3. 光既是波，也是粒子

现在让人纠结的问题出现了：当你撤除强光，电子的干涉条纹又出现了。这又让你必须相信电子是以波的方式穿过双缝的（见图1-24）。当你照射上强光，这时因为是你去看了它，结果电子就以一个一个的粒子形式出现了，而且每一个电子粒子只穿过其中的一条缝，在第二块挡板上突然又呈现出了两道条纹（见图1-25）。

图1-24 当你撤除强光，电子的干涉条纹又出现了。这又让你必须相信电子是以波的方式穿过双缝的

图1-25 当你照射上强光，这时因为是你去看了它，结果电子就以一个一个的粒子形式出现了，而且每一个电子粒子只穿过其中的一条缝，在第二块挡板上突然又呈现出了两道条纹。当你撤除强光，电子的干涉条纹又出现了……（具体关于波粒二相性的具体实验细节，请参看《科学禅定》一书，有较为详细的图文论述。）

那么，如果我们把强光变弱，而对电子造成最小的扰动，这时情况又是怎么样的呢？

变弱光照的强度不是变弱每一个光子的能量，只是减少了照射出的光子数目。例如，当你变弱光照强度后，假设每秒钟探测器发射出来的光子数是100个，而每秒钟穿过双缝的电子是200个，因此你只能看到有100个电子随机穿过其中一条缝。另外100个电子因为没有光子撞击到它们，所以你将看不到这些电子。如果你去做这样的实验，那么你将在实际检测中看到：被你看到的100个电子会以粒子的形式出现，而且在挡板上显示出两道条纹。那些没有被你看到的100个电子会显示出干涉条纹。就是说，你没有看到的那100个电子仍然会以波的形态同时穿过两条缝。

以上实验带给我们的结果是，你去看它，一个电子（光子）就是一个粒子。你不去看它，一个电子就是一道波（图1-26）。波代表无处不在，粒子是一个有确定空间位置的东西。是波还是粒子，不是它本来如此，而是你的看（意识）决定了它的属性。

图1-26 电子既是波也是粒子示意图 4. 一个电子也是波

现在出现了一个问题：如同水是由水分子组成的，水波的干涉条纹是由水分子堆积出来的。因此，如同不能说一个水分子也是一道波一样，电子的干涉条纹是否也是由一群电子以波的形态穿过双缝，然后在挡板上堆积出来的干涉条纹呢？或者说，你可以说一群电子是一道波，但是你不能说一个电子也是一道波。为了证明一个电子是否也是一道波，科学家做了如下实验：

这次对实验所用的器具作了修改，即，用一台一次只发射一个电子的电子枪向带有两条狭缝的挡板发射电子。并将第二块挡板换成让电子必须现身为粒子的电子检测屏（如同电视机的荧光屏）。

现在实验开始：发射一个电子，你会在检测屏上看到一个针尖般的亮点。这个亮点的出现证明电子是以一个粒子的形式出现的。一秒钟后，发射第二个电子，这时检测屏上就会显示出第二个光点。下一秒钟，发射第三个电子，检测屏上出现第三个亮点，然后是第四个、第五个……一开始，电子只是以随机方式在检测屏上出现的。当随着一个一个电子的到达，在你发射了一万个电子后，最终在电子检测屏上竟然又出现了“干涉条纹”。这就让人感到不可思议了，因为电子是以一个一个粒子的形式到达的，所以它在穿过双缝时，也必须是以一个粒子的形式穿过其中的一条缝。如果一个电子不是以一道波的形态穿过双缝的，那么在相同间隔时间陆续发射出的电子就不会形成干涉条纹。但是实验结果却不是这样，即便你一个一个地发射电子，电子最终还是会形成干涉条纹。因此，根据这一实验结果让你必须作出如下想象：“发射出的一个电子一定是以一道波的方式同时穿过两条缝的，然后在穿过双缝形成两道波后，自己又干涉了自己，最后出现在检测屏的某一个点上。”因此，一群电子是一道波，一个电子也是一道波。

以上就是经典的波粒二相性实验，它所带给我们的结果是：电子、光子，既是粒子也是波。当你去看它的时候，它是一个粒子，当你不去看它的时候，它以波的形态在空间中扩散着。就是说，一个光子像一个粒子那样出发和到达，但在空间中却以球状波的形态运动着。最终科学实验证明：光是虚无的波动。