电子双缝实验

电子双缝实验

这个实验本来是通过干涉探究电子的波动性的实验，但是在电子到底是粒子还是波的争论中，也就是两大范式的争论中，科学家们开始用仪器精确测定电子的运动轨迹来判断干涉过程的形成。出人意料地，当我们用仪器（例如云室）观测电子的运动轨迹或是探测电子从哪个缝穿过时，干涉条纹就会消失，呈现出粒子性而非波动性。

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海森堡从粒子性的角度推出了不确定性关系，但是玻尔却意识到不确定关系正是波和粒子之间的桥梁，1927年9月，他首次提出互补原理这一概念，从不确定性关系出发，量子现象无法用单一的经典的物理图像来描述，必须用互补原理加以解释。当波动性体现出来时，粒子性就会不那么明显，反之亦然。波和粒子在统一微观物体身上是互斥的，但在更高的层次是统一的。互补原理的提出几乎彻底的结束了波和粒子，矩阵和波动的长久的争论，探究微观粒子本身是电子还是波并没有物理意义，这取决于我们用何种方式去观测它。在电子双缝实验中，如果我们用仪器观测电子的轨迹，那么电子的波动性就会消失从而失去干涉条纹。波粒二象性的建立从物理图像上同意了矩阵和波动两个范式。两个貌似不可通约的范式被新的理论的发现而统一，共同构成了现代量子力学体系的基本范式。