姜北問出這個問題後心中很是忐忑，因爲向牛教授這麼一個治學嚴謹的人問出這麼玄乎的問題實在有些可笑。 牛教授笑笑，停頓了片刻，彷彿神思脫離了肉體在宇宙中遨遊，然後緩緩的說：“懷疑過。” 姜北大感意外，馬上來了興致，他不自覺地坐直身子，問：“牛老師，您也懷疑過？” “是的，”牛教授說：“你知道，我大學時學的專業是數學，讀研究生學的是物理，到了讀博士才改學的計算機。我就是在讀研的時候有了你說的這個疑問，這也是我爲什麼放棄了理論科學轉向應用科學的原因。” 姜北聽了一陣興奮，兩眼放光的問：“牛老師，能跟我說說嗎？” 牛教授笑道：“當然可以，姜北，你還記得托馬斯·楊發表的一個非常著名的實驗：光的雙縫干涉嗎？” “記得，”姜北說：“他把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面，形成一個點光源，然後在這張紙後面再放一張紙，紙上開兩道平行的狹縫，後面再放一個投影屏。結果發現，小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上，形成了一系列明暗交替的條紋。” 牛教授讚許道：“不錯，這就是波的干涉條紋，干涉是波的特性。看來那些年在學校學的東西你還沒有全都扔掉。” 姜北聽到牛教授誇自己，簡直受寵若驚，他嘿嘿傻笑兩聲，撓了撓頭。 牛教授繼續說：“那一年，我在讀研學到量子論的時候，在實驗室裡重複了一個前人的重要實驗，就是用電子代替點光源來做波的干涉實驗，結果令我非常吃驚，當時的實驗結果，在屏幕上竟然同樣出現了干涉條紋。姜北，你明白這意味着什麼嗎？” 姜北想了想，說：“干涉是波的特性，電子是原子的內部結構，它顯然是一種粒子，粒子之間怎麼可能相互干涉呢？難道電子其實不是粒子，而是一種波？這也……這也說不通啊。” 牛教授一拍手，讚道：“說的好，句句都問到關鍵處！但是問題還不止這些，更有意思的事情還在後頭。後來我稍微修改了一下實驗，試着控制電子的數量，每次只發射出一個電子，你猜結果會怎麼樣？” “按照正常來說
，兩列波之間纔會出現干涉現象，如果只有一列波，干涉就不可能發生，實驗結果應該會在背後的感光屏上激發出一個小亮點。”姜北說。 “不錯，理論上確實應該是這樣。但令我驚訝的是，當我把電子一個一個通過雙縫打在感光屏上時，隨着亮點慢慢增多，逐漸地又能看出干涉條紋來了。亮點越來越多，條紋就變得越來越清晰。姜北，聽到這裡你有什麼疑問嗎？”牛教授說。 姜北皺眉想了片刻，說：“疑問太多了，根據您說的實驗現象，電子到底是一個粒子，還是一種波？假如它是粒子，那爲什麼在穿過雙縫時會像波一樣產生干涉現象呢？假如它是一種波，那爲什麼在碰到屏幕時，它卻又會打出一個亮點來，表現出粒子的特徵？當它一個一個地通過雙縫時，爲什麼還會存在干涉現象？難道它是自己和自己產生干涉的？或者說後面的電子與前面的電子形成了干涉？這太不可思議了。” 牛教授笑道：“更不可思議的還在後面，後來在我一個一個發射電子的過程中，只要關閉掉雙縫中的任意一條，後面的那些電子馬上就能感應到這種變化，打在屏幕上時不會再出現干涉條紋了。甚至在不關閉狹縫的情況下，只要在雙縫的後面安裝一個探測器，測量電子是從哪條縫出來的，電子就能馬上作出反應，干涉條紋立即消失得無影無蹤。” 姜北認真的聽着，他聚精會神，生怕跟不上牛教授的思路。 “這個實驗的結果讓我很困惑，電子在穿過狹縫前的一剎那，是如何馬上就知道另一條狹縫被關閉了的呢？相對於電子的大小而言，另一條狹縫與它的距離可不是一般的遙遠，電子爲什麼在瞬間就能作出反應？除非它收到了某種瞬時傳播來的信號，但這種信號是誰發送給它的？爲什麼有探測器看着它時，電子馬上就改變了行爲方式？”牛教授說。 “那……這些疑問現在有定論嗎？”姜北問。 牛教授搖頭：“到了現在，我們手上有了一大堆的解釋版本，卻沒有哪一種能夠統一大家的意見，每一種版本都是那麼的不可思議，聽起來不像是科學，而像是天方夜譚。” “那牛老師您更傾向於哪一種解釋
版本？” “我嘛，”牛教授沉吟片刻，說：“如果非要說一種的話，我更傾向於哥本哈根的解釋，不是因爲我對它的理論多信服，而且因爲其他版本的解釋更離譜。” “哥本哈根的解釋？牛老師，我的專業不是學物理的，沒聽過這個解釋，您能給我講講嗎？”姜北說。 “當然，”牛教授說：“哥本哈根解釋的內容主要包括3個部分，分別是海森堡的‘不確定性原理’、波恩的‘概率解釋’和玻爾的‘互補原理’。前面兩種理論實在是太誇張了，它們認爲世界是不確定的，充滿了偶然性和隨機性。但互補原理還要更可怕得多，因爲它居然認爲世界是由意識決定的。” “世界是由意識決定的？”姜北聽了一愣，科學界的主流不是一直都宣揚唯物的嗎？ “互補原理是這樣解釋的，”牛教授說：“實際上電子既可以說是一種粒子，也可以說是一種波，這叫做‘波—粒二重性’。但在每一個特定的時刻，電子不可能同時既是粒子又是波，而只能是其中的一種。它到底會是粒子還是波，這取決於是否有人在觀察它。當沒人觀察它時，它就是波，以波函數的形式處在一種疊加的狀態之中，瀰漫於整個空間；而一旦有人觀察它時，波函數突然從空間中收縮，集中在一個點上，於是它就變成了粒子。波函數這種奇蹟般的變化被稱爲‘坍縮’。” 牛教授喝了一口水，繼續說：“按照這一理論，前面的實驗結果就可以解釋了，在前面的實驗中電子最初是一種波，它以某種方式同時穿過了兩條狹縫，自己與自己發生了干涉。在撞上感光屏的那一瞬間，這時候就相當於有人觀測它了，所以它變成了粒子，按照ψ的概率隨機打在屏幕的某個位置上。假如在雙縫後面裝上探測器，那麼同樣的道理，被觀測的電子馬上變成了粒子，粒子不會產生干涉現象，所以干涉條紋消失了。” 姜北瞪着一雙大眼，努力消化着牛教授說的話。 “姜北，講到這裡，你意識到這個理論的奇特之處了嗎？”牛教授問。 姜北搖了搖頭，他突然想到以前上學的時候，牛教授的課自己竟然沒掛過科，這真是一個奇蹟！
（本章完）