有人把電子雙縫干涉實驗稱為十大經(jīng)典物理實驗之首，認為這個實驗顛覆了世界，讓人匪夷所思、毛骨悚然。實際上電子雙縫干涉實驗深刻揭示了傳統(tǒng)波動理論的重大缺陷，也預(yù)示著當代量子力學(xué)將迎來新的重大發(fā)展。

　　第一節(jié)　 什么是電子雙縫干涉實驗

　　　1807年，托馬斯·揚作做光的雙縫干涉實驗，認為光的本質(zhì)是波。1961年，蒂賓根大學(xué)的克勞斯·約恩松第一次用電子束做雙縫干涉實驗，當時科學(xué)家普遍認為電子作為一種實物粒子，通過雙縫后將在屏幕上打出兩條亮紋，就像子彈通過雙縫后將在屏幕上形成兩條彈著點一樣，如下圖所示。然而事實并非如此，電子通過雙縫后在屏幕上形成了明暗相間的條紋（干涉條紋）。

　　電子作為實物粒子為什么會形成明暗相間的干涉條紋呢？比照光的雙縫干涉實驗，科學(xué)家認為電子也是一種波，通過左縫的電子和通過右縫的電子發(fā)生干涉就形成了明暗相間的干涉條紋，電子的波動理論很好地解釋了電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的實驗事實，但是真正的考驗還在后面。

1974年，克勞斯·約恩松將電子一粒一粒的發(fā)射出來并讓它通過雙縫，當?shù)谝粋€電子到達屏幕以后過一段時間再發(fā)射第二個電子（目的是為了確保第一個電子不會對第二個電子產(chǎn)生影響），經(jīng)過足夠長的時間之后屏幕上依然出現(xiàn)了干涉條紋（若干條等寬的亮紋）。這個結(jié)果就讓人吃驚了。

　　波動理論認為電子雙縫干涉條紋是電子間相互干涉的結(jié)果（即通過左縫的電子與同時通過右縫的電子間產(chǎn)生了干涉），如果是成對的電子同時通過雙縫還好理解，但問題是電子發(fā)射源每次只發(fā)射一個電子屏幕上依然產(chǎn)生了干涉條紋。那么單一電子在跟誰干涉呢？它到底通過哪條縫呢？

　　為了搞清楚單個電子到底是從哪條縫經(jīng)過的、電子有沒有同時通過雙縫，科學(xué)家在雙縫后加了一個觀測儀器，實驗成功地觀測到電子通過了左縫、右縫、左縫、右縫……，并且實驗中發(fā)現(xiàn)同一時刻電子只通過一條縫。但更神奇的事情發(fā)生了：不加裝探測裝置觀測的時候，電子表現(xiàn)出波的特性（在屏幕上形成明暗相間的干涉條紋），而一旦加裝探測裝置電子就表現(xiàn)出粒子性（在屏幕上形成兩條亮紋）。為了排除光子對實驗的影響，科學(xué)們又做出了一種既不影響電子、又能觀測到電子的裝置，這種觀測儀器不發(fā)光、只接收光，但得到結(jié)果還是一樣：不觀測電子就表現(xiàn)出波動性、一旦觀測電子就表現(xiàn)出粒子性。在經(jīng)歷多次實驗以后，科學(xué)家們普遍認同了這一觀點：一旦我們觀測電子就表現(xiàn)為粒子性，如果我們不觀測電子就表現(xiàn)出波動性，于是有人提出人類的意識會影響最終的實驗結(jié)果。

　　對電子雙縫實驗的主流解釋為哥本哈根詮釋：光子（電子）總是以波的形式在空間分布和傳播，當外界對光子（電子）進行了成功探測時就會使光子（電子）波函數(shù)坍縮成一個點。這種觀點認為在光（電子）的雙縫實驗中，光（電子）總是以波的形式同時通過雙縫中的上縫和下縫，如果光波在上縫處被探測到，那么同時以波的形式通過下縫的光波就會消失，因為光的波函數(shù)在上縫處坍縮成一個點；如果光波在下縫處被探測到，那么同時以波的形式通過上縫的光波就會消失。

　　第二節(jié)　揭穿光（電子）同時通過雙縫中的上縫和下縫的謊言

　　我們可以用一個簡單的假想實驗來揭穿光同時通過雙縫中的上縫和下縫的謊言，這個實驗重在分析與邏輯推理過程，并不要求有多么先進、多么精密的儀器。實驗器材很簡單，找一個雙縫用透明感光介質(zhì)把雙縫中的下縫填滿，并確保下縫感光介質(zhì)每次都能使通過的光子感光。

　　當一個光子（或者叫光波）通過雙縫時，根據(jù)波動理論的推理，這個光子總是以波的形式通過同時通過上縫和下縫，由于光波在通過下縫時遇到感光介質(zhì)必然會被介質(zhì)感光，由于通過下縫的光波被介質(zhì)感光（相當于被我們成功觀測到）必然會在下縫處坍縮成一個點變成粒子形態(tài)，那么同時通過上縫的光波就會立即消失（因為光波由于被成功觀測到在下縫處坍縮成一個點了），既然如此，那么從上縫經(jīng)過的光波會因為坍縮消失則光波無論如何也不會從上縫處通過。這就很尷尬了，光照射在雙縫上，怎么老是在下縫處坍縮成一個點變成粒子形態(tài)，而上縫處始終沒有光波通過呢？

