深度长文：解读电子双缝干涉实验电子为何“既是粒子又是波”？

实验过程就不再详述了，想必大家都有所理解，这里划重点来讲述。
实验的核心就在于“不雅观察者效应”。

什么是“不雅观察者效应”呢？详细来讲便是，当我们不不雅观测时，电子会以波的形式穿过两条狭缝，而当我们不雅观测时，电子就会以粒子的形式穿过狭缝。

也便是说，不雅观测与否会影响到电子呈现的状态：不不雅观测时，电子表现出模糊的颠簸状态，而不雅观测时，电子表现出确定的粒子状态。

往深了讲，天下到底呈现何种样子容貌，取决于我们是否不雅观测。
显然这大大违背了我们的固有认知：天下是客不雅观存在的。
无论我们不雅观测与否，天下便是本来那个样子。

就像爱因斯坦曾经提出这样的质疑：当我们不看玉轮时，难道玉轮就不在那里吗？

很显然，电子双缝干涉实验完备颠覆了人类的固有认知，但这仅仅只是开始，在之后物理学家们对实验进行不断改良过程中的创造，才真正颠覆了人们的三不雅观。

第一次改良：物理学家们想看看电子到底是如何同时穿过两条狭缝的，于是在狭缝阁下安装了探测器进行不雅观测。
这里有必要强调一下，并不是我们日常生活中常常看到的监控探测器，而是一个通电线圈，大家知道就可以了，总之物理学家们有的是办法获取电子的路径信息。

但是不看不要紧，看了之后物理学家们 更是一头雾水：他们并没有看到电子同时穿过两条狭缝，而是乖乖地穿过个中一条狭缝，而电子吸收屏上的干涉条纹也随之消逝了。
这意味着在物理学家们不雅观测电子时，电子不再表现为颠簸性，而是粒子性。

