第二十章 雙縫
5月6日 17︰03，404廠文化宮。
文化宮離中學很近，五分鍾的路程。就在王瑞三人陷在物理實驗室時，廠職工合唱隊站上了舞台，一片喧鬧。
合唱隊在前幾天的德陽市勞動節國企歌詠比賽中得了第一，要代表本市國企和政府單位去參加省裏的比賽，廠工會專門組織合唱隊下午脫產排練一小時。隊員都是404的普通工人，樂得享受公派休息時間。經曆了地震，從各個分廠集合起來的合唱隊隊員自然聒噪非常，各路小道消息瘋傳。
指導老師用指揮棒敲了敲指揮台的桌麵，四下這才終於安靜下來，大家挺胸抬頭，顯出新時代工人的氣勢來。老師滿意地點頭，打了打拍子，“起。”
文化宮一片空曠，《愛我中華》的伴奏回**在無人落座的劇場。
老師示意（女聲部起）：愛我中華
朝另一邊揮手（男聲部起）：賽羅賽羅賽羅賽羅賽羅賽羅
雙手（一起）：
五十六個民族
五十六枝花
五十六族兄弟姐妹是一家
五十六種語言匯成一句話
愛我中……
音樂突然被掐斷了，老師揮著指揮棒用力抽打台麵，發出令人煩躁的噪音。“幹什麽？昨天都沒睡覺嗎？瞎唱些什麽？詞都忘光了？”
合唱團的團員有些犯愣。老師伸手一指前排第一男領唱，“你，第一句。”
“五十六個民族，五十六枝……”老師的指揮棒馬上就啪啪啪敲起來，“搞什麽啊！第一句，詞是什麽？”
“五十六個民族，五十六枝花啊。”
“昨天都沒睡覺是吧？”老師大怒，“五十六個星座，五十六枝花！哪裏來的五十六個民族？怎麽上一周排練還好好的，這周連詞都給忘了？地震這麽厲害嗎？把你們的腦子都震壞了？！”
下麵一片嘰嘰喳喳，“五十六個星座？不是五十六個民族嗎？”“哪裏來的五十六個星座？五十六個星座什麽意思？”“就是啊……”一位年紀比較大的隊員叫道：“你記錯了，老師，愛我中華愛我中華，中國是五十六個民族啊，又不是小孩兒看的《聖鬥士》，哪來的五十六個星座哦。五十六個星座是啥意思哦？”
“就是，就是。葉老師是不是天天陪兒子看《聖鬥士》動畫片看多了？”
“你還別說，人家日本做的動畫還真有點好看，哈哈哈哈……”
葉老師臉上一陣發青，難道是自己記錯了？也是，《愛我中華》，五十六個民族，跟星座有什麽關係？他一陣心慌，翻開歌譜：
愛我中華
賽羅賽羅賽羅賽羅賽羅賽羅
五十六個星座，五十六枝花
五十六種語言匯成一句話
愛我中華
愛我中華
愛我中華
嗨 嗨羅嗨羅嗨
嗨 嗨羅嗨羅嗨
嗨 嗨羅嗨羅嗨
愛我中華
五十六個星座，五十六枝花
五十六族兄弟姐妹是一家
愛我中華，健兒奮起步伐
愛我中華，建設我們的國家
愛我中華，中華雄姿英發
愛我中華
沒錯，葉老師定了心，又敲了敲台子。“自己看歌譜！沒帶的過來拿。哪有五十六個民族這個詞兒，全歌從頭到尾都沒出現過五十六個民族！”
隊員們當然不信，嘻嘻哈哈地翻開歌譜。可從頭看到尾，從尾看到頭，“五十六個民族”一次也沒有出現過。最接近的隻有“五十六族兄弟姐妹是一家”。一時間，迷惑的聲浪從四處傳來。
排練了這麽久，怎麽一下所有人都記錯詞兒了呢？葉老師氣得胸悶。
不過 “五十六個星座”，到底是什麽意思呢？
從實驗樓傳來的震波的尾峰將404文化宮一掃而過，無聲無息地去了。
