電子雙縫幹涉實驗,是1顆電子同時穿越2條縫

電子是1897年，由英國科學家詹森發現的。雖然時間過了100年，但是關於電子的性質卻有很多的爭論。

》根據量子力學的理論計算結果，電子的大小是0。正確的說應該是電子的體積是0。

通常意義上講電子的半徑是指它的庫侖半徑，這是經典電動力學的計算結果，電子的庫倫半徑一般在10的-15次方。

對電子體積的測量，一直就沒有停止過。科學家測量電子體積的時候，會有一個很小的能量陷阱，去捕捉電子。如果能夠成功的把電子放到陷阱裡面，證明電子的直徑比陷阱的直徑要小。著名實驗物理學家丁肇中教授的實驗結果表明，電子可以被放在能夠找到的任意小的能量陷阱之內。目前的實驗精度為10的-22次方米。所以對於電子的性質，我們只能做如下描述：量子力學裡面需要一個體積是0的電子，而實驗結果表明，在人類的探測精度範圍內，電子的體積趨向於無窮小。

如果電子的體積不為0，那麼量子力學將被改寫。

不僅如此，作為一個非常重要的微觀粒子，電子和所有的微觀粒子一樣，同時具有波動性和粒子性，其波動性可以通過雙縫幹涉實驗來進行驗證。

電子的雙縫實驗，通常被認為很詭異，尤其是單電子的雙縫幹涉實驗。

我們朝雙縫一顆一顆的發射電子，積累足夠長的時間。仍然會在後面的屏幕上得到幹涉條紋。這意味著1個電子可以同時以50%概率穿越兩條縫，形成兩條波。

》電子之所以能夠同時穿越兩條縫，這和電子的波函數的性質有關。

量子力學所謂的波函數並不是真正意義上的波。本質上和我們在海洋裡見到的波浪，以及我們聽到的聲波是不一樣的。

量子力學裡的波函數，描述的是點狀粒子，在空間以概率性的形式存在，這種概率的分布表現像波。所以被稱為波函數。

這就是微觀粒子波粒二象性的本質含義。

從量子力學對于波函數的定義，我們可以推導出以下的結論：微觀粒子在波函數狀態下，只能自己跟自己幹涉。

所以電子在通過雙縫時，它的幹涉情況和一般水波在通過雙縫時候的，本質是不一樣的。

現在舉一個日常生活中的例子說明這一點：小明和小強是一對雙胞胎。他們同時去買彩票，小明買的是福利彩票，小強買的是旁邊的刮刮彩。

很顯然，他們兩個人的中獎概率是不一樣的。小明的中獎概率可能是1/10000。小強的重點概率可能是1/10。他們兩個人的概率不能疊加和平均，同理，這個世界上所有彼此分離事件的概率都不可以疊加。

對於穿過雙縫的電子來說也是這樣。

》一個電子的機率波不會和另外一個電子的機率波在空間疊加。那麼電子穿越雙縫時形成的幹涉條紋就只能這樣解釋：一個電子同時穿越雙縫，他自己跟自己疊加。

所以不管是用電子束做幹涉實驗，還是用單電子做幹涉實驗，得到的結果都是一樣的。

這就是為什麼說，電子同時穿越雙縫，不合常理，但不違背理性的原因。

也正因為微觀粒子的行為是如此的詭異，詭異到連科學家都不相信這種事情存在。所以他們才會在電子穿越雙縫的背後裝上探測器，要探測電子到底是從哪一個縫穿越的。

結果已經大家都知道了：電子一旦被探測，就會立刻從波函數狀態潰縮到點粒子的狀態，幹涉條紋就消失了。