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歷史上的雙縫幹涉實驗，令很多人感到恐懼：難道未來決定過去？結果決定原因？意識決定物質？
視頻：《細思極恐的雙縫幹涉實驗》
講歷史
聽說很古老很古老的時候，人們認為，我們的眼睛會發出一種東西，照到哪裡，哪裡就可以被我們看到。現在我們知道這認識顯然不對。
後來，又有人認為，光是一個個像小彈丸一樣的非常小的機械微粒，從物體上發出，射進我們的眼睛，然後就讓我們看見啦。這好像挺有道理的，這就是光的粒子假說。牛頓就是這麼認為的。然而這個假說中的「微粒」概念後來也被確定為不成立。
再後來，又有人認為光還可能是一種波，因為科學家通過實驗發現光線在經過兩條平行的非常狹窄的縫隙的時候，它會變成好多條光線。這叫幹涉，波才有這樣的現象。（假如光是粒子的話，那在它後面就應該是兩條細細的光線。）這個實驗就是19世紀初託馬斯·楊所做的雙縫幹涉實驗，此後的100多年大家也沒有覺著這個實驗有啥了不起。
這是裝置示意圖，實際中先讓光源的光通過單孔，以獲得相干光，然後通過雙縫，雙縫極狹細且雙縫間距應該小於1mm。若雙縫後的光屏上出現明暗相間的幹涉條紋，就說明光是波。
可是進入20世紀，這個實驗又被重視起來。為啥？因為愛因斯坦提出的光的波粒二象性被各種實驗證明了，一個棘手問題出現了：既然光在微觀上是一個個粒子，那麼當單個光子通過左縫時，它怎麼知道右縫存在，並且與通過右縫的光子發生幹涉的？物理學家開始重點糾結這個糾結了百年的問題：光到底是什麼？
他們決定，重新啟用雙縫幹涉實驗來查個究竟。
雙縫幹涉實驗
下面把19世紀到20世紀的實驗設計成情景劇
情景劇
實驗前，科學家們已經設想了三種可能的結果：
第一種：如果光子是粒子，那麼透過雙縫的光子會在光屏幕上留下平行於雙縫的「兩道槓」，而其他的光子被板子攔住。
第二種：如果光是波，那麼透過雙縫的光子會發生幹涉（幹涉是波的特性之一），那麼會在光屏幕上留下幹涉的後果：「斑馬線」——明暗相間的幹涉條紋（如上圖）。
第三種：如果光是波粒二象的，那麼光屏上會出現既不是「兩道槓」，也不是「斑馬線」的「四不像」情形。
1
第一次實驗：讓大量光子連續通過雙縫。
實驗結果：
光屏上出現「斑馬線」——明暗相間的幹涉條紋
科學家的反應——
波派：看到沒，發生了幹涉，光是波！大家可以散了吧。
粒子派：我不服！這或許是光子傳播時候它們之間有相互作用導致的。要求重新實驗！再做一次，讓光源每次只放出一個光子，不讓它們在傳播路上有機會相互作用，看會怎麼樣，我相信一定會變成兩道槓的！
2
第二次實驗：將大量光子一個、一個地發射。
最終結果：光屏上還是出現「斑馬線」。
科學家的反應——
波派：看到沒，光還是波！不用爭了。
粒子派：我不相信！每一次都是一個光子，一個光子跟誰發生幹涉？難不成通過雙縫時候一個光子分裂成了兩個？
波派：我竟無言以答。
兩派異口同聲：那麼加上光電探測器觀測一個一個的光子是如何通過雙縫的。
3
第三次實驗：還是一個一個光子發射，但在雙縫後面加上光電探測器，進行觀測。
結果：（從兩派的以下吵架之中體會）
科學家的反應——
粒子派：看到每次不是左邊的縫通過一個光子，就是右邊通過一個。一個就是一個，沒有發現哪個光子分裂的情況。光是粒子！
波派：憋著急，等通過的光子數量多了再說！繼續看……
粒子派：現在數量夠多了，看到沒，終於出現了兩道槓！Oye這一場我贏了，這一次光就是粒子！
波派：我又無言以答……歇會兒，待我想想這架怎麼吵……這次我要求撤走光電探測器重新實驗……
粒子派：那就是回到第二次實驗？……
4
第四次實驗：拿走光電探測器。用數量不同的光子進行實驗，還是一個一個光子發射
實驗結果：少量光子到達光屏上哪一處是隨機的，屏幕上的光點看上去一片雜亂無章；但是隨著光子數量足夠多，又漸漸顯出了斑馬線條紋。
科學家的反應——
波派：斑馬線又出現啦！光又是波啦！我再次贏了！
粒子派：懵逼！
波派：其實我也懵逼！
兩派異口同聲：見鬼！
如果用探測器「看」了，哪怕是光子到達光屏幕之前的最後時刻打開探測器「看」通過的是哪一個縫（一種延遲的實驗手段），結果就也就成了兩道槓，即光子又成了粒子！
實驗結果竟然取決於有沒有人（探測器）「看」？！
我們只想安靜地做一個實驗，竟然見鬼啦！
觀察者魔咒？
難道，不看光子它就是波，看它一眼就成了粒子？
難道，光子在到達光屏之前就悄悄偵查過了，如果發現有攝像頭，它就是粒子形態，出現「二道槓"?；如果發現沒有攝像頭，就悄悄變成波的形態,出現「斑馬線」？
難道，「光子是什麼」這一客觀事實，是由我們的觀測（探測器開或者關）決定的？
其實歷史上科學家用電子代替光子，做了這個實驗，發現類似「詭異」的結果。
視頻：
《宇宙揭秘：電子雙縫幹涉實驗，太不可思議》
疊加態和測量導致的坍縮
雙縫幹涉實驗現象因為超出了人們的日常生活經驗，所以使人感到驚訝和惶恐：一是將光子一個一個地發出，也能出現幹涉；二是如果「看」（測量）光子通過哪一個狹縫，幹涉就會消失。
但不管怎樣它總一定是遵循某一種已知或者未知的規律的。
量子力學對此的共識和解釋，用了兩個重要概念，分別是疊加態和測量所導致的坍縮。大家都熟知的「薛丁格的貓」，就是疊加態的一種極端情況，貓處於死的或者活的疊加態中；只有測量（看一眼）才能使這個疊加態坍縮。在這裡，光子處於既從左邊狹縫通過，又從右邊狹縫通過的疊加態中，你不在狹縫處進行測量，就不能確定那些到達光屏上的光子是從哪個狹縫中通過的，那麼包含多個路徑的量子疊加態就會發生自我幹涉，從而出現幹涉條紋；如果在狹縫處測量，疊加態坍縮，每一個粒子不是從左邊狹縫通過，就是從右邊狹縫通過，幹涉現象就不存在了。
所以，並不是意識決定結果，也不是打破了因果律，而是「測量「影響到是否為疊加態，進而影響到是否發生幹涉。
視頻：《雙縫幹涉實驗現象的解釋》
波粒二象性
至於光的本性是什麼，目前科學界的共識是：無論是光子，還是像電子這樣的實物粒子，任何時候都是同時具有「波粒二象性」，當少量、或者相互作用、或者波長（包括德布羅意波長）比較小的情況下，它的粒子性就比較強而波動性就比較弱；反之，當大量、或者處於傳播中、或者波長比較長情況下，它的波動性就比較強而粒子性就比較弱。
光和電子等在雙縫幹涉實驗中出現的幹涉條紋是統計學意義上的幹涉條紋，其波動性不是實體波、而是概率波意義上的，明暗條紋（明暗對應的是光子到達概率大小）位置也是可以計算的。
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