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“我敢说,我完全不明白这一切是怎么回事……”汤普金斯先生嘟哝着。
“实际上并没有什么,”教授回答说,“那只昆虫非常轻。我们最初看到它以后,它的位置便很快随着时间而变得越来越测不准。最后我们就被‘昆虫的概率云'包围住了,就像原子核被’电子的概率云'包围起来那样。到了这个时候,我们就不再能明确地知道那只昆虫在什么地方了。不过,概率云的密度最大的地方,也是比较有可能找到它的地方。难道你没有看出那小伙子老是优先选择昆虫云密度比较大的地方往下拍吗?这是正确的战术,它提高了蝇拍和昆虫之间发生相互作用的可能性。你应该知道,在这个量子世界里,你是无法进行准确的瞄准,也不能肯定是不是会击中目标的。”
当他们重新开始旅行时,教授又接着往下说:“这正好是在我们老家的世界里只有在小得非常多的尺度上才能发现的事情。电子围绕着原子核的表现,在许多方面都类似于那只昆虫似乎把整头大象都包围起来的表现。不过,对于原子中的电子来说,你完全不必担心它们会像小伙子打着昆虫那样被光子所击中。这种可能性太小了——简直就不可能。要是你把一束光照射到原子上,那么,绝大多数光子都不会起作用,它们将马上穿过原子,根本不产生任何效应。你只能希望也许有一个光子会击中靶心。”
“就像量子世界里那只可怜的小狗在受到抚弄时,不可能不被弄断脖子那样。”汤普金斯先生得出了他的结论。
就在这个时候,他们走出了树林,发现自己正处在一个高高的平台上,下面是一大片开阔地。他们前下方的平原被一行浓密的树分成两半。那行树长在一个干涸了的河床的两岸,从那里一直延伸到看不见的远方。
“瞧,羚羊,一大群呢!”教授指着在那行树右边一群正在安宁地吃草的羚羊激动他说。
但是,汤普金斯先生的注意力却被躺在那行树另一边的动物吸引住了。他看到3只一群的母狮。然后,刚过了一会儿,他又发现了另一群,又一群,再一群……这时,那几群母狮站了起来,各排成一列,平行地朝着那行树跑去。不仅如此,各群之间的距离也完全相同。“多奇怪啊!”他想。这使他想起在老家的地铁站台上从星期一到星期五每天都要碰到的场景,上午7:05,那些定时到来的月票使用者凭长期的经验知道,当列车进站停下时,车门会停在什么地方。而在车门打开时,如果你不是正好站在门口,你就没有机会找到座位。正是因为这样,像汤普金斯先生这样的老手们总是几人挤在一起形成一些小小的群体,按照一定的间隔分布在站台上。
那些母狮全都热切地望着那行树的两个狭窄的缺口。但是,汤普金斯先生还没有来得及问声这里会发生什么事,那行树右边的远处已经突然骚乱起来了。一头孤独的母狮突然从它潜伏的地方跑到开阔地来。羚羊们看到了它,便立刻飞跑起来,莽莽撞撞地朝着那行树的两个缺口冲过去。想逃过这场劫难。
当羚羊们出现在树丛的左边时,最不可思议的事情发生了。它们既不是聚在一起保持原来的群体,也不是四散各自逃命,而是一只只相继排成几行,每了行都直对着一群正在等待它们的母狮跑去。在跑到狮子面前时,这些羚羊神风敢死队员当然马上受到攻击并被吃掉了。

汤普金斯先生看得目瞪口呆。“那样做是没有意义的。”他喊道。
“可它们就那样做了,”教授嘟味说,“而且定准会那样做。这是绝对令人神魂颠倒的事。杨氏的双光缝。”
“谁的双什么?”汤普金斯先生似乎在悲叹。
