双缝实验为什么恐怖电子双缝干涉实验真相 _知识分享

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毫不夸张地说，物理学上曾出现过一次骇人听闻的“灵异事件”，它就是“电子双缝干涉实验”，这个实验把量子世界和量子力学的诡异性表现得淋漓尽致，可以说完全毁了我们的三观。
在我们的现实世界里，万物都是确定的，都是可描述的，也是可预测的，这就是爱因斯坦的“决定论”，我们可以根据现有大自然法则来描述现有事物，并预测未来发生的事情。
上述观点也是人们普遍拥有的世界观，毕竟我们每天都能感受到。但这一切都因为那个“灵异事件”而被打破了。
下面就说说恐怖的电子双缝干涉实验，该实验做过不止一次，而且内容会稍有不同，各种升级版不断涌现。

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首先是最普通的双缝实验，用的是光而不是电子。实验过程非常简单，一个挡板，挡板上有两条狭缝，挡板后面是屏幕。
向挡板发射光，大部分光会被挡板挡住，光线只能通过两条狭缝。如果光是粒子，屏幕上就会出现两道杠（条纹）。如果光是波，则会出现多条杠，也就是干涉条纹。
这也是关于“光到底是粒子还是波？”最好的实验证明。实验结果显示是干涉条纹，很明显光是波（后来还有“光也是粒子”的证明，这里就不详述了，不是问题的重点）。

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接下来是升级实验。重复做上述实验，只不过发射光时是一个一个发射的，也就是说每次只发射一个光子（不要纠结如何发射，科学家们有办法，无须我们操心）。
一开始屏幕上出现杂乱无章的亮点，但随着光子数量不断增多，神奇的画面出现了，屏幕上仍旧呈现出干涉条纹。

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问题来了，如果想要出现干涉条纹，必须有波进行干涉，但之前科学家是一个一个地发射光子，单个光子通过狭缝时，只能从其中一条狭缝通过。
那么，单个光子如何发生干涉呢？和谁发生干涉？难道单个光子同时通过了两条狭缝，然后自己与自己发生了干涉？从实验结果来看，单个光子必须同时通过两条狭缝然后与自己发生干涉！但这怎么可能？
为了解释这个问题，实验再次升级？
科学家在狭缝的旁边安装了摄像头（探测器），想看看单个光子到底是如何通过狭缝的。这次用的不再是光子，而是电子，因为科学家很难直接观测到光子。

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探测的结果并没有吓到我们：电子并没有同时通过两条狭缝，只从其中一条狭缝通过。这时候科学家都松了一口气：还好没有通过通过两条狭缝！
但事情远没有结束，更恐怖的还在后面。
在科学家进行探测的时候，屏幕上的干涉条纹居然消失了，变成了两条杠。而当科学家不进行观测时，屏幕上的干涉条纹再次出现！这说明人们的探测行为改变了电子原来的状态，影响了实验结果。
电子似乎知道科学家什么时候进行观测，只要一观测干涉条纹就消失，不观测就出现。
以波尔为首的哥本哈根学派给出了解释，也就是哥本哈根诠释。
按照这个诠释，电子双缝干涉实验包含了量子力学的三大规律：不确定性，叠加态还有观测行为。
叠加态是微观粒子的本质属性，任何微观粒子都处于一种叠加的混沌状态，就像光子既是粒子也是波那样，事实上，不仅仅是光子，电子也具有如此特性，既是粒子也是波，具有波粒二象性。
这种叠加态就意味着电子可以同时穿过两条狭缝（处于通过穿过两条狭缝的叠加态），然后自己与自己发生干涉。
而不确定性强调，当我们发射电子时，根本无法确定电子到底会到达屏幕的哪个位置，只能用概率去描述，比如说在某个位置的概率是多少。
【双缝实验为什么恐怖电子双缝干涉实验真相】还有一点就是观测行为，任何观测行为都会让微观粒子的叠加态和不确定性发生坍缩（波函数坍缩），从不确定的混沌状态变为确定状态，这也是干涉条纹消失的原因。
那么观测为何会让微观粒子发生坍缩，变成确定状态呢？

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我们需要明白，到底何为观测？

双缝实验为什么恐怖 电子双缝干涉实验真相

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