雙縫干涉實驗是什麼? 為何科學家研究完都懷疑世界?

你以為自己所看見的世界，就一定是真實和完整的嗎？我們所處的世界既不真實，也不完整，它只不過只微觀世界波函式坍塌的一種結果，真實的微觀世界到底是什麼樣的呢？

這還從20世紀開始講起，當時物理學家們對組成世界的微觀粒子產生了疑問，光究竟屬於粒子還是波？為了找到真相，大家決定設計了一系列的實驗來求證結果。其中最出名的當屬大名鼎鼎的雙縫干涉實驗，用一把可以發射光子的光子槍，對著一處雙縫連續不斷的發射光子束，最終觀察雙縫之後感光螢幕上出現的結果，如果光束是由粒子組成，就一定會留下至兩道兩槓，如果光束是由純播組成，那麼熒光屏上則出現多條斑馬線，總之，如果是兩道量槓，則為粒子派勝，如果是多條斑馬線，則為波派勝。

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第一次實驗把光機槍對準雙縫發射，實驗結果是明顯的多條斑馬線，那麼你一定以為是波派勝了，事情遠沒有想象的那麼簡單，第二次實驗，

科學家

們這一次控制光子槍產生光子的速度，讓它每次只發射一個光子，在經過一段時間的累積之後，奇怪的事情發生了。熒光屏上竟然出現了明顯的干涉條紋，這讓人百思不得其解。

我們知道，實驗過程中每次只發射一個光子，這些單光子究竟是怎麼發生干涉的呢？難道是它們自己與自己進行干涉？這在經典物理學中絕無可能，在帶著這些疑問後，科學家們開始嘗試第三次實驗。

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這次將這個實驗升級，他們在雙縫之後安裝了兩個

探測器

，一邊一個對準縫隙。分別對透過各自縫隙的單光子進行監測，又是經過無數次發射單光子之後，他們觀察熒光屏上出現的結果，詭異的事情出現了，熒光屏上竟然又是兩道亮槓，這究竟是為什麼呀？難道是觀察行為，導致了微觀粒子改變了自己的狀態嗎？這次的結果似乎光是波或者粒子都說得過去。

光量子假說

愛因斯坦提出了一個大膽的假說“光量子假說”，並在後來演化成了波粒二象性。光子在傳播的時候顯示為波性，然而在測量時顯示為粒子性，這似乎所有的疑問都迎刃而解了。然而事情到這裡還沒有結束，幾十年後發生的一件事，才是讓經典物理學倒塌的關鍵。

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1979年惠勒設計了延時選擇實驗，繼續在上述實驗上發，這一次不再將兩個探測器對準雙縫，而是讓它們對準了後面的螢幕，結果是螢幕上仍然出現了兩道槓，這就很說不過去了。如果光子是在透過雙縫時被觀察導致改變的狀態，進而從波的狀態變成了粒子狀態，這次透過雙縫時不加以觀察，而是選擇直接觀察螢幕，它就該以波的狀態存在，事實恰恰與之相反，它們偏偏表現出了粒子的性質。

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惠勒接著將探測器全部撤走，完美的干涉條紋又再一次出現了，儘管提出了波粒二象性來詮釋粒子神鬼莫測的性質，但我們其實並沒有從根本上弄明白波粒二象性，以及波函式坍塌產生的機制，但這有何妨？它一點也不妨礙我們利用量子力學，如今的世界正是在量子力學的推動下高速發展。