當合唱隊為歌詞的小事疑惑時，劉子琦正死死盯著講台上的實驗器材。中間是兩塊不透明擋板，第一塊擋板上有一條窄縫，第二塊擋板上有兩條平行窄縫。縫很細，不仔細看根本看不出來——這就是雙縫幹涉的“雙縫”了。這還是他第一次看到示意圖以外的實物，沒有任何特殊之處。
謝老師一麵調整著器材的軌跡，一麵幹笑道：“來，讓我聽聽譚老師的高徒怎麽講解雙縫實驗，說不定也能‘取長補短’呢。”這話說得有失老師的身份了，但他實在是氣不過。教了快二十年的書，校長叫他跟一個剛畢業的丫頭片子“取長補短”。小丫頭片子不就上了個清華嗎？當年考師專未必就比現在的清華容易。
劉子琦顧不得老師間的恩怨，朗朗開口道：“根據我看書的理解，雙縫幹涉，是證明光具有一種叫‘波粒二象性’特性的實驗。”
謝老師點頭，卻望向譚老師說：“初二能說出‘波粒二象性’就不容易。但光知道詞沒用，我以前班上有個學生說自己會微積分，真一問，連什麽是連續、什麽是可導都說不出來。”說罷才又看著劉子琦，“我問你，‘波粒二象性’這個詞什麽意思你知道嗎？”
“不是很清楚。”謝老師剛要笑，隻聽劉子琦接著說，“我看書上說，是微觀的基本粒子——比如光子、電子——它們具有粒子的特性，就像一個一個小球那樣是獨立一顆一顆的，但同時又具有波的特性。所以光既是粒子，又是光波。書上是這麽說的，但我不是特別懂。”
“你不是特別懂……”謝老師聞言仔細看了他兩眼，“懂不懂的，至少沒背錯。雙縫幹涉是證明波粒二象性的，可怎麽證明的呢？”
李勇偷偷拉住王瑞，把聲音壓得極低，“這是幹什麽啊？我們快走啊。”王瑞這時隱隱察覺劉子琦自有用意，便悄悄按住李勇的手腕，讓他少安毋躁。一旁的譚老師則古怪地看著謝老師和劉子琦，若有所思。
“我就是沒懂這個。我看書上說，雙縫幹涉是用一束相幹性好的平行光束——最好是激光，”他指了指激光發射器，“用它照射一塊有平行雙縫的擋板，對吧？”說著又指了指中間的擋板，“縫的寬度要接近或者小於光波的長度。所以用波長比較長的紅色激光發射器，這樣縫的寬度才容易接近，對吧？然後當平行激光束通過縫隙，射到後麵屏幕上，就有兩種可能，對吧？”他指著最後的幕布擋板，“第一，如果光不是波，就應該生成兩個單縫的圖案，就等於兩個單縫圖案相加，對吧？第二，如果光是波，那麽通過平行雙縫以後，它就會從兩個縫的位置發生幹涉，形成兩個幹涉波。這兩個幹涉波紋在後麵的屏幕上疊加，就會因為相位差的緣故，形成明暗相間的條紋，對吧？”
劉子琦一口一個“就是沒懂”，一口一個“我看書上說”，又不斷“對吧對吧”，但語速卻越來越快。謝老師越聽越心驚，短短一段話裏涉及好些概念，可他說得絲毫不差。實驗裏用紅色激光的幾個原因、波衍射發生的條件、幹涉條件，都說得一點不錯。自己班上正式學過的學生有幾個能說得這麽清楚？至少有一大半是做不到的。譚老師也困惑不已，越聽眉頭皺得越緊。
“我看你挺懂的，”謝老師收斂了笑容，冷言道，“這還哪裏不懂？”
“可我不明白，這個實驗不是隻證明了光的波動性嗎？跟波粒二象性有什麽關係？不是說……雙縫幹涉跟什麽學院派解釋……”劉子琦的聲音突然小了，偷瞄了王瑞李勇他們一眼，“什麽波函數狀態，量子既在這裏又同時在那裏……”
