【高中數(shù)學(xué)例題】
用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉白色，在光源與單縫之間加上黃色濾光片后（）
A、干涉白色消失
B、彩色格子中的黃色橫條消失
C、中央白色弄成暗白色
D、中央白色弄成黃色
答案：D
解析：當(dāng)用白光做干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻度相同的色光，互相疊加干涉，在光屏上產(chǎn)生彩色米色，中央產(chǎn)生藍(lán)色亮粉色；當(dāng)在光源與單縫之間加上白色濾光片后，只有綠光能通過(guò)單縫，之后通過(guò)雙縫后互相疊加干涉，在光屏上產(chǎn)生白色干涉白色，光屏中央為強(qiáng)化點(diǎn)，所以中央白色弄成藍(lán)色亮粉色。
楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
1702年牛頓的《光學(xué)》一書(shū)問(wèn)世，差不多相隔整整一個(gè)世紀(jì)，到了19世紀(jì)，光學(xué)的發(fā)展才有所突破，非常使化學(xué)光學(xué)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，開(kāi)始了波動(dòng)說(shuō)的“英雄”時(shí)期，牛頓的微粒說(shuō)地位又遭到了挑戰(zhàn)。（牛頓幾乎花了大半生與胡克的“波動(dòng)說(shuō)”相抗?fàn)帲罱K在胡克臨終以后，才發(fā)表了《光學(xué)》一書(shū)，可以翻看前兩期的推文，了解這段歷史。）
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1807年，德國(guó)科學(xué)家托馬斯·楊發(fā)表了一篇論文，這篇論文里描述了他發(fā)覺(jué)的光的干涉實(shí)驗(yàn)：“使一束單色光照射一塊屏，屏上開(kāi)有兩條狹縫，可覺(jué)得這兩條縫就是兩個(gè)光的發(fā)散中心。當(dāng)這兩束光射到一個(gè)放置在它們前進(jìn)方向上的屏上時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)度近于相等的若干條疏密相間的橫條……”這就是光的干涉現(xiàn)象，干涉這個(gè)名詞也是楊首次提出的，楊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果給學(xué)界帶來(lái)了很大的沖擊，有力地證明了惠更斯早年提出的光波動(dòng)理論。
但是人們或許還是更樂(lè)意站在牛頓的脖子上，對(duì)于楊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果給以證實(shí)，并稱之“荒唐”，甚至有人嘲笑他為瘋子。
克勞斯電子干涉實(shí)驗(yàn)
差不多又隔了一個(gè)世紀(jì)，人們對(duì)微觀粒子有了更深刻的認(rèn)識(shí)，即所有微觀事例都具有波粒二象性（這得謝謝愛(ài)因斯坦的研究）。為了在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證電子的波動(dòng)性，1961年，蒂賓根學(xué)院的克勞斯·約恩松進(jìn)行了電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，發(fā)覺(jué)了電子的干涉白色，因而證明了電子具有波動(dòng)性。以后一系列的實(shí)驗(yàn)又證明了其他粒子也可以觀察到干涉粉色。并且克勞斯·約恩松當(dāng)時(shí)仍然抱著懷疑的心態(tài)，他覺(jué)得可能是若干電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生了撞擊，所以造成偵測(cè)屏上出現(xiàn)了好多干涉白色，克勞斯·約恩松為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，于是將電子一個(gè)、一個(gè)的進(jìn)行發(fā)射，這樣電子之間就不可能發(fā)生碰撞。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是沒(méi)有改變，偵測(cè)屏上仍然就多條干涉白色，貌似一個(gè)電子可以同時(shí)穿過(guò)兩條狹縫一樣，非常奇特，沒(méi)有任何理論能解釋得通這些現(xiàn)象的如何形成的。
