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光的粒子说中第四个致命的问题
光的波粒问题已经争论了几百年,尽管光的波粒二象性已被大多数人所接受,并不能说明人们对光的本性有了彻底的认识,其中问题多多,有些还是致命的。 1909年泰勒曾做了一个很奇特的实验。他先在强光下拍摄了一根细针的衍射像,然后减弱光束的强度,延长曝光时间,有一次达三个月之久。当他把光束衰减到只有一个光了进入仪器时,所得到的衍射像与强光短时拍摄的完全相同。泰勒的实验表明,干涉与衍射,并不象人们通常认为的那样,是多个光子同时存在并相互作用而产生的,相反,单个的光子也能产生干涉与衍射。此后,他又作了单光子的双缝干涉试验,结果相同。 单光子干涉试验给光的粒子说提出了这样一个致命的问题:设想当弱光束打在双缝上实现单光子干涉时,一个光子怎么能“部分”地穿过一个缝,同时又“部分”地穿过另一个缝,然后自己的一部分和自己的另一部分发生干涉呢? 1970年狄拉克明确表明,对于单个光子干涉现象,完全可以用几率幅的概念作出回答。当光子射向双缝屏时,每一个光子穿过每一个缝都有一个几率幅,而在光屏上的每一点也将对应一定的几率幅,这些几率幅的叠加,就形成了干涉图样。 泰勒的试验和狄拉克的解释,向人们提出了一个老问题,这就是如何认识光的本质,当用量子理论描述光子时,究竟什么是最根本的概念呢?是波粒二象性,还是几率幅呢?这的确是长久以来一直没有弄清楚的问题。 |