摘要：如果在双狭缝实验中光子的自相干起主要作用，那么托马斯.杨用普通光源做双狭缝干涉实验看到干涉条纹则是容易理解的事实。由此进一步说明保证光子的自相干实验严格性的重要。

在博文《再谈“一类重要的量子力学基础实验”》中，作者曾提出为何托马斯.杨能用普通光源做双狭缝干涉实验这一问题。

经仔细考虑，发现，如果已证实在双狭缝实验中单个光子可以自相干，那么在没有激光器时期的双狭缝实验中，前人使用普通光源通过一个小狭缝的光最后得到干涉条纹就应该是很自然的事。

作者在写该博文时，忽略了自相干的重要作用，把简单问题复杂化。误认为一般强度的普通光通过一个小狭缝后仍然是有相当强度的光束，它包含了数量很大的各色光子。这些光子在通过双狭缝时，每瞬间，每种特定波长、偏振及相位相同的相干光子都不止一个，在通过双狭缝时，由于相干作用落到观测屏幕上形成干涉条纹。在这种潜意识的想法下，错误地提出了普通光源怎么可能保证同一小瞬间有多个相干光子出现在双缝附近，也就是该博文所提的为什么用普通光源可以得到相干光束的问题。籍此，作者向受误导的读者致歉。

下面以单光子自相干为基础，设想一个理想条件下普通光源的双狭缝干涉实验，由此进一步解释实际的普通光源双狭缝实验。

这里理想条件是指实验中离光源近的屏障上的透光狭缝S，双狭缝S₁和S₂的宽度都几乎是零（理想的没有宽度的线狭缝，实际中不存在），而且狭缝S到狭缝S₁和S₂的距离相等。

当一个波长、偏振及相位确定的光子通过S时，S则可看成是经典的光波动理论中一个同样波长、偏振及相位的点光源。进一步理想化将S看成是线光源，此时需假设狭缝S充满了同样的光子。按照波动光学的计算（在前一篇博文的参考文献【5】【6】【7】都可找到），这样的线光源会在双狭缝后面的屏幕上形成标准的单色光干涉条纹。条纹分0级（一条，在中部）、1级（两条，分布在0级条纹两侧）、2级（两条，对称分布在1级条纹之后），3级等。0级中心最明亮，其他各级的中心也相对较亮，但亮度随级数的增高而减弱。

根据计算，除了试验设备的几何参数（如狭缝S、S₁、S₂之间的距离，S₁、S₂到观测屏幕的距离）外，干涉条纹的分布只与光的波长，和经过双狭缝的两束光到达观测屏幕同一位置的光程差有关，与光在S处的相位、偏振无关。

因此，普通光源中同一颜色，即同一波长的大量光子通过狭缝S，双狭缝S₁和S₂后，无论它们的偏振、相位是否相同，都将按计算出的同样的条纹的亮度分（散）布到后面观测屏幕的干涉条纹上，分布密度与条纹的亮度成正比。

普通光源，特别是白光，发出多种波长（颜色）的光子。计算表明波长越长，干涉条纹中明纹的间距越宽。于是实际看到的干涉条纹会由0级到高级越来越模糊，0级条纹的中心线仍是白光，其他各级条纹中不同颜色的明亮中心位置会分开，级数越高分离度越大。

如果在隔光屏障上对狭缝S、S₁和S₂分别稍作平行移动，由于计算公式对参数的连续依赖性，上述理想条件下的干涉条纹分布也会随之稍有变化。

如果三个理想狭缝变成实际实验中有一定宽度的窄缝，那么这些窄缝都可以看成由无限多平行的线状缝组成。于是在观测屏幕上看到的实际条纹是上述所有可能的三条线状缝对应的干涉条纹的叠加（计算时要使用积分，这时也要考虑透过狭缝S的不同波长光子的不同分布密度）。

无疑，三个狭缝的宽度越宽，干涉条纹也越模糊，到一定程度干涉条纹将会消失。

因此，只要单光子具有自相干性，就很容易解释普通光源的干涉实验（特别是杨氏双狭缝实验）。

上述解释并不排除实验中有些相干光子同时经过双狭缝发生相互干涉的可能。而且作者仍认为，前一篇博文中提到的，普通光源中相互临近的原子发光过程是否有联系（导致共同发射相干的多个光子）的研究是有意义的。

无论如何，量子力学最重要的基础实验，“单光子自相干实验”，其中光子的“单个性”实在是一个需要更认真对待的问题。

王国文教授和徐晓与我的讨论对此文的撰写很有启发，特此致谢。