很显然，物理学家们的不雅观测行为改变了电子的状态。
物理学术语来讲便是，不雅观测导致电子的“波函数坍缩”，从颠簸状态坍缩为粒子状态。

电子就彷佛拥故意识一样，彷佛早就知道物理学家们准备干什么，并随时做出一定的反应来应对物理学家们的不雅观测。

第二次改良：物理学家们不再直接不雅观测电子是如何通过两条狭缝的，担心这样真的会影响电子的状态，而是等到电子穿过两条狭缝后，再进行不雅观测。
这便是延迟实验

但是，电子仍旧表现出了粒子状态，原来明暗相间的干涉条纹仍旧消逝不见了。

物理学家们开始疑惑人生了：明明电子已经穿过狭缝了，按理说该是什么状态便是什么状态，人们不可能再去改变电子穿越狭缝的行为，为什么原来的干涉条纹也会消逝呢？

物理学家们不甘心接管如此“丧心病狂”的结果，他们都是极具聪慧的群体，于是又对实验进行了改良，这次改良彻底改变了不雅观测行为对粒子的影响。

第三次改良：物理学家们疑惑前两次实验或许不雅观测行为多多少少都会影响到电子，那么有没有什么方法在不雅观测的同时，不会影响到电子的状态呢？

物理学家们还真的想出了一个办法：利用诡异的量子纠缠事理。
详细怎么操作的呢？

过程有些繁芜，这里就以普通的办法来长话短说。
一对纠缠中的电子经由处理后，分别朝着两个不同的方向翱翔，方便起见，把两个电子分别命名为甲和乙。

甲和乙运动一定间隔后到达吸收电子的屏幕，不过两个电子运动的间隔并不一样，甲运动的间隔短，而乙运动的间隔稍长。

如此一来，甲就会率先到达接管屏幕，在屏幕上形成干涉条纹，当然须要多个电子才可以。
而乙到达屏幕的韶光会晚一些。

物理学家们是这样操作的，在甲到达吸收屏幕形成干涉条纹之后，而乙还没有到达屏幕之前，对电子乙进行不雅观测，他们创造电子甲原来已经形成的干涉条纹竟然也会神奇消逝！

这太不可思议了，你知道这意味着什么吗？

意味着物理学家们改变了原来已经发生的事情，因果律就这样被冲破了！

同时，物理学家们并没有直接不雅观测电子甲，只是不雅观测了与甲相互纠缠的电子乙，但即便这样，也会影响电子甲的行为。

而且在物理学家们不再不雅观测电子乙时，电子甲原来的干涉条纹又重现了。

这次改良实验便是传说中的“量子擦除实验”，完备颠覆了人们固有印象里的因果律，未来竟然可以影响过去！

面对这样的结果，物理学家们真的不知所措了，他们开始疑惑现实是否真的客不雅观存在，因果律是否在任何时候都成立？这个天下的存在难道真的是由于我们的不雅观测行为吗？

看到了吧，这便是让所有人都猖獗的电子双缝干涉实验！

但猖獗归猖獗，物理学家们必须给出相应的阐明，不管阐明本身能不能让人信服，总得有阐明吧。

当然，对付如此猖獗的实验，科学界有很多种阐明，不过比较正统的阐明还是哥本哈根诠释，被主流物理学界所接管。

哥本哈根诠释的核心便是不愿定性，或者说“叠加态”，任何微不雅观粒子都具有不愿定性，都处于不同的叠加态，而这种不愿定性和叠加态才是量子天下的实质。

什么意思呢？

普通来讲便是微不雅观粒子都具有“波粒二象性”，既可以表现出粒子特性，也可以表现出颠簸性，详细表现出什么特性取决于我们是否不雅观测，不雅观测了便是粒子性，不不雅观测就表现为颠簸性。

但实在“波粒二象性”的阐明更多的是物理学家们的无奈之举，或者说中庸之道，说点不好听的便是“人类很无知”，我们并不知道微不雅观粒子为什么具有“波粒二象性”，只是根据微不雅观粒子的详细表现结果来倒推出“波粒二象性”的结论。

也可以这样普通理解，光子，电子等微不雅观粒子实质上便是波，而不是粒子，理论上它们无处不在，乃至可以随机涌如今宇宙中的每个角落。
而当我们进行不雅观测时，光子和电子等微不雅观粒子只是恰好涌如今了我们不雅观测的地方，让我们觉得到微不雅观粒子就在那里，让我们看到微不雅观粒子的粒子特性而不是颠簸性，而这，便是“波函数坍缩”。

由于波这种东西便是无处不在，以是，无论我们看向哪里，都会看到波涌如今我们不雅观测的地方！
但为什么本来是波的微不雅观粒子为什么会由于我们的不雅观测，瞬间就坍缩为粒子呢？

这种“波函数坍缩”的阐明实在也是“马后炮”，正如“波粒二象性”一样。
其实物理学家们并不知道为什么会涌现“波函数坍缩”，只是根据不雅观察结果推导出了“波函数坍缩”这样的结论，去阐明微不雅观粒子的诡异行为。

说白了，所谓的“波函数坍缩”也只是假设，当然也可以认为是公理，公理的东西就无需阐明，便是那样的。
就像“两点之间线段最短”这个公理一样，这个公理就不须要阐明，由于人们不雅观察到的结果便是那样的。

结论

其实物理学家们早就确定量子天下里的诡异征象真的存在，比如说不愿定性，叠加态，量子纠缠，量子隧穿效应等，并且早就利用这些诡异特性为人们所用，比如说，晶体管，超导材料，量子通信，量子打算机，激光，电子显微镜等产品都含有量子科技。

虽然物理学家们并不知道量子天下诡异征象的底层逻辑到底是什么，但确实知道那些诡异征象真的存在，并能够利用那些诡异征象为人类所用。

同时，物理学家们也并没有放弃探求量子天下诡异征象的“底层逻辑”，由于他们坚信，那里一定隐蔽着更深层的宇宙奥秘！