雙縫幹涉實驗,揭示了一個無法解釋的詭異現象

牛頓的經典力學曾被認為適用於宇宙中所有物體，但後來人們發現微觀世界需要用量子力學去解釋，牛頓的經典力學在這裡會失效，因為微觀世界的運行法則和宏觀世界不同，人們無法理解才覺得一些現象詭異恐怖。

高中物理中的雙縫幹涉實驗是非常基礎性的試驗，但它背後存在著一個匪夷所思的現象。

如上圖，讓光源的光線先通過第一個圓孔，這樣產生的光源會變成相干光源（頻率相同，振動方向相同），再讓相干光通過兩條細縫的紙板，最後用一塊屏幕承接光源，我們會發現屏幕上出現了明暗相間的條紋。黃色的是亮條紋，光線疊加效果增強，黑色的是暗條紋，光線相位相反效果抵消。

實驗證明了光不僅是一種粒子，還具有波的特性。

當科學家用電子槍做電子的雙縫幹涉實驗時，竟出現了意想不到的狀況。

當時大家都認為電子就是原子核外的電子，它是一粒一粒的，具有確定形態的微小粒子，但科學家用電子槍連續向雙縫的其中一條縫發射電子時，後面的屏幕上也出現了明暗相間的條紋，這個實驗證明了電子和光子一樣，具有波粒二象性，後來科學家用其它微粒做了相同的實驗，證明了質子，中子等都具有波粒二象性。

為了弄清電子穿過雙縫時到底是粒子還是波的形態，科學家就在雙縫後擺放了一臺量子觀察儀，當電子通過左縫時，儀器顯示1,；當電子通過右縫時，儀器顯示2；除此以外的狀態，儀器全部都顯示為0，實驗結果出乎意料。

當打開量子觀察儀，對電子進行觀察時，後面屏幕上的幹涉條紋消失了，屏幕上只出現了一個明亮的電子亮斑，儀器顯示此時電子只經過了其中的一條縫隙；而當關閉觀察儀時，幹涉條紋又出現了。

實驗說明了「觀察」這個動作能對粒子的形態產生影響，不觀察電子它就是波，觀察電子它就是粒子，就像能夠感知這個世界一樣，所以才有人覺得恐怖。但有物理學家認為是觀察儀器發出的光子影響了電子運行中的狀態，使電子吸收了光的能量從而產生變化。

這種現象類似於海森堡不確定性原理，微觀世界中你無法同時知道粒子的動量和位置，動量越精確，位置就越不準；位置越準確，動量誤差就越大。電子的狀態會受到外界因素的幹擾而改變，這就是微觀世界和宏觀世界的區別，從傳統觀念來看，也確實令人費解。

此外，雙縫幹涉實驗還有一個更高級的版本，量子延遲選擇實驗，這個實驗結果更詭異。原實驗比較複雜，這裡用一個相對簡單的模型來描述，就是把觀察儀放置於雙縫和屏幕之間，等電子通過雙縫後再開啟觀察儀，觀察此時電子的狀態。

當電子槍向雙縫發射電子時，這時觀察儀並沒有開啟，電子以波的形態同時通過兩條縫隙，這是已經成為事實的事情，但當電子通過雙縫後立刻開啟觀察儀，記錄電子的運行軌跡時，發現電子竟然是從其中一條縫隙通過了雙縫，也就是說觀察這個動作，竟然可以對已經成為事實的事情進行改變，在宏觀世界中就相當於：將來發生的事情改變了過去發生的事情，顛倒因果，所以很多人才覺得匪夷所思。