辽宁
波粒二象性这一概念不仅适用于光，也适用于所有物质。
量子物理学改变了我们对物质的认识。20世纪20年代，光的波粒二象性被扩展到所有物质对象，从电子到人本身。
现在，尖端实验正在探索生物大分子如何同时表现为粒子和波。1905年，26岁的爱因斯坦提出了一个非常离谱的观点，光既可以是波，也可以是粒子。
这个想法听起来很奇怪。怎么可能有两种截然不同的东西呢。粒子很小，被限制在一个很小的空间里，而波则是一种扩散的东西。粒子碰撞和散射。波则断裂和衍射。它们在叠加中相互叠加或抵消。这些都是非常不同的行为。
这种波粒二象性的问题在于，语言难以容纳来自同一对象的两种行为。语言是由我们的经验和情感组成的，是我们看到和感受到的事物。
我们无法直接看到，感受到光子。我们通过实验装置探索其本质，通过显示器、计数器等收集信息。
光子的双重特性与我们的实验设置息息相关。如果我们让光通过窄缝，它就会像波一样衍射。当它与电子碰撞时，则会像粒子一样散射。
因此，从某种意义上说，是我们的实验、我们提出的问题决定了光的物理本质。这就为物理学引入了一个新元素，观察者与被观察者之间的相互作用。
在更极端的解释中，实验者的意图决定了所观察到的事物的物理本质，思维决定物理现实。但我们可以肯定的是，光会以不同的方式回应我们提出的问题。从某种意义上说，光既是波也是粒子，或两者都不是。
玻尔的原子模型中，围绕原子核运转的电子被固定在特定的轨道上。电子只能在其中一个轨道上运行，就像在铁轨上运行一样。
它可以从一个轨道跳到另一个轨道，但不能处于两个轨道之间。这究竟是如何实现的。这对玻尔来说是一个悬而未决的问题。答案来自于一个非凡的物理直觉，它引发了我们对世界认识的一场革命。
1924年，历史学家出身的物理学家布罗格利向人们展示了一个惊人的事实，如果把电子看作是围绕原子核的驻波，那么玻尔原子模型中电子的阶梯状轨道就很容易理解了。
这些驻波类似于我们摇动一端与另一端相连的绳子时所看到的驻波。在绳子的情况下，驻波模式是由沿绳子往返的波之间的建设性和破坏性干涉产生的。
对于电子来说，驻波产生的原因是相同的，但现在电子波会像神话中的蛇吞象一样自相残杀。如果我们更用力地摇动绳子，驻波的模式会显示出更多的峰值。电子在更高的轨道上，其驻波也会出现更多的峰值。
在爱因斯坦的支持下，德布罗意大胆地将波粒二象性的概念从光扩展到电子，进而扩展到任何运动的物质物体。不仅光，各种物质都与波有关。
他根据λ = h/p（其中h是普朗克常数）将波长λ与m和v联系起来，从而与动量p = mv联系起来。对于接近光速运动的物体，可以对该公式进行细化。
一个时速为70公里的棒球的相关波长约为220亿分之一万亿分之一厘米。很明显，棒球并没有发生太大的摆动，我们将棒球视为一个固体物体是正确的。
相比之下，以十分之一光速运动的电子的波长约为氢原子大小的一半，是原子核与处于最低能量状态的电子之间最可能距离的一半。
虽然移动棒球的波性质与理解其行为无关，但电子的波性质对于理解其在原子中的行为至关重要。然而，关键在于万物皆波。电子、棒球和人。
德布罗意的非凡思想已在无数实验中得到证实。在大学物理课上，我们演示了电子通过晶体时如何像波一样衍射，由于破坏性和建设性干涉，叠加产生了暗点和亮点。
今年诺贝尔物理学奖得主安东-蔡林格推动了更大物体的衍射，从足球状的C60分子到生物大分子。
问题是在这样的衍射实验下，生命在量子水平上将如何表现。量子生物学是波粒二象性在生物行为中发挥关键作用的新领域。
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