No.167 尊重别人的不同意见，从理解波粒二象性开始

在班主任工作中，越来越多遇到一些非常执拗的同学，不能够听取别人的不同意见，甚至不允许别人表达不同的意见。一旦遇到和自己想法相左的情况，不是喷，就是怼，大有“众人皆醉，我独醒”、唯我独尊的感觉。

这就好比去饭店吃饭，看到邻桌的饭菜不合自己口味，上去就把别人的桌子掀了，认为只有自己才懂美食。

多问一句，人家请你去吃了吗？

很多问题并不是非黑即白，非错就对的。是可以站在不同角度去观察的，观察方法不一样，得出的结论也不一样，但无所谓对错。

也许理解了波粒二象性，也就理解了这一点吧！

在讲解实物粒子的波粒二象性时，我们往往会举经典粒子子弹扫射双缝A、B，在屏幕C上收集子弹数目，并与电子枪发射的电子通过双缝产生干涉情况进行对比这个例子，结果如下所示：

图1 子弹穿过双缝时的概率分布图

其中图1中可以看出，经典粒子子弹在落到屏幕C上时的概率P，即为当缝隙A单独打开B闭合时落到屏上概率P1，与缝隙B单独打开A闭合时概率P2之和，即P= P1+ P2。从图1中也可以看出，子弹不会因为两个缝隙同时打开而有新的选择，产生新的分布概率。

图2 电子穿过双缝时的概率分布图

而图2中展示的是电子在通过两个狭缝时在屏上展示出的概率分布情况。如果对应A、B缝单独打开时的屏上得到的概率仍为P1和P2，我们从结果上可以看出P≠ P1+ P2。

通过实验还可以发现，当分别仅打开A缝和B缝时，电子在屏上的概率分布与经典粒子子弹的概率分布类似。从这个实验结果中可以看出，当仅仅打开一个狭缝时，电子落到屏上的概率与子弹是一致的，表现出了很强的粒子性，而当两个狭缝同时打开时，屏幕上的概率分布又呈现出类似光的双缝衍射条纹，此时粒子性消失，而仅仅呈现出波动性。

在教学过程中，学生们深深感到困惑的是，A、B缝同时打开时，电子似乎具有某种“意识”，知道两个缝都打开了，而选择性地表达了波动性。

图3. 波尔家族的族徽选择了互补内涵的太极图案

对于波粒二象性中，现象的客观存在和观测它们的方法有关，我们不能同时使用粒子和波两个图像，因为这两个图像是相互矛盾的。一个物体不可能同时是一个粒子，又是一个波，但是两者可以互相补充。

学生们对电子所存在的某种“意识”，以及实验条件不同，粒子性和波动性的交替表现表示十分困惑。这点似乎与他们平时的生活常理相悖，一个物体怎么可能既是A又是B呢，而且显现出的性质仅由观测手段影响呢？

为了说明这一点，大学物理会采用展示电子衍射和干涉的实验结果，讲解波函数及其统计解释等方法，但是在中学物理教学中，学生很难单单从实验结果上去理解波粒二象性，而波函数的统计解释对于中学生又非常晦涩难懂。我们不妨做下面一个思想实验。

图4  怀念童年的玻璃纸糖果皮

准备好20张红色透明糖果纸，20张白色A4纸。假象一半的人直接观察A4纸，得到的颜色是白色，而另一半人透过红色糖果纸观察，则得到A4纸是红色的结论。

大家观察的是同一种A4纸，它怎么可能既是白色又是红色呢？观测结果与观测手段是密切相关的！到底白色是正确答案，还是红色呢？

假设患有某种色盲症的人观察A4纸时看到的是红色，并且世界上恰有50%的人都患有这种色盲症，那么就会存在50%的人看到纸是红色，而另外50%的人看到纸是白色的，那么我们又如何来判断那种是我们所说的客观实在呢？

图5 色盲测试卡

我们去讨论一个物质是粒子还是波是没有意义的，没有一个真实的标准，我们唯一能够肯定的是，在某种观察方式确定的前提下，它呈现出何种性质。

就好像我们裸眼观察A4纸时白色的，而透过红色糖果纸观测是红色的一样，甚至可以说纸的本来颜色是不存在的，我们大多说纸是白色的，仅仅是我们大多采用了一种相同的观测方式罢了，这并不指向一个绝对的真理。

图6 圆柱体是一个矩形还是圆形呢？

电子也是一样。电子是粒子还是波？那要看你怎么观察它。如果采用光电效应的观察方式，那么它无疑是个粒子；要是用双缝来观察，那么它无疑是个波。

讨论电子本来应该是一个粒子或者是波是没有任何意义的！

这就像很多时候，对同一个问题，并没有一个绝对正确的答案。意见不同仅仅是因为看待问题的角度不同，观测问题的方法不同而已。又何必一定要挣个原本没有对错的对错呢？

几乎天天在群里看到各种骂战，一言不合就开怼。杠精老师深深感到物理教学不应当仅注重具体物理知识的传授，也要注重物理哲学的培养。

物理，是万物之理！