　　此時屏幕上會形成什么樣的條紋呢？根據(jù)波動理論的推理，如果感光介質(zhì)是透明的則屏幕上會出現(xiàn)一條亮紋，這是由于我們的成功觀測導(dǎo)致光子坍縮顯示粒子性特征，光子通過透明的感光介質(zhì)后就會打在屏幕上形成一條亮紋；如果感光介質(zhì)不透明則屏幕上什么條紋也沒有（因為下縫處填滿不透明的感光介質(zhì)光沒有辦法通過，而上縫由于波函數(shù)在下縫處坍縮消失也不會有光通過），這樣，下縫不透明不能讓光通過而上縫處的光波因為坍縮在下縫處而消失，所以屏幕上什么也得不到。有吃瓜群眾指出，如果雙縫的下縫不透明，那么這樣的雙縫至少還有一條可以讓光子自由通過的上縫，光子即使通過一條上縫至少也會在屏幕上形成衍射條紋，屏幕上怎么會什么也得不到呢？很明顯這是有悖于常理的，也是無法自圓其說的。

　　我們都知道，在雙縫實驗中用一個透明薄云母片或玻璃片蓋住下縫，屏幕上形成的依然是干涉條紋只不過整個干涉條紋會向下移動；接下來我們把下縫用薄云母片或玻璃片填滿，屏幕上形成的依然是干涉條紋只不過整個干涉條紋向下移動；隨后，我們在填滿下縫的薄玻璃片涂一層感光介質(zhì)，接下來就是見證奇跡的時刻了。如果下縫的感光介質(zhì)不透明，根據(jù)波動理論，一個光子在以波的形式同時通過雙縫時會在下縫處坍縮成一個點變成粒子形態(tài)，所以光波不能從上縫經(jīng)過而下縫又不透明（光波也不能從下縫經(jīng)過），這樣屏幕上什么也得不到。實際上，即使雙縫的下縫不透明、但至少還有一條可以讓光子自由通過的上縫，光子即使通過一條上縫至少也會在屏幕上形成衍射條紋，怎么會什么也得不到呢？這和實驗結(jié)果完全不符。同樣，如果下縫的感光介質(zhì)透明，根據(jù)波動理論，光波同樣不能從上縫經(jīng)過，這樣光波在下縫處坍縮成一個點，這樣的雙縫又等同于事實上的單縫了，它將在屏幕上形成明暗相間的衍射條紋。

　　這里我們看到，無論感光介質(zhì)透明還是不透明，波動理論都無法得到正確的結(jié)論，這個假想實驗也深刻揭示了波動理論的重大缺陷。要從根本上解決這個問題，只有徹底拋棄波動理論，重新認識光的粒子模型。

　第三節(jié)　單電子雙縫干涉條紋的形成原因

我們認為，單個電子形成明暗相間的干涉條紋的原因是：一個電子在通過雙縫時能且只能通過雙縫中的一條縫（左縫或者右縫），在通過縫的同時由于電子吸收了特定數(shù)目的引力子（成為極不穩(wěn)定的'超臨界狀態(tài)'的電子），吸收了不同數(shù)量引力子的電子將發(fā)生不同的偏轉(zhuǎn)角度并到達屏幕上不同的位置，根據(jù)電子吸收引力子數(shù)量的不同電子有可能到達第一條亮紋處、也可能到達第二條亮紋處、還可能到達第三條亮紋處……甚至到達第n條亮紋處。處于'超臨界狀態(tài)'的電子和引力子的結(jié)合力是極其微小的，外界任何輕微的擾動都會讓處于'超臨界狀態(tài)'的電子立即'裂變'放出特定數(shù)量引力子從而改變其原來的運動狀態(tài)。我們在雙縫后安裝探測儀器后，探測儀器發(fā)出的光子與處于'超臨界狀態(tài)'電子發(fā)生碰撞，光子對電子的沖擊將會使處于'超臨界狀態(tài)'的電子立即'裂變'放出特定數(shù)量的引力子，這樣就抹去了引力加在電子上的調(diào)制信息，從而使電子恢復(fù)到原來的運動軌跡并表現(xiàn)出粒子性特征。

新的矛盾揭示新的機遇，深入認識光的本質(zhì)并推動當代物理學(xué)進入后量子力學(xué)時代刻不容緩。不能因為西方科學(xué)用物質(zhì)波理論解釋衍射干涉現(xiàn)象就顯得高大上，我們用粒子模型解釋光的衍射干涉現(xiàn)象就顯得原始落后。希望有更多的有志之士支持我們、加入我們，書寫物理學(xué)發(fā)展史上濃墨重彩的新篇章?。?！