（四）波函數(shù)崩潰

1. 什么是波函數(shù)

波函數(shù)指的是波的狀態(tài)。那么是波的什么狀態(tài)呢？答案是像波一樣在空間中擴(kuò)散著的狀態(tài)。在物理學(xué)中用Ψ2來(lái)表示。

為了便于理解，你可以想象有這么一個(gè)空盒（函）。有一道（列）波在盒子中不斷地往返振蕩。因?yàn)椴ň哂醒苌浜透缮嫣匦裕虼嗽诤凶涌臻g中的每一細(xì)微之處，波的振動(dòng)幅度都不同。例如，波峰與波峰疊加之處振幅就高，波谷與波谷疊加之處振幅就低。振幅高的地方能量強(qiáng)度就高，振幅低的地方能量強(qiáng)度就低。對(duì)于波的振幅用“相”來(lái)表示。干涉是波的振幅疊加后造成的相位差，這就叫相干。一個(gè)電子到底會(huì)在哪里，取決于兩個(gè)波的相位差。

2. 什么是崩潰

崩潰也叫坍縮，或瓦解。意思是，由波的無(wú)限擴(kuò)展著的狀態(tài)坍縮為一個(gè)有限的、有明確位置的點(diǎn)狀態(tài)。對(duì)于電子來(lái)說(shuō)，在波函數(shù)崩潰之前，電子處于盒子空間中的多種相干狀態(tài)中，即電子的位置處于波的相互干涉發(fā)生的相位的變化之中。當(dāng)電子被意識(shí)觀察后，它就坍縮為了一個(gè)確定的粒子狀態(tài)。這時(shí)，所有的波的相干狀態(tài)就同時(shí)沒(méi)有了。因此也將這一坍縮狀態(tài)叫做退相干或消相干——就是消除波的相干相位的意思。

3. 什么是波函數(shù)崩潰

具體描述如下：想象一下，在一個(gè)大型體育場(chǎng)中央有一顆臺(tái)球，這個(gè)就是原子核。電子像一粒細(xì)沙一樣在體育場(chǎng)外圍高速旋轉(zhuǎn)。那么電子在某一時(shí)刻到底在哪里呢？答案是，（如圖1-36）電子是像云一樣擴(kuò)散在整個(gè)體育場(chǎng)空間中的。你沒(méi)有任何辦法確定電子在某一時(shí)刻處在空間中的某處，但是卻可以把電子想象成振蕩著的波，然后去計(jì)算某一處空間中波所具有的振幅強(qiáng)度（能量強(qiáng)度）。能量強(qiáng)度大的地方，你發(fā)現(xiàn)電子存在的概率就大，能量小的地方發(fā)現(xiàn)電子存在的概率就小。對(duì)空間中每一處電子波能量強(qiáng)度的計(jì)算就是波函數(shù)值。

圖1-36 電腦模擬圖：一個(gè)電子像云一樣擴(kuò)散在整個(gè)氫原子空間如果你用一束光照上去，假設(shè)，突然你在某一處發(fā)現(xiàn)了電子，那么這時(shí)體育場(chǎng)空間中電子存在的概率就都突然變?yōu)榱恕傲恪保l(fā)現(xiàn)電子的地方就變成為了“1”。這就叫波函數(shù)崩潰。

電子在原子空間中，其波函數(shù)是在整個(gè)原子空間中擴(kuò)散著的（如圖1-36）。如果你把電子彈出原子到臥室中，電子的波函數(shù)就擴(kuò)散到整個(gè)臥室中了。這時(shí)電子在整個(gè)臥室的空間中任何一個(gè)細(xì)微之處都有存在的可能性了。

如果你把這個(gè)電子彈射出窗外進(jìn)入天空中，這時(shí)，電子出現(xiàn)在某處區(qū)域的波函數(shù)就是整個(gè)天空。就是說(shuō)，這個(gè)電子會(huì)在藍(lán)天中擴(kuò)散著。