三
得，光顾着讲故事，互补原理还没介绍呢。互补原理是什么？就是中国道家的阴阳鱼图。道家讲的是“一阴一阳谓之道”，讲究一个“阴阳互补”；波尔的互补原理讲的是“一波一粒谓之量子”，讲究一个“波粒互补”。1947年，丹麦王室颁发给波尔大象勋章，这是王室只授予外国元首和王族的最高级别的勋章。波尔为此亲手为波尔家族设计了徽章，其主体部分就是这个阴阳鱼图。（图12.1）1937年波尔访问过中国，感觉中国的同行比欧洲的同行更容易理解和接受他的互补原理。东方思维一定有与波尔不谋而合之处而让他兴奋。
图12.1 波尔族徽
不过我们热爱中国文化的朋友也要保持一份矜持，别认为量子力学早在二千年前被中国人发明出来了，欧洲人漫长的艰难跋涉不过是为我们的先人做注。互补原理是科学海洋翻腾起的一朵浪花，阴阳思想是智慧幽谷的一道闪电，不作高低之分，二者也不是同一类东西，尽管形式上有相似之处。闲话少说，让我们看看波尔的互补原理吧。
互补原理的第一方面：波动性和粒子性是互斥又互补的。
当人类的触角伸进微观世界，量子精灵就像一个捉摸不透的双面女郎，忽而粒子，忽而波动，研究波动时，发现她有分立和间断的粒子性；研究粒子时，又发现她有连续和干涉的波动性，像心高气傲的美女总在调皮地戏弄她的追求者，以至于有布拉格一三五粒子、二四六波动的无奈之说。
量子精灵到底是波动还是粒子？
还原主义拿出第一套解决方案，在二者中分出个主次、本质和现象。薛定谔说波动是本质，粒子是现象；海森堡说粒子是主要方面，波动是次要方面。好，你们就拿出一个由本质到现象的运动方程，或者主次的分配方案。有木有？木有。好，科学伤不起啊，你俩一边凉快去。
辩证论者拿出第二套方案：量子是波动和粒子的对立统一，她同时既是波又是粒。从爱因斯坦提出波粒子二相性思想，到德布罗意的物质波理论，似乎已经证实了这个诠释。科学法官铁青着脸：“本法庭只相信证据！”德布罗意王子忙不迭地递上戴维逊—革末实验和G.P.汤姆逊实验的实验报告，法官认真阅读了一遍说：“可是这两个实验都只证明了电子是波呀！何以证明她同时也是粒？”
“嗨，你这不是成心刁难人吗？电子的粒子性还需要证明吗？从老汤姆逊发现她的第一天起，就证明了她是一个粒子，还有康普顿实验，还有，还有……”德布罗意有点气急败坏。
“彼一时此一时也，那些实验确实证明了电子的粒子性，但并没有证明她的波动性呀，而你的诉求是电子的波动和粒子双性人，我怎么知道她是一个朝秦暮楚的变节者，还是一个双重忠诚的正直之仕？”科学法官现在倒变得心平气和。
哎，想起来了，费曼不是说，量子力学的最后秘密藏匿在双缝实验里吗？看看能不能从这个密室里找到量子精灵双重国籍的证明？好吧,就来一个对比实验。首先是正常的双缝实验，量子精灵唱着波函数之歌，在接收屏上造成了干涉条纹，这个实验只能证明量子的波动性而无法证明她的粒子性。现在我们把这个实验稍微改造一下，在每条缝上各安装一台观测仪，这样岂不是既可以在接收屏上看到波动，同时又在电子过缝时看到她粒子的模样？
实验开始。电子照样唱着波函数之歌启程，可是就在过缝的瞬间，观测仪验证身份的灯光一闪，歌声嘎然面止，果见一个电子（而不是两个），通过左缝或右缝（而不是同时通过双缝）——电子是粒子无疑，等着看接收收屏的干涉条纹，就是证明量子双重忠诚的光辉时刻！
啊！德布罗意简直不敢相信自己的眼睛——在没装粒子观测仪前的干涉条纹到哪去了？眼前看见的只有单缝衍射条纹，这不能证明波动性呀！（图12.2）
图12.2 改造的双缝实验
沮丧的德布罗意感觉到有人拍了一下他的肩膀，回头一看，是波尔慈祥的面孔：“小德呀，别瞎折腾了。也不要怪量子精灵水性杨花，她可是忠贞不二的好姑娘。她忠诚的是你——观察者。正常双缝实验，她知道你想看到波动的浪漫，她就在接收屏上编织出美丽的干涉条纹，当她发现你在缝上安装了观测仪，她就知道你想看到粒子的踏实，于是就老老实实的按粒子的规范举手投足。女为悦己者容，一番苦心呐！”
波尔的互补原理告诉我们，在说明量子现象时，不得不借用经典的波动和粒子概念，但这二个概念是互斥的，当我们看到波动现象时，粒子现象就消退了；当我们看见粒子现象时，波动现象就隐藏了。波动与粒子现象的互斥，是实验告诉我们的不争的事实。然而理论又告诉我们，建构一个完整的量子世界模型，波动和粒子这两个方面又缺一不可，唯有二补充，才能全面的反映量子特性。波尔的原话是这么说的：“如果要使这些现象的‘量子’特性表现出来，则两种图景均属必需。当这些概念的局限性被恰当地考察后，它们之间的矛盾就消失了。这样，我们可以说波动图景与粒子图景互补。”
为什么会这样呢？互补原理还有第二个方面——
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