雙縫幹涉實驗為什麼挑戰了因果律了?

這種現象可以簡單的解釋為：不管觀測不觀測，以及何時觀測，電子都是確定地只通過了一個縫隙。

至於為什麼觀測了就沒有條紋了呢？因為觀測這種行為和手段本身就破壞了電子之間相互幹涉唄？破壞了相互幹涉使得其本身的波粒二象性裡只剩下「粒」性而沒有了「波」性，自然就不存在幹涉條紋了唄。

作為半個物理學業餘愛好者，我相信我的理解應該被很多大牛想到過吧？那麼玻爾或者其它人，具體是怎麼證明不是他們的觀測手段影響了粒子之間的相互幹涉呢？光的雙縫幹涉實驗。這個實驗的設置很簡單，一個點光源所發出的光在通過兩條狹縫後，被投射在 一個背景板上。當通過狹縫的光到達背景板上時，所投射出的並不是兩條光帶，而是 許多明暗相間的條紋。

出現這種明暗條紋的的原因是因為光是一種波。當光通過兩條狹縫後，相當於在兩個狹縫出口處產生了兩條新的波。這兩條波在背景板不同的位置上會產生幹涉。在明條紋處，兩條光波到達時它們的波峰剛好疊加在一起，波的強度加大，所以產生了較亮的條紋。而在暗條紋處，兩條波的波峰和波谷剛好抵消，波的強度減弱，形成了較暗的條紋。下面的這張圖所表示的就分別是這兩種情形下波的疊加。在圖片中，上面兩條同相的波疊加形成了一條振幅更大的波，而下面兩條反相的波疊加後剛好相互抵消。

這個實驗最早是由託馬斯·楊在1801年完成的， 他通過這個實驗向人們完美地展現了光的波動性。 （在這裡插一句，這個楊就是我的另外一個回答裡曾經差點破解了古埃及文字的那個楊。）在楊完成這個實驗一百年後，也就是在20世紀初，隨著量子理論的興起，人們發現諸如電子這樣的微小粒子居然可以也體現出波的特性。隨著技術手段的進步，人們可以用電子代替光 來進行雙縫實驗。在電子雙縫實驗中，被發射出來的電子會先通過一塊開有兩條狹縫的板，然後落在一塊感光屏上。實驗剛開始的時候，通過雙縫的電子會隨機地落在感光屏上，似乎並沒有規律。但隨著落在感光屏上的電子越來越多，一條條明暗相間的條紋就逐漸顯現了出來。在明條紋處有較多的電子落在了感光屏上，而在暗條紋處只有較少的電子落下。下面的五張圖片顯示出了隨著時間的推移，落在感光屏上的電子分布：