“对不起,恐怕我又在说专门术语啦。我想说的是一种实验,在这种实验中,要把光束照射在障碍物的两个狭缝上。如果光束是由粒子组成的(就像从罐子里喷出的香粉那样),那么,在障碍物的另一边就应该出现两个光束,每一束同一个狭缝相对应。但是,如果光束是由波组成的,那么,每一个狭缝便都起着波源的作用,它们发出的波会扩散开来,并且彼此重叠在一起。这两组波的波峰和波谷将彼此混合起来,互相干涉。在某些方向上,这两个波列并不同步,于是一个波列的波峰就同另一个波列的波谷叠在一起,从而互相抵消掉,结果,在这些方向上就什么也没有了。我们把这种情形称为相消干涉。在另一些方向上,我们看到的是完全相反的情形:这时两个波列完全同步,其中一个波列的波峰同另一个波列的波峰叠在一起,与此相似,它们的波谷也叠在一起,它们互相加强,因此,传到这些方向的波就特别强大。这就是我们所说的相长干涉。”
“你是说,在狭缝的后面,在那些发生相长干涉的地方会有一些彼此隔开的光束;而在它们之间,也就是发生相消干涉的地方,就什么东西也没有吗?”汤普金斯先生问道。
“正是这样。并且在狭缝后面出现的不止是两个光束,而可能是许多光束,它们之间的间隔完全相同。它们之间所形成的角度取决于原始光束的波长和两个狭缝之间的距离。在狭缝后面得到的光束多于两个这一事实,证明了这时所碰到的是波,而不是粒子。这个实验被称为‘杨氏双缝实验',因为正是这个实验使物理学家杨氏得以演示光束是由波构成的。现在,从这里的新版本,”教授朝着下面那个大屠杀的场面做了个手势,“你已经看到了羚羊也具有波的性质。”
“可是我还是不太明白,”仍然感到困惑的汤普金斯先生索性打破沙锅问到底,“为什么羚羊们会做出这种自杀的事呢?”
“它们别无选择,这里的干涉图样决定了它们的去路。对于任何一只具体的羚羊来说,我们无法说它从那行树的两个缺口出现以后会朝着哪个方向跑去。我们事先所能说的,只不过是朝某些方向跑的概率大一些,而朝其他方向跑的概率小一些。但是当羚羊有一大群时,情况就不同了,它们只能够全都穿过那两个缺口去碰运气了。不幸的是,那些母狮都是经验丰富的猎手。它们知道羚羊的平均体重有多大,羚羊又能跑多快,而这二者决定了羚羊的动量和羚羊束的波长。母狮们还知道那行树两个缺口之间的距离,所以,它们便计算出该在什么地方等待,才能让食物自动送上门来。”
“你是说,那些母狮十分精通数学?”汤普金斯先生不太相信地感叹说。
教授笑了:“不,我并不这样想,比起一个需要好好计算出抛物线轨道才知道该怎样接住球的孩子来,它们并不高明多少。我想,这大概只是母狮们的本能判断罢了。”
当他们再进行观察时,那头最初把羚羊群吓跑的母狮已经加入一群母狮中去分享它应得的食物了。
“好好看着它,”教授评论说,“你有没有注意到,它是多么慢悠悠地穿过那行树的缺口的?它显然是想弥补它的质量比一般羚羊大所产生的后果。由于运动得比较慢,它可以具有与羚羊相同的波长。这样一来,就能保证它自己会被衍射到羚羊们所遵循的一个方向上去,从而获得一份食物。那些搞进化论的生物学家们确实应该花点时间到野外来,研究生物在这样的环境下所选择的种种行为……”
他的话被一阵快节奏的嗡嗡声打断了。
“注意!”那个导游喊道,“又有一只飞虫要袭击我们啦!”
汤普金斯先生急忙把脑袋缩下,为了加强防护,还把衣服拉起来盖在头上。其实,那并不是他的衣服,而是他的被单。同时,那个声音也不是来袭的量子昆虫发出的,而是来自他床头的闹钟。

《物理世界奇遇记》乔治·伽莫夫 |