文/科學新視界，百家號首發，轉載請註明來源於百家號
前面我們科普過雙縫幹涉實驗，這個實驗證明了光的波動性，我們也講過愛因斯坦的光電效應，它證明了光的粒子性，由此我們得出了光的波粒二象性特質。可是大家有沒有仔細想過，有沒有可能我們通過一個實驗就能同時測出光的波動性和粒子性。人類是天才的，這個震驚物理世界的實驗就這樣誕生了，人們稱之為雙縫幹涉悖論。
雙縫幹涉實驗是這樣的，有一塊板，板上面開兩個距離適中的小縫，小縫後面有一個光發射器，縫的另一面是一堵牆，實驗環境黑暗。打開光發射器，光通過雙縫打在牆上，形成明暗相間的條紋。
實驗現象本以為雙縫幹涉就是一個這麼簡單的證明光的波動性的基礎實驗，可是在1979年的愛因斯坦紀念大會上，這個實驗稍作變化，結果卻震驚了整個物理學世界。
愛因斯坦在這次大會上，有人提出，雙縫幹涉實驗中，光在通過雙縫後，在不幹涉任何實驗條件的情況下，如果用錄像機觀察屏幕上這些明暗相間的條紋，你會震驚的發現，條紋在這個時候如幽靈一般消失了。這個實驗現象一點也不像科學，就好像有個真正的幽靈在撥弄著我們的世界。從實驗本身分析，感覺就像是後面的操作影響了前面的事件，結果影響了原因，這完全違反了因果定律，時間就好像倒流了，但真的是這樣嗎？
在錄像機觀察下，屏幕上的條紋消失當然不是這樣的，這世上沒有幽靈，時間也並沒有倒流，這需要用量子力學的原理來解釋。量子力學告訴我們，粒子可以以不同的概率同時處於不同的狀態下，薛丁格的貓講的就是這個道理。
薛丁格的貓的波函數光可以同時處在既是波又是粒子的狀態，但具體有多少概率是波，多少概率是粒子取決於你的測量方法。當你用雙縫幹涉實驗測量時，粒子狀態全部坍縮為波狀態，波狀態的概率就變為百分之百，粒子狀態的概率就變為0，這就得到了光的波動性，就有了明暗相間的幹涉條紋。而當你用錄像機觀察時，光的波狀態就坍縮為粒子狀態，波狀態的概率就變為0，粒子狀態的概率就變為百分之百，這就得到了光的粒子性，明暗相間的條紋就消失了。
在量子力學的世界裡，測量方式的改變會改變粒子的狀態，或者換句話說就是觀測者會改變粒子的狀態。所以雙份幹涉悖論怎麼解釋呢？就是光先經過雙縫，這是一個波的測量，所以有了明暗條紋，但後來用錄像機觀測，這是個粒子的測量，所以光又變成了粒子。光的狀態不是一成不變的，它會根據測量方式的變化而變化。
不知道大家看懂了沒有，沒看懂的可以多看兩遍，琢磨一下。推薦大家去看一本科幻小說，那就是劉慈欣的《球狀閃電》，書裡面對量子狀態的描述十分通俗易懂，這本書號稱是《三體》前傳，但在小編看來，劇情並沒有半點聯繫，看完這本小說，再加上小編這篇文章，相信你對量子力學的基礎理解會十分深刻的。今天就到這裡，不管喜不喜歡，能引起你的思考就是好的，求一個關注。