電子在感光屏上的這種分布模式，簡直和楊的雙縫試驗中光的幹涉條紋一模一樣。 如果將兩條狹縫中的一條關閉的話，這種幹涉條紋就立刻消失了。這說明通過兩條狹縫的電子 以波的形式產生了某種幹涉。在經典物理學中，電子作為一種粒子，它的運動軌跡被理解為類似於炮彈飛行彈道或是行星運行軌道一樣的東西。但在電子雙縫幹涉試驗中，這種粒子卻表現出了一種光波一樣的波動性。但這還是不是這個實驗最令人費解的地方。在電子雙縫幹涉實驗中，最令人費解的是下面這個事實（請大家認真讀三遍）：就算人們把電子一個個地單獨發射出來通過雙縫，最後所有落在感光屏上的電子還是可以形成幹涉條紋。就算人們把電子一個個地單獨發射出來通過雙縫，最後所有落在感光屏上的電子還是可以形成幹涉條紋。就算人們把電子一個個地單獨發射出來通過雙縫，最後所有落在感光屏上的電子還是可以形成幹涉條紋。為什麼這是最令人費解的現象呢？請各位認真想想看，對於一個被單獨發射出來的電子來說，它在通過其中一條狹縫的時候，它是怎麼『知道』在這條狹縫的旁邊還有另外一條狹縫，從而『決定』和其他的電子一起形成幹涉條紋呢？要知道，對於一個小小的電子來說，兩條狹縫之間的距離是一個非常大的尺度。如果把電子的尺寸放大到一個人那麼大的話，兩條狹縫間的距離可能已經有太陽系直徑那麼大了。這樣的一個小小的電子，它是怎麼知道在如此遙遠的距離上『有』或者『沒有』另一條狹縫呢？如果你進一步思考這個問題，你會發現到感光屏上幹涉條紋的形狀是與兩條狹縫之間的距離有關的。這就更加 讓人感到不可思議了。難道通過狹縫的電子不但『知道』在遙遠的地方開著一條狹縫，並且還在一瞬間『測量』出了這兩條狹縫之間的距離嗎？不然的話，電子們是如何根據狹縫間不同的距離來形成不同的幹涉條紋的呢？最後，對於一個被單獨發射出來的孤零零的電子來說，它『不知道』在自己之前已經有多少電子落在了感光屏上，也『不知道』在自己之後還會有多少電子被發射過來。它是如何跟其他電子『約定』好各自在感光屏上的位置來形成幹涉條紋的呢？上面的這幾個問題，每一個都在挑戰著人類對於這個世界的認知極限。最後，有一群科學家認為，對於這些問題唯一合理的解釋就是：每一個電子都同時通過了兩條狹縫。他們認為，電子並不像炮彈那樣是按照某種確定的軌跡前進的，而是在空間中以某種概率波的形式前進的。在進行測量前，討論電子的位置和運動軌跡是沒有任何意義的，因為電子在空間的任何一個位置都有可能存在，只是存在的概率不同而已。換句話說，電子在空間中『處處都在，卻又處處都不在』。在電子雙縫幹涉實驗中，當電子被發射後，它就以概率波的形式向前傳播，並同時穿過了兩條狹縫。在這之後，穿過狹縫後的兩條概率波之間相互發生了幹涉，並形成了新的概率波。當這條新的概率波遇到感光屏時，感光屏的測量行為要求電子必須出現在一個具體的位置，於是電子的概率波就坍縮（Collapse）了，電子根據概率波的分布隨機地出現在了感光屏的某處。當感光屏上集聚夠足夠多的電子之後，人們就可以根據電子的分布觀察到兩條概率波的幹涉條紋。這種理論被稱為『哥本哈根解釋』（Copenhagen Interpretation），它也是目前對於量子現象的各種解釋中被人們最廣泛接受的一種理論。另外一些人認為這種『每一個電子都同時通過了兩個狹縫』的解釋是一派胡言。他們在狹縫上裝上了探測器，來檢驗一下每個電子到底是不是同時通過了兩個狹縫。檢測的結果如他們所願，電子每次都只能通過其中的一個狹縫。但是，只要有一個狹縫上出現了探測器，感光屏上的幹涉條紋就神秘地消失了。哥本哈根派的科學家對此解釋說，安裝探測器這一行為本身就是一種『測量』，它導致了電子概率波在狹縫處提前坍縮。既然概率波已經提前坍縮了，自然也無法在感光屏處形成幹涉。哥本哈根派強調，在測量前，粒子的各種可能性以一種『量子疊加態』的形式同時存在。但一旦進行測量，各種可能性就坍縮成了一種。如果不進行測量，電子就既通過了左縫又通過了右縫。而一旦對電子的行為進行測量，就會導致電子的量子疊加態坍縮成一種，電子將隨機地選擇一個狹縫通過。在20世紀的前幾十年中，許多科學界的大腕在愛因斯坦的帶領下，對哥本哈根派提出了猛烈的抨擊和質疑。正是為了反駁（注意是反駁！）哥本哈根派的理論，薛丁格提出了『薛丁格的貓』這個思想實驗。薛丁格敏銳地意識到，之所以世界上最聰明的一幫人會聚在一起討論『量子疊加態』這種荒謬的概念，是因為哥本哈根派給出的例子都是電子、原子這種大家難以直接觀測的微小粒子。對於這些在日常生活中看不見摸不著的東西，隨便你怎麼形容它們，大家也不會覺得有什麼不對。薛丁格於是決心設計一個思想實驗，讓大家看到『量子疊加態』是多麼荒謬的一個概念。想像一個放射性原子，薛丁格說，它有50%的機率衰變，也有50%的機率不會衰變。按照哥本哈根派的說法，在對它進行觀測前，這個原子同時處於一種『衰變』和『不衰變』的疊加狀態。只有當我們對這個原子進行觀測時，它才會隨機地坍縮成為一種確定的狀態。我們可以設計一個精密的毒氣釋放裝置，並把它與這個原子連接起來。當原子衰變時，會觸發裝置上的一個開關並釋放出毒氣。當原子沒有衰變時，則什麼都不會發生。現在，如果我們把這臺裝置和一隻貓一起放進一個封閉的箱子裡，有趣的事情就發生了。根據哥本哈根派的解釋，只要我們不打開箱子進行觀察，這個原子就是同時處於『衰變』和『不衰變』的疊加狀態。那麼箱子裡面的儀器自然也是同時處於『釋放毒氣』和『不釋放毒氣』的疊加狀態。再往下推理，箱子裡的貓也是同時處於『死』和『活』的疊加狀態。只有當我們打開箱子觀察時，這隻貓才會隨機地選擇一種狀態出現在我們面前。一隻『既死又活』的貓無疑是十分荒謬的。薛丁格正是通過這個思想實驗，把哥本哈根派的觀點由一個原子推廣到了我們日常生活中的事物中去，從而證明其觀點的不合理。但事與願違的是，哥本哈根解釋經過多年的發展，現在仍然是接受度最高的關於量子現象的解釋。而薛丁格的這隻貓反倒成了關於量子理論最流行的大眾文化符號。

