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大到宇宙的诞生,小到原子的运转,科学家们相信,这个世界的万事万物都是基于同一个规律,可以用同一个理论,甚至同一套方程解释一切。比如,让苹果掉下来把牛顿砸晕的是万有引力,让月亮悬在空中掉不下来的也是万有引力。用同一个方程,既能算出地球的质量,也能让马斯克的猎鹰九号火箭上天,这就是科学的威力。
想要一个宇宙、两种规律?
对不起兄弟,别在科学界混了,您可以去跳个槽,比如竞选总统。
当然,科学家们没有谁敢自称是真理的代言人,就连牛顿谦虚起来都是这样的:「我只是一个在海滩上捡贝壳的孩子,而真理的大海,我还没有发现啊!」
就算是捡贝壳,捡的多了,说不定拼到一起就能窥见真理之神的全貌呢!
整个科学史,就像一个集卡拼图的过程。做实验的科学家们每发现一个科学现象,搞理论的科学家们就绞尽脑汁推测它背后的运行规律。不同领域的大牛把各方面的知识、理论慢慢拼到一起,真理的图像就渐渐清晰。
在 20 世纪初,光学的知识储备和数学理论越来越完善。大家逐渐觉得,这一块的真相总算有希望拼出来了——结果却发现,波派和粒派的理论早已背道而驰,还各自越走越远。这就好比你集了一辈子卡片,自以为拼得差不多了。这时突然发现,你拼出的图案居然和别人是不一样的,而且差的不是一点点!
是不是有种把对方连人带图都砸烂的冲动?
当时波派和粒派都坚信,自己手上的拼图,才是唯一正确的版本。
双方僵持不下直到 1924 年,终于有人大彻大悟: 波 or 粒,为什么光不能两者都是呢?
也许在某些时候,粒子看起来就像是波;在另一些时候,波看起来就像是粒子。波和粒如同阴阳一般相生相克,就像一枚硬币的正反两面(波粒二象性),只不过我们一直以来都在盲人摸象、各执一词。
真理确实只有一个,但是真理的表现形式,会不会存在着多个版本?
难道真理就是那个千面之神,用千变万化的面目欺骗了我们如此之久?
灵异的实验
究竟是波,是粒,还是波粒二象,大家决定,用一个简单的实验来做个了断:
双缝干涉实验
双缝,顾名思义,就是在一块隔板上开两条缝。
用一个发射光子的机枪对着双缝扫射,从缝中漏过去的光子,打在缝后面的屏上,就会留下一个光斑。(等效于 1961 年电子双缝干涉实验)
在实验之前,科学家的推测如下:
第一种可能
如果光子是纯粒子,那么屏幕留下两道杠。
光子像机枪发射的子弹一样笔直地从缝中穿过,那么屏幕上留下的一定是 2 道杠,因为其他角度的光子都被板挡住了。
第二种可能
如果光子是纯波,那么屏幕上会留下斑马线般的一道道条纹。
光子穿过缝时,会形成