6.3 实物粒子的双缝干涉实验
杨氏双缝干涉实验是证明粒子具有波动性的最直观的实验。但是对于实物粒子来说，由于波长很短，所以需要很窄的狭缝，要将狭缝做得非常精细是很困难的。
直到1961年，才由德国的约恩逊成功完成了这个实验。他在铜箔上刻出长50μm，宽0.3μm，间距1μm的狭缝，采用50kV的加速电压，使电子束分别通过单缝、双缝（见图6-2）、三缝、四缝和五缝，得到了单缝衍射和多缝干涉图样。从图6-3中可以看出，单缝衍射图样具有较宽的中央亮条纹和两侧相对较弱较窄的亮条纹，而多缝干涉图样则都是明暗相间的条纹。
图6-2 电子双缝干涉实验示意图
继电子的双缝干涉实验后，不断有其他实物粒子的双缝干涉实验成功进行。
1988年，奥地利科学家进行了中子的杨氏双缝干涉实验，结果十分清楚地显示出“中子波”的干涉图样。
1991年，德国科学家把一束氦原子流射向刻在金箔上的两条1μm宽的狭缝，在狭缝后观测到了原子的干涉现象。
图6-3 约恩逊的电子单缝衍射和多缝干涉实验图像
1994年观测到了碘分子I2的双缝干涉现象，1995年观测到了钠的双原子分子（Na2分子）的双缝干涉现象。1999年，用更复杂的分子富勒烯C60和C70也做出了这个实验，C60和C70是由60个或70个碳原子组成的类似于足球的分子。
2012年，一个由奥地利维也纳大学、以色列特拉维夫大学等机构研究人员组成的国际小组，成功地观察到了超大分子的干涉现象。实验中使用了两种分子，一种是酞菁染料分子PcH2，分子式C32H18N8，相对分子质量514，原子数58，分子结构见图6-4；另一种是酞菁染料衍生物分子F24PcH2，分子式C48H26F24N8O8，相对分子质量1298，原子数114。
图6-4 酞菁染料分子PcH2结构示意图
光栅用10nm厚的氮化硅薄膜制成。PcH2使用的光栅缝隙宽50nm，间距50nm；F24PcH2使用的光栅缝隙宽75nm，间距25nm。实验中所用的广域荧光显微镜空间分辨率达到10nm，能显示出每个分子的位置和确定的整体相干图案。结果显示，这两种分子都具有清晰的干涉图样，图6-5所示为PcH2分子的干涉图像。
图6-5 PcH2酞菁染料分子的干涉图像
光子、电子、中子、原子、分子、大分子、超大分子，显然，上述实验意味着所有物质都具有波粒二象性。波粒二象性是物质的内禀属性，适用于所有物质！这真是太不可思议了！难道网球、篮球、人、汽车……都有波粒二象性？是的，都有，只是我们宏观物质的波长实在太小了，小到我们永远也不会观察到自身的波动性。看看下面的例子，简单算一算就知道。
例1：电子，质量9.11×10−28g，运动速度106m/s。
波长7×10−10m。
例2：沙子，质量0.01g，运动速度1 m/s。
波长7×10−29m。
例3：石子，质量100g，运动速度10 m/s。
波长7×10−34m。
总之，质量越大，运动速度越大，那么波长就越短，越难观察到波动性。也幸而如此，我们走路才能稳稳当当地前进，而不是像醉汉一样摇摇晃晃找不着北。也许有人要刨根问底，地球、太阳有波粒二象性吗？应该有吧。宇宙呢？呃，我也不知道了……总之，即使所有物体都有波粒二象性，但超过一定限度，其波动性就由于波长过短而无法显示出来了，于是，就有了我们熟悉的经典世界。
正如狄拉克在1930年出版的经典教科书《量子力学原理》中所言：
“经典传统已经把世界看作是按照力的确定性法则运动的一些可观察物的一个联合体，因此一个人能够在时间和空间上形成整个体系的思维图景。这导致了一种物理学，其目标是对机械论以及与这些可观察物有关的力做出假设，用最简单的可能方式解释它们的行为。可是自然界是以一种完全不同的方式在运作，最近几年来这一点已变得很明显。它的基本法则并不是以我们的思维图景中的任何一种直接的方式统治着这个世界，而是控制着这样一种基础，在其中我们若不引入细节问题就不能形成思维图景。”