2005-08-29 22:43:34夏途島

量子力學的哲學爭論(1)

量子力學很可能是人類所曾經創造過,最為奇詭的理論,大師費曼認為沒有人真正了解它.困難點在於它和我們的常識有太多衝突,甚至和我們對因果律的認識有太深的牴觸.

其中最有名的雙縫實驗是這樣的,如果你用一塊紙板,切一道縫,把光打上去,透過縫,我們會在紙板後的屏幕上看見一塊中間較亮,兩側漸漸變暗的光帶,如果我們把光比做一堆子彈(光粒子說),射過細縫後的小子彈其彈痕的分佈大致就是這個樣子,於是有人,再加一道縫,我們的理性會認為,不過加一道縫,應該只是再出現另一道光帶罷了,結果離奇的是,我們看見了波的干涉現象,光帶是連續好幾段亮帶和暗帶相間.

最早提倡光波動說的是惠更斯,而贊成光粒子說的則是偉大的牛頓,但是楊格首先做了雙縫實驗,從此,光波動說大行其道,如果光是粒子,應該不會有雙縫後出現的干涉現象,反之,波動說和單縫實驗並無衝突.

如果,歷史的軌跡走到這裏,一切倒還好,問題是到了二十世紀,發生了一個奇怪的現象,在黑体幅射問題中,普朗克發現將光視為一種離散的量(也就是說,有基本單位,光的能量只能是基本單位的整數倍,沒有1/2個普朗克單位的光能),可以得到正確的方程式,而愛因斯坦也利用這個量子說來解釋當時大家爭論的光電效應,這似乎意味著光子是存在的,光無法被無限分割下去,如果光是波動,應該可以找到要怎麼小就怎麼小的波長的光,但實驗證明光是有最小的波長.

”光不可能既是波,又是粒子”,許多當時的物理學家非常苦惱這個奇怪的現象,這就是量子論起源中最有名的”波粒二象性”(particle-wave duality).