电子为什么会具有波粒二象性
2024-01-29 07:11阅读：
电子具有波粒二象性，这是量子世界中十分神秘而又真实存在的一个自然现象，这种类似既是看不见的风，又是看得见的雨的奇特物质形态，让科学家们百思不得其解。由于不理解，就激发人们产生了各种奇幻般的猜想，从而滋生了诸如存在平行宇宙这样的天方夜谭。本文将从电子的基本特性出发，依照已知的自然规则，运用逻辑推理的方法，从而梳理出电子为何能够呈现出波粒二象性的缘由，尝试为大家提供一条看清神秘波粒二象性背后原理的新思路，以便读者们评判、讨论。
一、电子的固有特性
首先我们要罗列出部分众所周知的电子所具有的基本特性：
1）电子是带一个负电荷的基本粒子；
2）电子周围存在一个以电子为中心的球对称负电场，这个负电场在三维空间中是连续的；
3）异性电荷之间相互吸引，同性电荷之间相互排斥；
4）电子分为自由电子和束缚电子；
5）一个自由电子的运动状态，可以受一个和多个外界正电场吸引，而朝向外界正电场合力方向运动，也可以受一个或多个负电场的排斥，而朝外来负电场合力的方向运动。
二、电子运动状态思想实验
话说一个电子在运动，也就等同于一个连续的球状负电场在运动。当这个球状电子负电场遇到了另一个电子负电场时，由于同样都是负电场，属于同极性，这时同极性相排斥的电场特性就会发生作用，这个主动运动的电子，会把自己运动的能量通过撞击，传递给邻近这个被撞击电子的负电场，这个被动电子的负电场，把接受到的外来撞击力反映给电子本身，使得该电子随负电场被碰撞压缩而沿受撞击方向调整自己的位置，即带动整个负电场随之运动。这就使得被动电子接力了主动电子传递过来的能量，变成了自己的动能和位移，延续前一个电子的运动方向继续运动，这样就把前一个电子的运动状态，通过弹性碰撞全盘接受过来，并会传递给下一个邻近的电子。上一个主动的电子，由于运动中撞击了这个被动电子的负电场并受阻，一方面把动能传递给了这个邻近的电子，另一方面遇阻而停止向前运动，这就是该电子在一次弹性碰撞中，只前进了相邻两个电子之间的那么一点点距离。把这两两电子的负电场之间的弹性碰撞，即主动撞击和被撞的情况连续来看，就是这一排紧密相连的电子们一个接一个的排序振动下去，这就形成了科学家们描述的电子的波动性。电子与邻近电子之间的距离决定了电子波的波长，单位时间内同一个电子撞击或被撞击的次数，决定了电子波的频率。如果在电子的波动链中，插入一个带正电的离子，振动的电子遇到带正电的粒子，就会被带正电的离子完全吸收，这就隔断了电子波的传递，整体上看就是电子波到此就终止了。
三、结论
我们进一步推理分析可得出：电子本身是粒子，所以电子与生俱来拥有粒子性。每一个电子都拥有自己的球状负电场，这个球状负电场是连续的，当电子群聚时，由于电子们都带有相同的负电场，彼此间同性相互排斥，这种电子群之间相互同极性彼此排斥的特点，就产生了电子负电场之间的依次弹性碰撞。正是连续的负电场之间有先后秩序的弹性碰撞，这种大数量微观碰撞的宏观表现，就是我们看到的波动性。因此我们就可以得出结论：电子的波粒二象性并不神奇，这是电子个体性与群体性的分别体现。电子的粒子性是电子的本性，是电子存在的原来面目，即：电子就是一粒一粒的个体，自然就显示粒子特性。电子的波动性是电子的群体性，当电子彼此充分接近，以群而聚时，只要有外力作用在某一个电子身上使之运动，沿该电子的运动方向，就会激发一系列的电子负电场弹性碰撞事件，宏观上看，就是一次电子波的传递现象。
四、波粒二象性的普遍性
下面我们举一个类似但并不完全相同的实例，来帮助大家理解电子的波粒二象性。
我们每一个人都是一个独立的个体，我们也可以把每一个人看作是一个粒子，没有人会认为我们每一个人都具有波的特性，但是当我们众多的人去观看一个大型名人演唱会或一场体育比赛，演唱会或比赛结束时，人们都会涌向场馆出口处，这时在这些出口处就会形成人挨人、人挤人的场面，此时紧密聚集在一起的这些人，就能够显示出人们群体聚集在一起的波动性，站在高处观察这密集的人群，你会看到一会儿向左涌、一会儿向右涌的人群，就像人体波浪一样。这种人体波浪，在公交车上、地铁车厢里都会经常看到。通过这种人体的个体性和人体波浪的实例，可以帮助我们了解电子的波粒二象性并不是神秘的、难以理解的量子现象，只不过是个体与群聚时对外显示的本质特性。当粒子的波动性显示时，一定是两个条件同时发挥作用，其一是同类的个体物质群聚在一起，其二是同极性相斥的基本原理被启动。在单独的电子时，同极性相斥的基本原则依然存在，只是没有发挥作用的机会而已。
波粒二象性不仅在量子空间存在，在宇宙大尺度空间也同样存在。行星之间的摄动，就是部分波动的真实表现；行星在近日点的进动，也是星球部分波动的体现。作者在这里之所以称它们是部分波动，原因在于星球数量太少，波动刚发生就被结束了（此处留下一个暗坑，未提波动被“谁”结束），除非太阳系出现八大行星与太阳同时连成一线，俗称八星连珠，那时我们就能看到星球级别的波粒二象性。
