我們都知道，微觀粒子都具有波粒二象性，不僅僅是光子，電子質(zhì)子和中子等微觀粒子也有波粒二象性。通俗來(lái)講，電子和光子等基本粒子既是粒子也是波，當(dāng)我們不觀測(cè)時(shí)，它們就表現(xiàn)為波的特性，一旦我們實(shí)施了觀測(cè)，就表現(xiàn)為粒子特性。

電子具有粒子特性，這很好理解，畢竟在人們的固有思維里，電子就是類似玻璃球那樣的實(shí)體粒子。但電子為何同時(shí)擁有波的特性呢？為何微觀粒子擁有波粒二象性呢？

目前我們并不知道波粒二象性的真正本質(zhì)到底是什么，只知道波粒二象性的確真實(shí)存在，我們只知其然，不知其所以然。波粒二象性最好的實(shí)驗(yàn)證據(jù)就是電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)在之前的科普文章中說(shuō)過(guò)很多次了，這里就不再詳述了。

總之，波粒二象性是微觀世界的固有屬性，如果非得為這個(gè)屬性找個(gè)理由的話，那就是微觀世界的不確定性。也就是說(shuō)，波粒二象性本質(zhì)上來(lái)講就是不確定性的具體表現(xiàn)，當(dāng)我們不觀測(cè)時(shí)，微觀粒子的狀態(tài)就是不確定的，只能用波函數(shù)來(lái)描述，體現(xiàn)出來(lái)的就是波動(dòng)性。而當(dāng)我們觀測(cè)時(shí)，微觀粒子就會(huì)表現(xiàn)出確定性，波函數(shù)就會(huì)發(fā)生坍縮，成為粒子性，也就是確定狀態(tài)。

我們的宏觀物體就不具備這種不確定性和波粒二象性，日常生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，很容易就能確定宏觀世界里物體準(zhǔn)確的位置和速度信息，物體的狀態(tài)完全是確定的。

但理論上講，宏觀物體是由微觀粒子組成的，而且宏觀與微觀本來(lái)也沒(méi)有明確的分界線，就好比大和小沒(méi)有嚴(yán)格的分界線一樣，宏觀與微觀的定義本來(lái)就是非常模糊的。

這意味著，我們眼里的宏觀物體也應(yīng)該具有微觀粒子的特性，也就是波粒二象性，宏觀物體也應(yīng)該有波的特性。但為何我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)宏觀物體具有這種特性呢？

一位著名的物理學(xué)家德布羅意給出了答案。按照如今的眼光來(lái)看，德布羅意是標(biāo)準(zhǔn)的官二代，他完全可以瀟灑一生，沒(méi)想到不甘寂寞的他去研究微觀粒子的波粒二象性，結(jié)果一發(fā)不可收拾。

德布羅意天賦驚人，作為物理學(xué)博士，他結(jié)合愛(ài)因斯坦的相對(duì)論和普朗克常數(shù)，提出了一個(gè)讓所有人震驚的結(jié)論：物質(zhì)波。任何物質(zhì)都具有波動(dòng)性，包括我們每天看到的宏觀物體。

一開(kāi)始，很多人對(duì)德布羅意的物質(zhì)波觀點(diǎn)都持質(zhì)疑態(tài)度，這也很正常，我們每天看到的宏觀物體怎么可能具有波動(dòng)性呢？不過(guò)并不是所有人都反對(duì)德布羅意的物質(zhì)波概念，偉大的愛(ài)因斯坦就是為數(shù)不多的支持者，他對(duì)物質(zhì)波概念贊賞有加。

何為物質(zhì)波呢？

物質(zhì)波，也就是概率波，或者是“德布羅意波”，講的是任何物體都會(huì)伴隨著一定的波長(zhǎng)，這個(gè)波長(zhǎng)到底有多少呢？有沒(méi)有具體公式進(jìn)行計(jì)算呢？

確實(shí)有公式。

公式非常簡(jiǎn)單，其中的h是普朗克常數(shù)，非常小，只有大約10的負(fù)34次方，而公式中的p為物體的動(dòng)量。能夠看出，物體的波長(zhǎng)與動(dòng)能成反比。由于動(dòng)能是質(zhì)量與速度的乘積，所以在速度確定的情況下，物體的波長(zhǎng)與質(zhì)量成反比。

質(zhì)量越大，波長(zhǎng)就越小。反之，質(zhì)量越小波長(zhǎng)就越大。

宏觀物體的質(zhì)量與微觀粒子相比，都很大，所以宏觀物體的波長(zhǎng)都很短，短到不但我們的肉眼看不出來(lái)，最精密的儀器也測(cè)量不出來(lái)。所以宏觀物體很難表現(xiàn)出波動(dòng)性，只有粒子性，也就是確定性，這也是為什么我們會(huì)看到宏觀物體的狀態(tài)如此確定。

那么，宏觀物體的波長(zhǎng)到底有多長(zhǎng)呢？比如說(shuō)有一個(gè)棒球，質(zhì)量為0.1公斤，速度為每秒3米。代入上面的波長(zhǎng)計(jì)算公式，很容易計(jì)算出來(lái)這個(gè)棒球的波長(zhǎng)小到完全可以忽略不計(jì)，只有原子核半徑的萬(wàn)億分之一！

原子核有多?。颗c原子大小對(duì)比就知道了。原子直徑約為10的負(fù)10次方米，而原子核僅為原子大小的萬(wàn)分之一。如果原子有體育場(chǎng)那么大，那么原子核就相當(dāng)于螞蟻大小。

一個(gè)棒球的波長(zhǎng)就這么短了，比棒球質(zhì)量更大的你和我的波長(zhǎng)就更短了，就更不可能被觀測(cè)到了。

但無(wú)論如何，德布羅意的物質(zhì)波理論告訴我們，萬(wàn)物皆有波，也都有波動(dòng)性。既然具有波動(dòng)性，也會(huì)具有波粒二象性，也就是不確定性，理論上講，宏觀物體的狀態(tài)也是不確定的。

但由于宏觀物體質(zhì)量太大，波長(zhǎng)很短，宏觀物體的不確定性根本體現(xiàn)不出來(lái)。純理論上講，此刻的你正在家里的沙發(fā)上拿著手機(jī)讀這篇文章，你也有可能同時(shí)出現(xiàn)在月球上或者其他任何地方。

但現(xiàn)實(shí)中不發(fā)生這種事情，因?yàn)閹茁蕦?shí)在太低了，低到完全可以忽略不計(jì)！