双缝干涉实验背后的幽灵，看量子力学如何解释双缝干涉悖论

前面我们科普过双缝干涉实验，这个实验证明了光的波动性，我们也讲过爱因斯坦的光电效应，它证明了光的粒子性，由此我们得出了光的波粒二象性特质。可是大家有没有仔细想过，有没有可能我们通过一个实验就能同时测出光的波动性和粒子性。人类是天才的，这个震惊物理世界的实验就这样诞生了，人们称之为双缝干涉悖论。

双缝干涉实验是这样的，有一块板，板上面开两个距离适中的小缝，小缝后面有一个光发射器，缝的另一面是一堵墙，实验环境黑暗。打开光发射器，光通过双缝打在墙上，形成明暗相间的条纹。

本以为双缝干涉就是一个这么简单的证明光的波动性的基础实验，可是在1979年的爱因斯坦纪念大会上，这个实验稍作变化，结果却震惊了整个物理学世界。

在这次大会上，有人提出，双缝干涉实验中，光在通过双缝后，在不干涉任何实验条件的情况下，如果用录像机观察屏幕上这些明暗相间的条纹，你会震惊的发现，条纹在这个时候如幽灵一般消失了。这个实验现象一点也不像科学，就好像有个真正的幽灵在拨弄着我们的世界。从实验本身分析，感觉就像是后面的操作影响了前面的事件，结果影响了原因，这完全违反了因果定律，时间就好像倒流了，但真的是这样吗？

当然不是这样的，这世上没有幽灵，时间也并没有倒流，这需要用量子力学的原理来解释。量子力学告诉我们，粒子可以以不同的概率同时处于不同的状态下，薛定谔的猫讲的就是这个道理。

光可以同时处在既是波又是粒子的状态，但具体有多少概率是波，多少概率是粒子取决于你的测量方法。当你用双缝干涉实验测量时，粒子状态全部坍缩为波状态，波状态的概率就变为百分之百，粒子状态的概率就变为0，这就得到了光的波动性，就有了明暗相间的干涉条纹。而当你用录像机观察时，光的波状态就坍缩为粒子状态，波状态的概率就变为0，粒子状态的概率就变为百分之百，这就得到了光的粒子性，明暗相间的条纹就消失了。

在量子力学的世界里，测量方式的改变会改变粒子的状态，或者换句话说就是观测者会改变粒子的状态。所以双份干涉悖论怎么解释呢？就是光先经过双缝，这是一个波的测量，所以有了明暗条纹，但后来用录像机观测，这是个粒子的测量，所以光又变成了粒子。光的状态不是一成不变的，它会根据测量方式的变化而变化。

不知道大家看懂了没有，没看懂的可以多看两遍，琢磨一下。推荐大家去看一本科幻小说，那就是刘慈欣的《球状闪电》，书里面对量子状态的描述十分通俗易懂，这本书号称是《三体》前传，但在小编看来，剧情并没有半点联系，看完这本小说，再加上小编这篇文章，相信你对量子力学的基础理解会十分深刻的。今天就到这里，不管喜不喜欢，能引起你的思考就是好的，求一个关注。