一探究竟
1974年，巴黎學(xué)院的梅里院士又進(jìn)行了電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，不過(guò)此次梅里院長(zhǎng)為了弄清楚這些怪異的現(xiàn)象到底是如何發(fā)生的，梅里院士在雙縫的入口安裝了極高清的攝像頭，它可以直接觀察到電子的運(yùn)動(dòng)情況，但令梅里院士沒(méi)有想到的是，他安裝攝像頭的這一舉動(dòng)使這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)發(fā)生了愈加奇特的事情，轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界。
他在雙縫的入口安裝了高精度的監(jiān)視器，可以清晰地認(rèn)清電子的出入。打算完成后，他依然通過(guò)發(fā)射器將電子一個(gè)一個(gè)發(fā)出。結(jié)果這不看不要緊，一看，壞了。屏幕上的一條條干涉白色不見(jiàn)了，只剩下了兩條亮紋，并且通過(guò)監(jiān)視器可以清晰地看見(jiàn)電子如粒子般一個(gè)個(gè)通過(guò)左縫或右縫，在屏幕上產(chǎn)生兩條亮紋。
上面說(shuō)過(guò)單個(gè)電子流在屏幕上應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生多條干涉白色，為何企圖觀察電子通過(guò)雙縫的行為時(shí)，干涉白色就消失了呢？梅里也很困惑，于是他將監(jiān)控關(guān)掉，結(jié)果屏幕上又出現(xiàn)了神奇的干涉白色；再將監(jiān)控打開(kāi)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)視頻，白色又消失了；……如此往復(fù)。
意識(shí)是一種科學(xué)的存在嗎？
此后下來(lái)了一種觀點(diǎn)：當(dāng)人們不對(duì)雙縫加以觀測(cè)時(shí)，電子呈現(xiàn)出波的特點(diǎn)，在屏幕上產(chǎn)生多條干涉白色，此時(shí)可以覺(jué)得人的意識(shí)中已將電子認(rèn)定為波；而當(dāng)人們觀察雙縫時(shí)，其意識(shí)中早已默認(rèn)電子是粒子，因此干涉白色就消失了，電子真的根據(jù)人的意識(shí)彰顯出粒子的特點(diǎn)，僅產(chǎn)生兩條亮紋，雖然此時(shí)人的目的是想得到干涉白色。其實(shí)，是人觀測(cè)或不觀測(cè)的行為，或則說(shuō)是人將電子當(dāng)成粒子或波的意識(shí)，決定著電子最終呈現(xiàn)為粒子還是波?！说囊庾R(shí)決定了粒子的存在方式。
千百年來(lái)科學(xué)研究的根基幾乎被打掉。好多人接受不了，紛紛抬起反抗的大旗。其中代表人物就是愛(ài)因斯坦，他提出隱變量的假說(shuō)，企圖證實(shí)意識(shí)的作用，但是就目前而言，隱變量雖然尚未找到可信的根據(jù)。還有其別人物，也提出種種假說(shuō)，如平行世界等等，但都屬于邊沿性的理論。目前主流理論一直覺(jué)得意識(shí)決定了粒子的存在方式。
困擾的價(jià)值
作為一名高中數(shù)學(xué)班主任，沒(méi)能力對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)深入的學(xué)習(xí)和研究。而且我仍然在思索的教學(xué)目的雖然有了一個(gè)答案。從17世紀(jì)以牛頓和胡克的光的本性之爭(zhēng)為開(kāi)端雙縫干涉實(shí)驗(yàn)視頻，時(shí)至今日我們?nèi)匀晃茨艽_定光的本性，甚至形成了更為不可思議的困擾“意識(shí)是一種科學(xué)的存在嗎？”但是也正是因?yàn)榉N種苦惱，才讓一代一代科學(xué)家窮極一生進(jìn)行研究。而現(xiàn)在我們的教學(xué)不斷追求最終的結(jié)果，中學(xué)生一旦曉得自己的答案是正確的，也就失去了學(xué)習(xí)的興趣，這不是一件好事情。所以我在寫(xiě)每一篇推文的最后，總是以一個(gè)未解之謎作為結(jié)尾，我只是想告訴你們，探究的結(jié)果常常不是一個(gè)推論而是一個(gè)困擾。最后用愛(ài)因斯坦的一句話來(lái)結(jié)束本次推文。