李勇還沒什麽反應，王瑞愣了半秒，眼睛都瞪圓了。既在這裏，又同時在那裏？
可現在不是他發問的時候，隻聽謝老師道：“你這是在問我嗎？”
“啊？”劉子琦一時有點不太明白，“問您也行，問譚老師也行啊。”他沒明白，謝老師的“問”是“考問”的“問”，不是“詢問”的問。
“譚老師當然是懂的，那還是問我好了。”謝老師冷哼一聲，“你前麵看的都沒錯，記的和理解的也都很好，但是你搞錯了一件事。”
他一邊說著，一邊調試實驗設備，然後打開了激光器的電源。紅色激光從激發口射出，卻沒看到電影裏那種從空中穿過的光柱。一個渾圓紅斑亮在前麵的單縫擋板上，其後的雙縫擋板上則是一片淡淡的光。在擋板後麵的不遠處，幕布上顯出模模糊糊的兩個交疊環形光斑。設備還沒調試到最佳狀態，雙縫幹涉實驗最不好調，經常折騰個把鍾頭也沒落下好結果，這已經算是不錯的了。最後，謝老師又稍微撥弄了一下幾個物件的相隔距離，幕布上的條紋這才明顯起來。
兩個環形衍射條紋交疊成了明暗相間的格子，有點像馬戲表演中催眠的圈。
“雙縫幹涉實驗的確是證明量子力學很多基本概念的基石。費曼說通過雙縫實驗可以看到量子世界的奧秘，包含了量子力學的核心思想，不管是波粒二象性，還是哥本哈根學派的波函數坍縮解釋，甚至是態疊加，都可以通過雙縫實驗來證明。譚老師，我說的對吧？”
譚老師的嘴唇微微動了一下，又忍住了。謝老師一心想要趁機證明自己雖不是名牌大學畢業，但潛心教學二十年懂的可不比什麽清華北大的少，便幹脆盡心賣弄起自己的本事來：
“但問題是這樣，這位同學看的這個實驗呢，隻是高中物理課本上的。曆史上，這個實驗最早是在1801年由托馬斯?楊完成的。你剛才說，怎麽看這個實驗都隻是證明了光的波動性，跟波粒二象性沒關係。你說得對，說明你確實懂了。”稍頓，又不甘心地補充道，“不管是聽別人講懂的，還是自己看書懂的，反正是懂了。1801年這個實驗完成時，就是為了證明光的波動性，跟波粒二象性沒有任何關係。1801年愛因斯坦都沒出生，哪來什麽波粒二象性？
“這些不是課本裏的內容，我雖然不是正經的物理高才生，但既然當老師，還是可以勉強說兩句。最初經典力學上的雙縫幹涉跟量子理論沒有關係，但後來德布羅意提出物質波的概念，認為一切物質都有波粒二象性，那麽不光光子是波，能發生雙縫幹涉，其他基本粒子也都是波。既然都是波，光子會發生雙縫幹涉，那其他粒子，比如電子在理論上也會發生雙縫幹涉……對吧？”謝老師被劉子琦剛才那一連串“對吧”弄得心煩，這時也學來回敬。但這裏概念太多，他並不指望初中生能聽懂，而是說給譚老師聽。
“所以後來，雙縫幹涉就衍生出了後續的量子力學層麵的實驗設計，這才跟你剛才說的‘波粒二象性’有了關係。實驗發射電子束，我們都知道，電子是一種基本粒子，最小單位是一個電子，帶一個負電荷。密立根的油滴實驗確認了電荷有最小基本單位，證明了電子作為獨立粒子的存在，這也是高中電學內容，你也知道吧？”
