雙縫實驗是量子力學中，最為神奇的實驗之一。該實驗由英國科學家託馬斯·楊在1807年提出的，證明了光波動性；到了20世紀初，量子力學的出現，給雙縫實驗增加了新的解釋。
光的歷史
牛頓是光學的鼻祖人物，在17世紀建立經典力學，認為光是由許多微小粒子組成的粒子流，也就是「光的粒子學說」，該理論成功解釋了光的折射、反射等等現象，在後來的100多年時間裡，粒子學說一直被視為光的正統學說。
直到1807年，英國科學家託馬斯·楊發現了光的雙縫幹涉實驗，這一實驗證明光是波而非粒子，因為幹涉是波的特徵，從此，光的波動學說逐漸代替粒子學說成為正統。
又過了100多年，光的波動學說遇到一些無法解釋的現象，比如黑體輻射、光電效應等等，然後普朗克、愛因斯坦等人，再次把光的粒子學說搬上科學舞臺。
隨著量子力學的發展，科學家提出了光的波粒二向性，大物理學家費恩曼曾說過：「雙縫幹涉是量子力學的核心實驗，其中包含了量子力學最深刻的奧秘。」
雙縫幹涉
在經典力學的波動學說中，雙縫幹涉就是對光的波動解釋，並沒有神秘的地方；但是在量子力學中，雙縫幹涉就沒那麼容易解釋了，其中有很多地方，科學家到現在都沒有弄清楚。
對於該實驗，首先量子力學認為，光是由一份一份的光量子組成，每份的能量大小為E=hυ，其中h為普朗克常數，υ為光子的頻率。
一束單色光穿過狹窄的單縫後再次穿過雙縫，就會在雙縫後面的屏幕上產生幹涉條紋；該實驗的神秘之處在於，如果我們一個一個地發射光子，也能得到幹涉條紋，甚至我們把光子換成電子，甚至是分子，也能得到幹涉條紋。
如果從粒子的角度看，粒子穿過單縫後，再次穿過雙縫時只有兩個選擇，應該在屏幕上得到兩條亮紋；可事實是得到了多條明暗相間的幹涉條紋，說明單個粒子在該實驗中能進行自我幹涉。
換句話說，單個粒子不是通過了一條縫，而是同時通過了兩條縫；你沒聽錯，是單個粒子在同一時間，同時通過了雙縫，就好似單個粒子一分為二後通過了雙縫，然後再進行幹涉組成一個粒子落到屏幕上。
該實驗的神秘之處還在於，一旦我們試圖探測粒子到底穿過了哪條縫，比如在雙縫處加上探測器，那麼幹涉條紋會立刻消失，就好像粒子知道你對它進行觀測了一般。
實驗過程的觀察與否，居然會影響到實驗結果，這是非常令人費解的；當初愛因斯坦還對量子力學嘲笑到：難道在你不觀察時，月亮就不存在！
這個解釋讓人非常難以接受，但這正是量子力學對雙縫實驗的詮釋，無數頂尖級的物理學家，都試想過你能想到的任何可能，最後都認為這個解釋是最合理的。
該實驗經過延伸，還引出薛丁格的貓、量子延遲選擇實驗等等；比如在薛丁格的貓中，貓死與貓活，對應的就是雙縫幹涉實驗中的兩條縫，兩個實驗本質上是一樣的，如果解決了雙縫幹涉實驗，也就解決了那隻半死不活的貓。
好啦！我的內容就到這裡，喜歡我們文章的讀者朋友，記得點擊關注我們——艾伯史密斯！