光的一體兩面

　　在已有百年歷史的量子物理中，任何物理實體一律既是波動又是粒子，其中最典型的例子就是光的本質。不過由於這個概念違背直覺，至今量子物理在一般人眼中仍是天方夜譚。像這種已成定論的科學理論，假使在日常經驗中找不到蛛絲馬跡，外人勢必永遠無法接受。好在無論多麼深奧的理論，最基本的概念總是最簡單不過，正是因為簡單過了頭，才使得人人視而不見。

　　如何用最生活化的方式來理解這個概念呢？讓我們來研究下面幾個命題。

　　命題一：你的正面是你，背面也是你(這是理所當然)；你的正面不是你，背面也不是你(因為正面與背面都只是你的一部分，無法完整代表你這個人)。

　　命題二：倘若我看得到你的正面，就看不到你的背面；看得到你的背面，就看不到你的正面。

　　命題三：你的正面和背面是你的「一體兩面」。

　　命題四：我們可以做如下類比：

　　　　光<====>人；波動<====>正面；粒子<====>背面

　　命題五：倘若我觀察到光的波動性，就觀察不到光的粒子性；觀察到光的粒子性，就觀察不到光的波動性。

　　命題六：波動和粒子是光的「一體兩面」。

　　命題七：物理學家在研究光的本質時，無論是觀察到波動性或粒子性，都只是觀察到部分真相而已，就好像瞎子摸象一樣。

　　在量子物理出現之前，連物理學家都深信波動與粒子涇渭分明，一個物理實體若是波動就不是粒子，若是粒子就不是波動。可是藉由探索光的本質，他們終於瞭解任何波動都具有粒子性，任何粒子也都具有波動性。這就是量子物理的兩大基石之一「波粒二象性」：自然界沒有單獨存在的波動，也沒有單獨存在的粒子；波動與粒子總是成對出現，不過我們一次只能觀察到其中一面。舉例而言，電子在一般情況下只能顯現粒子性，可是根據「波粒二象性」，電子一定也具有波動性，而這正是電子顯微鏡的基本原理。

　　利用正面背面那個例子，「波粒二象性」可解釋為：當你面對某人的時候，雖然你只能看到他的正面，可是你會確信他一定有後腦勺；反之，倘若看到某人的後腦勺，你也會確信此人必定有一張臉孔(除非靈異節目已經令你走火入魔)。

　　由於「波粒二象性」已有許多堅實證據，如今物理學家堅信自然界最基本的實體不是波動也不是粒子，而是一種名為「波粒」的混合體。換句話說，波動或粒子都只是表相，而不是實相。這點雖然違背直覺，卻是宇宙最深層的真理之一。而二十世紀近代物理的發展，正是真理一步步取代直覺的過程。





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