李勇早就雲山霧繞，哪裏還管他們在說什麽。王瑞在一邊點頭，心裏卻被那句突然出現的“在體內發生的β輻射會直接被細胞吸收，自由電子沒有那麽大的穿透性”所占據。不由一股寒意襲來，身子一哆嗦。劉子琦卻沒什麽反應。
“不愧拿過奧賽一等獎。”謝老師這話不知算褒算貶，“用電子束代替了光，也通過雙縫——我們實驗用的這種雙縫就不行了，需要能讓電子發生衍射的超細孔徑的雙縫，然後顯示屏幕上測到了電子束的波紋，也是明暗相間的幹涉波紋。這就證明了，電子這類基本粒子也是波，就叫波粒二象性。明白了嗎？”
劉子琦沉默了一會兒，雖然話裏的意思自己沒有不明白的，但仍然沒有回答自己真正的疑問。為什麽父親的紙片上提到雙縫實驗，雙縫實驗也許藏著跟那東西本質有關的秘密？他查資料的時候看到了“同時既在這裏又在那裏”之類的描述，自然想到了薛晶的情況。現在薛晶病重，情況不明，所以他才想到從雙縫實驗這裏能弄懂些什麽。聽了半天，確實收獲了一些自己查不到的東西，但並沒有跟自己未知的部分關聯上。劉子琦總覺得還是少了些什麽，想要再問，卻不知從何問起，不由露出一副不甘心的模樣。
譚老師任由著謝老師自說自話地為難自己的學生，一直冷眼旁觀不發一言。這時候見劉子琦欲言又止，突然開口道：“你們三個，是還有什麽想知道的嗎？”
他們被譚老師看破了什麽。有當然是有，但劉子琦卻不知道怎麽開口，一時愣住。謝老師不知她這話什麽意思，也有些吃驚。譚老師等了片刻，不見人說話，於是說道：“謝老師把雙縫幹涉講得很清楚了，我沒什麽經驗，講不了這麽好。不過有一些課堂外的小知識，我可以補充一下。”她目光掃過王瑞、劉子琦、李勇，若有
所思。
“量子力學的秘密，都在雙縫幹涉實驗裏。剛才謝老師說了電子束的雙縫幹涉實驗，證明了基本粒子的波粒二象性。前些年，這個實驗在國外完成了進一步的延伸，也是用電子，但不是電子束，而是用單電子。”
單電子三個字一出，劉子琦心中又是突突一跳。從父親那裏偷來的紙條上有“單電子假說”幾個字，莫非有關係？他豎起了耳朵。聽譚老師接著講：
“以前的老設備是發射電子束進行雙縫幹涉，一束電子束裏麵是有很多電子的。所以幹涉條紋被認為是同一時間裏通過一條縫的一部分電子，和通過另一條縫的另一部分電子之間發生的幹涉。”她說話間指了指擋板間的兩條縫，“這個能明白吧？”
王瑞和劉子琦齊齊點頭，李勇早已心不在焉，自然是沒有反應。
“新的實驗設備變成了每次發出一個單獨的電子，這個單電子朝這樣的雙縫擋板射過去，會發生什麽？”她沒有理會謝老師，隻問自己的三個學生，他們顯然不知道怎麽回答。謝老師並不知道這後麵的新衍生實驗，也不知道原來已經有設備能每次發出一個單獨電子了，聽譚老師說到便有些失落，至少在這方麵，自己還是有不如人的地方。他知道初中生是沒法回答的，自己就接了過來，“電子具有明顯的量子特性，波動性明顯，單獨一個電子穿過窄縫就會有明顯的衍射特征，對嗎？”
“單獨電子……”王瑞終於插嘴問，“怎麽表現波的衍射特征呢？”
“非常好的問題。”謝老師答道，看了一眼譚老師，“一個電子穿過縫發生衍射很難看出來，因為最後打在幕布上的就隻有一個點。但從統計概率上卻可以表現出來，每次一個電子在後麵屏幕留下一個點，電子最後留下的軌跡多了，很多點在一起形成圖案，就能顯出衍射樣式特征了。這在統計上就證明了它的波的性質。”
