在这个光的双缝干涉实验中，光可以通过两个不同的窄缝投射到探测屏幕上。这两束光途经的距离不一样。因而当它们到达探测屏幕时的相位也不一样。不同的相位差就会产生不同的干涉表现。

如上图所示，红色线代表射入的光，设双缝之间的距离为l，两条入射光线之间的长度差为Δs。从上图可以看出，

这个角度α可以由下式得出，

由于d>>s，α的角度很小，所以，

因此，把式（A5.3）代入式（A5.1）中，就可以得到：

如果Δs是光的波长的整数倍（Δs=nλ），两束光的相位是相同的。它们的向量和是两个波的叠加，因此会给出一个亮点。如果Δs是光的波长的n+1/2倍，两束光的相位相反，会互相抵消。因此，两束光的交会点就会变得很暗。所以当x有不同的值的时候，探测屏幕上的信号有时候会变得明亮，有时候会变得暗淡，从而出现了干涉的条纹。

基于托马斯·杨提出的设计，费曼认为，由于我们已经通过大量实验了解到电子具有波的性质，如果我们用电子来进行双缝干涉实验，那么它的表现也应该会和光一样。因此，这个电子的双缝干涉实验也应该产生干涉条纹（见图5.8）。

图5.8　用电子进行双缝实验也会得到干涉条纹(www.daowen.com)

从已知的电子的波粒二象性，费曼提出如果用电子做双缝实验，也会得到干涉条纹。

费曼提出的这个实验吸引了一些科学家的兴趣。1978年，意大利一个小组用电子显微镜来进行单个电子的干涉实验。其结果显示了干涉图像，符合费曼对于电子干涉实验结果的预测。不过，这个实验使用的是双棱镜来模拟双缝干涉的效果，并不完全符合费曼的双缝干涉实验的设计。

费曼提出的电子双缝干涉实验在道理上虽然非常简单，但是对于当时人们所掌握的技术来说，还是难以实现的。由于电子的德布罗意波长远比一般可见光的光子要短，所以如果要想要用真正的双缝实验来观察干涉现象，就必须把小缝缩小到很窄才行。近年，随着晶片技术的发展，半导体的加工越来越精密，科学家可以利用微刻技术（micro-fabrication）在半导体材料上进行纳米级的刻制工作。

现在这个双缝干涉实验已经可以在美国大学中作为一项本科生研究课题进行演示。例如在2013年，美国内布拉斯加大学就详细地报告了他们完成了费曼在他的《物理学讲义》里所提出的电子双缝干涉实验。^[6]研究者用离子束在镀金的硅膜上刻出62纳米宽、4微米高的两条缝隙，两条缝隙之间距离为272纳米。实验者把电子加速到约600 eV，向双缝射击。双缝后面有一个探测板来记录电子的落点。他们观察到很清楚的干涉图像。另外，假如他们遮住其中一条缝隙，干涉图像就消失了 。这与费曼当年猜想的结果完全吻合。

这个实验最为神奇的地方，就是这种干涉条纹的产生并非来自不同电子之间的互相干涉，而是一个电子本身就可以自己和自己发生干涉。人们怎么知道呢？在做双缝干涉实验的时候，实验者可以把投射到双缝的电子密度不断减弱，一直到每秒钟少于一个电子被射出。在这个时候，实验者还是可以观测得到双缝后面的屏幕产生干涉条纹（见图5.9）。

图5.9　电子的双缝实验得到的干涉条纹

每一个亮点代表一个电子打在探测屏幕上。上图是6235个电子的累积图像。

如果我们把电子当作一颗粒子（就像一颗弹珠）的话，一个电子只能从两个缝隙中的一个中穿过。不过如此一来，这个电子就不可能同时通过另外一个缝隙，因此也就无法在双缝之间产生干涉现象。这种干涉现象的出现，意味着一个单独的电子必须同时通过两个缝隙。它是怎样办到的呢？这让科学家疑惑不已。

如果说电子不像一个粒子，那又很难解释当实验者在双缝后面用探测器来侦测电子时，电子是一个一个地被探测到的。每一个电子都有一个固定的质量和电荷，它不是分散的。因此从探测器的观点来说，电子是像一颗粒子一样单独地存在着的。

因此这个双缝实验显示了一种很奇怪的现象：在有些情况下，电子似乎表现得很像一颗粒子；但在另外一些情况下，它又不可能是一个单独的粒子。这使科学家伤透了脑筋。

因此，费曼在他的《物理学讲义》里就给了以下的结论^[7]：“没有人能想出办法来解决这个难题。因此，目前我们只能将自己局限于计算概率。虽然这里说的是“目前”，但我非常强烈地怀疑它将是“永远”与我们同在。这个难题是无法解决的，自然就是这个样子。”