,它終於說:“不錯,我們可以裝上這種儀器。我承認,一旦我們試圖測定電子究竟通過了哪條縫時,我們永遠隻會在其中的一處發現電子。兩個儀器不會同時響。”
微粒放聲大笑:“你早說不就得了?害得我們白費了這麼多口水!怎麼,這不就證明了,電子隻可能是一個粒子,它每次隻能通過一條狹縫嗎?你還跟我嘮叨個什麼!”但是它漸漸發現氣氛有點不對勁,終於它笑不出來了。
“怎麼?”它瞪著波動說。
波動突然咧嘴一笑:“不錯,每次我們隻能在一條縫上測量到電子。但是,你要知道,一旦我們展開這種測量的時候,幹涉條紋也就消失了……”
……
時間是1927年2月,哥本哈根仍然是春寒料峭,大地一片冰霜。玻爾坐在他的辦公室裏若有所思:粒子還是波呢?5個月前,薛定諤的那次來訪還曆曆在目,整個哥本哈根學派為了應付這場硬仗,花了好些時間去鑽研他的波動力學理論,但現在,玻爾突然覺得,這個波動理論非常出色啊。它簡潔,明確,看起來並不那麼壞。在寫給赫維西(Hevesy)的信裏,玻爾已經把它稱作“一個美妙的理論”。尤其是有了波恩的概率解釋之後,玻爾已經毫不猶豫地準備接受這一理論並把它當作量子論的基礎了。