“謝老師說得很好。”譚老師繼續講解，“那這麽一個單電子發射裝置進行的雙縫實驗，每次發射一個電子，在連續發射很多個電子之後，最後屏幕上累計下來的統計軌跡，還是類似我們現在看到的明暗相間的幹涉圖案嗎？”
這問題讓謝老師愣住了。劉子琦一邊努力跟上，一邊低聲喃喃自語幫助思考，手指也緊張地揉搓著，“每次一個電子，這個電子經過雙縫擋板……隻能經過一個縫。那隻能通過一個縫發生衍射。另外一個縫沒有電子穿過，也就沒有衍射波。這樣的話，電子就沒有東西跟它幹涉了。這樣的話……其實就是兩個單縫衍射實驗疊加在一起，沒有幹涉發生……”
他略微思索了一會兒，“所以，這樣的實驗結果，應該是沒有明暗相間的幹涉圖案，譚老師，我說的對嗎？”
譚老師聽他這一席話吃了一驚，且不說這些概念都是靠他自學理解和掌握的，光是初中生能有這麽清楚的思維，這能力就非常驚人。她這時想起了這孩子是轉學過來的，父親是外調專家。譚老師正要說話，卻聽見另一邊王瑞搶先道：“不對，不是這樣。”
王瑞低著頭，沒有看任何人。“不是這樣，結果還是會出現幹涉圖案。雖然是每次一個電子，但最後還是會出現幹涉。”這回答驚得譚老師一震。連謝老師都不是很明白，這真的到了他也趕不上的領域，隻好有些不服氣地望向譚老師，似乎等著看她的笑話。
“不可能！”劉子琦爭辯道，“每次一個電子，隻能通過一個縫，另一個縫就沒有電子發生衍射了。沒有另一個電子跟它幹涉，怎麽可能還有幹涉圖案呢？”
王瑞說出了一句連自己也不明白的話：“它自己會跟自己幹涉。”他渾身發抖，因為這時候他已經清楚明白地知道，這句話不是來自大腦，而是從什麽地方飄進來的。那些本不應該知道的東西就這麽莫名其妙地浮現出來，他完全不懂這話是什麽意思。
“你怎麽了？”李勇和劉子琦都察覺他不對勁，悄聲問。
他也不回答，而是昂起頭問道：“譚老師，我說的沒錯吧？一個電子通過雙縫的時候，它會自己跟自己發生幹涉，就像同時通過兩條縫一樣。”
劉子琦皺眉不解其意，連謝老師都有些含糊，譚老師卻已經在點頭，“你說得對，這個實驗最後還是出現了幹涉條紋。王瑞，我問你，一個電子，怎麽能同時通過兩條縫？一隻老虎怎麽同時跳過兩個火圈？原因呢？”
一隻老虎怎麽同時跳過兩個火圈？這完全超過了人類能用正常思維理解的範圍。別說李勇，劉子琦和謝老師都徹底蒙了，想不下去了。
“態……態疊加。”王瑞答道，這三個字就像自己長了腿，從他的嘴溜了出來，“量子波函數的多個狀態呈概率疊加，穿過兩條縫的兩種態同時存在，電子以態疊加的方式自己和自己發生了幹涉。”文字從他嘴裏一個一個蹦了出來，但他真的不明白自己在說什麽。這些話就像從別人嘴裏聽到的一樣，他隻明白一點，自己的聲音讓他感到莫大的恐懼。王瑞嘴裏說出來的內容自己絕沒在任何地方學過，沒有在任何地方看過，隻是當這個題目在眼前出現的時候，這些知識就毫無征兆地冒了出來。
也許這才是他接觸了那個東西後得到的力量。
如果是那樣的話，測不到的輻射就正在摧毀他的身體。