看過某一個說法：

假如有一個小球，遇光會被瞬間分解。

在黑箱裡把小球發射出去打碎裡面的一個玻璃杯。

那麼我們能用肉眼看到發射到打碎杯子的過程嗎？

我們的眼睛是通過光來觀察這個世界的，而這個小球遇光會被分解。

所以我們觀察與不觀察結果肯定不一樣。

那我們肉眼的觀察與否直接決定了這個小球的命運，甚至在它被發射出來後大家都覺得實驗不可逆轉時再進行觀察，小球依舊不會打到杯子。

這就是核心了，「觀察」並非我們真正意義上的「觀察」，我們的這種「觀察」參與了實驗過程，並且影響了實驗結果。但如果我們不「觀察」那麼實驗就沒有意義了，這是死循環。

我們其實在期待著一個完全獨立的不會影響實驗的「觀察者」出現。

或許更高維度的觀察者可以……

理論已經很全面，來聊點想像的。

簡單的說，量子穿過雙縫幹涉，如果不觀測，它就是個波

如果你觀測，它就變成粒子，我們晚一點看，在它已經通過雙縫以後，理論上它應該是波了，可它又變成粒子了。

量子就是知道你未來要不要觀測它。

看過一個視頻，講這個世界是虛擬的證據，挺有趣的，分享一下

比如我們開發一個遊戲，為了優化資源，我們只繪製玩家眼睛能看到的區域

不能看到的是不做繪製的，比如，你走在A街道，那B的街道就會空無一物，包括街道本身

基於這個，可以解釋很多問題。

1。為什麼接近光速時間會變慢，物體達到光速時間就會靜止，說明我們世界是用光速為單位刷新的，你的速度越接近刷新速度，從觀察的角度來說就會變慢，簡單說是掉幀。當你的速度和刷新速度一致的時候，你就不會刷新了，所以靜止。

2。量子疊加，因為上帝的計算機極限了，不能精確計算每個量子，量子就會出現優化狀態，比如是一陣波，只有你調用它，它才賦值使用。就像遊戲優化那樣，看不到的大型數據，就先不加載。

3。量子糾纏，這個是有力的解釋，兩個量子因為距離關係，光速通信也不能解決這個問題，但是如果是程序呢？我只要設置兩個量子的狀態互斥，不管你走多遠，都是這麼來的。

4。延時選擇實驗，這個更有道理，因為你的行為都是計算好的，實際上你預先要發生的事情，已經囊括進計算，所以在配置資源的時候，就幫你配置好。

實際生活上，我認為人類的思維是四維的，你完全可以在大腦中，推演這套量子理論，包括模擬量子的，因為你的思維的實質是電磁波。換句話說，你的本體其實是量子，身體不過是硬碟和發電機。

證據呢？你的思維可以構建任何的三維圖形，你還能疊加它，並且任意操作時間軸，你可能覺得這個和電影剪輯有什麼區別，並沒有高深的地方。

重點來了，你可以在思維中，真正的構建三維物體，什麼概念呢，比如你看手機。你看正面就無法看到背面，相當於你的視野是二維的，你能看到的和排成照片一樣，都是平面。

但是你如果用大腦，你就可以構建出整個手機的樣子，那就是既看到了正面，又看到了背面，這才是真正的三維視角，而這個只能在高維度中完成。

所以我們還是有可能生活在，以四維為基礎構架的三維世界。

當然，都是想像，想想就好了。