假如電子是波的話，怎麼解釋電子帶負電呢？

01-05

當然現在是波粒二象性，電子的狀態取決於怎麼觀察它。在這一理論之前，認為電子是波的話，是怎解釋的。

波怎麼了？瞧不起波么？波就不能有內部結構么？

你以為波就是一個正弦函數么？你得看它傳遞的是什麼呀！比如聲波，傳遞的是空氣密度，這是個數；電磁波，傳遞的是偏振狀態，那是個矢量。

（當然，這裡有人說電子是概率波，沒錯，那是量子力學剛建立時的解釋。但狄拉克被你放到哪去了？概率波不能說錯，就是不夠完整。）

狄拉克發現了旋量這種東西。所以今天你要這麼說：

電子是一種波（準確說是一種場，當它有確定動量且處於自由狀態下有平面波的行為）；這個波傳遞的是旋量；這個旋量在規範對稱性下的表示給出它的荷。

你看，波是可以有很多內部結構的，不要因為人家是波就看不起。

波粒二象性是微觀粒子的基本屬性。電磁相互作用可以用U(1)規範理論來解釋，電荷就是U(1)群的荷，至於正負是人為規定的，或者說是由最初的實驗發現決定的。

帶負電，或是電子有波的特性，是用來解釋電子的行為的。所有這些概念，只是發明便於解釋電子的行為的。我們會發現電子和電子之間有天然的不可解釋的互斥力存在，而與質子之間又有天然的不可解釋的吸引力的存在。由於這些現象的不可解釋，我們創造了正負電荷的概念以及同性相斥異性相吸的規則，使得這些現象變得便於理解。

同樣，電子具備波的特性又是為了解釋另外一些不可解釋的現象而創造的，當創造電子具備波的特性這一解釋的時候，並沒有說這一解釋與電子具備電荷相衝突。只是我們無法在不藉助儀器觀察的現象中找到波和電荷同時存在的例子，所以才難以理解。波粒二像性的難以理解也是同樣的原因。

電子不是波，電子某時刻存在於某位置是有確定概率的，每一個點的概率都標註出來之後，形成一個概率場，就像屋子裡的每個點的溫度都標註出來就形成了一個溫度場一樣。這個場以波的形式運動，就叫概率波。電子不是波，概率是波。

怎麼解釋電子帶負電呢？在我看來，這是無法解釋的。

一種帶負電的亞原子粒子——這是電子的定義。帶負電是電子的一個性質，就像體積、質量一樣。為什麼電子具有體積和質量？目前我們能夠給出的答案就是——「它就是這樣！」，因為科學家們觀測到的就是這樣的。也許在人類能夠回答「電子是由什麼組成的？」這個問題之後，電子帶負電的性質才會有更基礎的解釋。在M-theory(弦論)里，電子被視為弦振動的一種模式，但它帶負電的性質也只是被認定為一個基本的性質而已。

所以不管電子具不具有波動性，它都是帶負電的。經典力學不認為電子具有波動性，但是它無法解釋某些現象。比如兩個氫原子為什麼能通過化學鍵結合在一起形成氫氣。量子力學，儘管它基於一個有悖於常識的假設(在Feynman"s Lectures on Physics里記錄費曼如是說:It must be recognized that this is a retrenchment in our earlier ideal of understanding nature. It may be a backward step, but no one has seen a way to avoid it… So at the present time we must limit ourselves to computing probabilities. We say 「at the present time,」 but we suspect very strongly that it is something that will be with us forever – that it is impossible to beat that puzzle – that this is the way nature really is.)——海森博格不確定性原理，卻成功的解釋了這些現象。

以量子力學的角度講，任何物體都具有波動性(任何物體都是由基本粒子組成的)。一頭大象有沒有波動性呢？有！一個體重一噸，以10米/秒運動的大象的波長是

h/mv = 6.63*10^(-34)/(10^3*10) = 10^(-37) 米

這個波長是如此的小，以至於我們無法察覺出大象的任何波動現象——但，僅僅是無法察覺而已。

波動學說和波粒二象性最初都是解釋光的性質，跟電子無關。電子有波粒二象性是德布羅意的假設，將波粒二象性推廣到了實物粒子（比如電子、質子），並被電子衍射實驗所證實。由此波粒二象性才推廣到了所有的物質。也就是說，德布羅意之前是沒有人認為電子有波動性的。