双缝干涉实验说明了什么，微观粒子的波粒二象性

当您观察到飞行中的蚊子时，尽管它一直在飞来飞去并使您眼花缭乱，但实际上，它在每个时间点仅出现在一个位置，这就是粒子的性质。 波动现象也很简单。 当您将一块小石头平稳地扔到水中时，它掉入水中时会产生波动。 当您连续扔两个小石头时，它们所产生的波彼此接近时，就会产生波干扰。

在我们的常识中，我们观测到的现象，要么表现出粒子性，要么表现出波动性。而在微观世界里，我们的常识就不是那么好用了，因为那些微小的粒子，它们具有“波粒二象性”，简单的讲，就是它们的行动方式既可以是波动性质，也可以是粒子性质。

演示微观粒子的波粒二象性

“双缝干涉实验”就是为了演示微观粒子的波粒二象性而做的实验。其具体方式为：连续发射单个的电子穿过有着两条缝隙的障碍物，最后这些电子会落在用于观测的屏幕上，以便于观察，在重复了很多次的这个过程之后，其实验结果如下图所示。

我们可以看出，这个实验结果显示出了干涉现象，也就是说电子在运动过程中表现出了波的性质，它能够以波的形式同时穿过两条缝隙，并且“与自己产生干涉现象”。看到这里，你肯定会认为这并没什么“恐怖”的，别急，我们接着讲。

电子能与自己产生干涉现象

虽然我们无法直接看见电子，但是可以通过感应装置来观察它，为了搞明白电子在这个过程中的运动轨迹，研究人员在两个缝隙上都安装了能够观察电子的感应装置，这样我们就可以知道，电子到底是通过了哪一个缝隙。

然后诡异的事情就发生了，当研究人员安装了感应装置之后，再次进行双缝实验时，他们惊奇的发现，电子的干涉条纹消失了，不管发射了多少个电子，它们都只表现出粒子性。而当研究人员移除了感应装置，电子的干涉条纹马上就又出现了！这个实验的结果让科学家非常困惑，为了保证电子的运行轨迹不被干扰，研究人员使用了摄像机来对电子进行观测，但其结果还是和以前一模一样。

“好吧，既然这样，那么我在确定你通过了缝隙之后，再来拍摄你总可以了吧？”研究人员这样想到，于是就有了“延迟双缝干涉实验”，其过程是这样的，当研究人员通过高科技手段确定电子处于“已经穿过了缝隙，但是还没落在挡板上”的时候，马上用摄像机来观测电子。然而令研究人员目瞪口呆的是，这个实验的结果依然和之前的实验结果相同！

研究人员并不甘心，他们又做了更高级的“量子擦除试验”，这次他们的实验对象是光子。这个实验利用了光子的偏振性以及量子纠缠原理，他们在两个缝隙上安装了不同的介质，当光子通过某个缝隙的时候，由于介质的存在，它的偏振性就会发生改变，如果这个光子是与另一个光子处于量子纠缠态的话，那么另一个光子的状态也会发生相应的改变。

简单的讲，有一对处于量子纠缠态光子A和B，一个研究人员将光子B用来实验，另一个研究人员却“偷偷的”通过光子A来观测光子B的状态。由于量子纠缠的超距作用，研究人员就可以神不知、鬼不觉的观测用于实验的光子。

看到在这里，我们不得不佩服相关研究人员的脑洞，居然能想出这样的方法。然而事实上，这个实验的结果仍然和以前的相同：当有观测者的时候，根本就不会出现干涉条纹，而没有观测者的时候，干涉条纹又诡异的出现！

微观粒子就像个有思想的精灵

关于“双缝干涉实验”还有很多的升级版，这里就不一一描述，但是这些实验的结果都是一样，即微观粒子就像是一个个有思想的、无所不知的精灵，当没有观测者的时候，它们是一个个波函数，而当它们知道有人在观测它的时候，它们马上就只表现出粒子性，从不例外！

“双缝实验”的结果，使人们或多或少的对这个世界的真实性产生了怀疑，如果我们没有观测的时候，那些除了我们自己可以观测到的人和事以外，其他的很多人和事会不会都是以“波函数”形式存在？当我们观测到某个人的时候，这个人就变得真实了，他（她）的过去、现在也就被确定了？而当我们不再观测这个人，那么他（她）是不是又回到了“波函数”的形式呢？

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