王瑞不知道這二者哪個更可怕。
譚老師也察覺到這幾個孩子情況不對，正想問話，王瑞突然臉色一變，猛地拉過旁邊的李勇和劉子琦，匆忙叫道：“對不起！譚老師，謝老師，我們有急事！必須要走了！”
說話間頭也不回，王瑞像是強架著李勇他們往外跑，老師們還沒明白怎麽回事，三個孩子轉眼就不見了。
譚老師愣在實驗室裏。有什麽不對。很不對。
跟其他老師不同，她本來是不喜歡王瑞的。她是一個清華人，自幼是“別人家的孩子”，大學以後更是見慣了各種天才異數，自然對王瑞這種級別的“聰明”不怎麽當回事。在她眼裏，得什麽獎，考多少分，都算不得什麽。別的老師會誇“這是考清華北大的料子”，這話在譚老師那裏卻起了反作用，清華北大又怎麽樣呢？畢業了家裏沒點背景，不也就這麽回事兒？
但今天，她隱隱感覺到古怪的味道。這不像是單純對知識的興趣，更不是普通初中生能死記硬背理解的內容。連謝老師都說不明白的東西，這孩子說了個有模有樣，但神色表情哪裏都不正常。這到底怎麽回事兒？
也許教書這件事，並不是自己以為的那樣。一念及此，譚老師心裏有什麽堅硬的東西鬆動了。
正想著，謝老師在一邊說道：“小譚啊，你的學生真是了不得，居然比我都知道得多。”他已經從剛才的震驚中恢複過來，露出了微笑，“剛才那學生說的態疊加，我也不太懂。要不，你給我介紹介紹？我真是不太明白。”
原本跟自己較勁，轉眼就自承其短，想要學習起來，譚老師不禁有些佩服這位比自己年長了十多二十歲的老教師。“那東西太難解釋了，波函數什麽的，一說到數學工具，上課就越講越沒人聽。”她和氣地笑道，“還不如講雙縫幹涉實驗的量子擦除版呢。”
“量子……擦除？那又是什麽？我真是井底之蛙了。”謝老師坦然搖頭。
“說起來簡單得很，就是剛才每次發射一個電子的雙縫幹涉的進一步實驗構想。”
“這還有進一步？”
“對。剛才說，每次發射一個電子，通過雙縫的時候因為波函數的態疊加，電子自己和自己發生了幹涉，對吧？”她不覺也加了“對吧”這口頭禪，“量子擦除，是指在電子通過雙縫的時候，利用某種不幹擾電子行為的手段，偵測電子通過了哪條縫。”
謝老師隱隱覺得再說下去就有些邪門了，“但是態疊加……”
“態疊加是波函數的純數學邏輯。如果用觀測手段來觀察電子通過雙縫的行為，你隻會看到兩種可能，這個電子要麽從這條縫通過，要麽從那條縫通過。”
“那……幹涉……”
“沒有了幹涉條紋。”譚老師說，“同樣的實驗，同樣的設計，當你觀測電子的行為時，決定電子行為的波函數態隻會得到一個本征值。隻有在不觀測的時候，波函數的概率態才會同時存在，實現自我幹涉。”
“這……這不科學啊！”
“唉……”譚老師歎了一口氣，心中對那幾個孩子更是疑惑。她隨口答道：“這不是不科學，這隻是聽起來不合邏輯而已。說不定應該反過來說，量子力學是對的，而我們的傳統邏輯才全是錯的。”
她想起自己當年上過的量子力學課來，說道：“沒人能懂量子力學。”
“這算是什麽話？”
“這不是我說的，是費曼，那個量子力學的創始人之一的理查德?費曼，他說的。”
譚老師一邊跟謝老師聊著，心裏卻想著那群孩子。她這才意識到，自己之前從來沒有關心過那群孩子。