電子衍射實(shí)驗(yàn)結(jié)果是了解量子力學(xué)三大支柱波粒二象性、不確定性原理和概率波理論的關(guān)鍵，但可惜的是很多科普文章對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解讀過于側(cè)重波粒二象性的介紹，而忽視了該實(shí)驗(yàn)對(duì)電子波概率性的確認(rèn)。以至于很多物理愛好者很難理解量子力學(xué)怎么就“突然”引入概率波，擲起骰子來。（文字內(nèi)容節(jié)選自《小量子大宇宙》）

直接說結(jié)果，電子衍射實(shí)驗(yàn)之所以震驚了彼時(shí)物理學(xué)界，不僅因?yàn)殡娮油瑫r(shí)通過雙縫時(shí)表現(xiàn)得像波，通過單縫時(shí)表現(xiàn)得像粒子，畢竟電子衍射實(shí)驗(yàn)初衷就是驗(yàn)證電子的波粒二象性。而是該實(shí)驗(yàn)同時(shí)也表明了電子波是概率波??！

概率說到底是個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)概念。比如常見的拋硬幣，落地硬幣是正面還是反面的概率各為50%，這句話不難理解，但50%概率的實(shí)現(xiàn)需要拋硬幣的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。如果你只拋硬幣一次，對(duì)你而言結(jié)果100%是正面，或100%是反面。只有拋硬幣的次數(shù)足夠多50%概率才會(huì)顯現(xiàn)出來，比如你拋硬幣1000次后，正面出現(xiàn)502次，反面出現(xiàn)498次，50%概率即呼之欲出。

電子衍射實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)作為波的電子是不會(huì)產(chǎn)生干涉條紋的，與作為粒子的電子一樣只是落在觀察屏上的一個(gè)點(diǎn)。如果通過雙縫的作為波的電子數(shù)量不足（比如電子衍射實(shí)驗(yàn)剛發(fā)射了7個(gè)電子的時(shí)候），甚至?xí)贸鲋醒氩⒎请娮硬淦磷畲蟾怕饰恢玫氖д娼Y(jié)論。只有通過雙縫的作為波的電子數(shù)量足夠多（電子衍射實(shí)驗(yàn)中發(fā)射了超70000個(gè)電子的時(shí)候），觀察屏上的干涉條紋才清晰可見；簡(jiǎn)單說，電子波干涉條紋的形成和拋硬幣出現(xiàn)的正反面次數(shù)一樣，都是大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，這就是電子波是概率波的鐵證！

當(dāng)然嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f，多次拋一枚硬幣來觀察正反面出現(xiàn)的概率的情況更適用于形容圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子云；一枚硬幣只拋一次，但要拋70000枚硬幣的情況才是電子衍射實(shí)驗(yàn)的最佳比喻。至此概率波登上物理學(xué)的歷史舞臺(tái)。撐起今天物理學(xué)半邊天的量子力學(xué)三大支柱不確定原理、互補(bǔ)原則、概率波終于聚齊一堂。

面對(duì)電子衍射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，兩位物理大咖波恩和費(fèi)曼都指出電子波是概率波的事實(shí)。不過兩人命運(yùn)卻大不相同，具體情下期再聊。（以上內(nèi)容節(jié)選自量子力學(xué)史話科普《小量子大宇宙》，現(xiàn)京東天貓有售）