如果你對(duì)量子力學(xué)有所了解，肯定聽說(shuō)過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，堪稱人類科學(xué)史上最著名的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)本身帶來(lái)的顛覆性是無(wú)與倫比的，徹底顛覆了人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知，甚至開始懷疑我們生活的世界是不是真實(shí)的，或者只是幻象？

下面來(lái)具體講講這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)道具非常簡(jiǎn)單，一個(gè)電子發(fā)射器，一個(gè)擁有兩個(gè)狹縫的擋板，擋板后面還有接收電子的屏幕。

道具雖然簡(jiǎn)單，不過(guò)對(duì)道具和周圍環(huán)境的要求卻很高，因?yàn)殡娮雍苄。枰M可能排除外部環(huán)境的干擾，同時(shí)擋板上的兩條狹縫尺度也需要與電子尺度相當(dāng)，否則實(shí)驗(yàn)就無(wú)法正常進(jìn)行。這些都是極大的挑戰(zhàn)。

不過(guò)我們不用擔(dān)心那些，那是科學(xué)家們需要考慮的事情，作為科普工作來(lái)講，我們只需要了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果就可以了。一切工作準(zhǔn)備就緒之后，實(shí)驗(yàn)開始了。

一開始科學(xué)家發(fā)射的是電子流，朝著擋板不斷發(fā)射電子，隨著發(fā)射電子數(shù)量的增多，擋板后面的屏幕上逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋。

對(duì)此，科學(xué)家們有些不解。電子明明是粒子，怎么可能會(huì)出現(xiàn)干涉條紋呢？有干涉條紋是波才有的特性，難道電子也是波？在穿過(guò)狹縫后發(fā)生了干涉現(xiàn)象？

為了更好地找到答案，科學(xué)家對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了升級(jí)，不再密集地發(fā)生電子流，而是一次只發(fā)射一個(gè)電子。

科學(xué)家們猜想：干涉條紋肯定會(huì)消失，因?yàn)閱蝹€(gè)電子只能穿過(guò)一條狹縫，不能發(fā)生干涉。

但實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓他們大吃一驚，干涉條紋仍然存在。這說(shuō)明什么？說(shuō)明單個(gè)電子同時(shí)穿過(guò)了兩條狹縫，然后自己與自己發(fā)生了干涉！

這怎么可能？單個(gè)電子怎么可能同時(shí)穿過(guò)兩條狹縫？一開始科學(xué)家們打死也不相信會(huì)發(fā)生如此詭異的事情。

但實(shí)驗(yàn)結(jié)果擺在那，由不得他們不相信。于是震驚之余，科學(xué)家們?cè)俅紊?jí)實(shí)驗(yàn)。

這次他們?cè)趽醢甯浇惭b探測(cè)器，準(zhǔn)備看看單個(gè)電子到底是如何同時(shí)穿過(guò)兩條狹縫的。當(dāng)然安裝的探測(cè)器并不是我們平時(shí)看到的攝像頭，畢竟攝像頭是不可能看到電子的。所謂的探測(cè)器是利用電子穿過(guò)帶電線圈后帶來(lái)的變化來(lái)判斷的，具體過(guò)程我們也沒(méi)必要了解得那么詳細(xì)。

結(jié)果不看不要緊。探測(cè)器一旦打開，干涉條紋也隨之消失了，電子乖乖地從某一條狹縫里穿過(guò)，而不會(huì)同時(shí)穿過(guò)兩條狹縫。

而如果探測(cè)器一旦關(guān)閉，干涉條紋就會(huì)出現(xiàn)，說(shuō)明電子同時(shí)穿過(guò)了兩條狹縫。

這讓科學(xué)家們很尷尬，也很矛盾。因?yàn)檫@是一個(gè)無(wú)解的問(wèn)題。想要知道電子到底如何同時(shí)穿過(guò)兩條狹縫，就必須觀測(cè)。而一旦觀測(cè)了，電子就會(huì)乖乖地表現(xiàn)為粒子特性，只會(huì)穿過(guò)某一條狹縫。如果沒(méi)有觀測(cè)，電子就會(huì)表現(xiàn)為波的特性。

也就是說(shuō)，我們的觀測(cè)與否會(huì)影響到粒子的表現(xiàn)形式，不觀測(cè)時(shí)粒子就是不確定的，不確定的世界，而一旦實(shí)施觀測(cè)，就是確定的世界。

這就好像愛因斯坦與波爾在一次辯論中所說(shuō)的那樣，愛因斯坦質(zhì)疑波爾：不看月亮?xí)r，它就不在那里嗎？波爾的反駁是：你不看月亮，怎么知道月亮就在那里呢？

波爾的反駁看起來(lái)是狡辯，但卻很難找到破綻，也很無(wú)解。即使我們知道明明就在那里，我們只有通過(guò)觀測(cè)才能確定真的在那里。當(dāng)然這里的“看”并不僅僅是用我們自己的眼睛，包括任何形式的觀測(cè)。

扯得有些遠(yuǎn)了，回歸正題。震驚之余的科學(xué)家決定再次升級(jí)實(shí)驗(yàn)，也就是量子擦除實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較復(fù)雜，這里就長(zhǎng)話短說(shuō)。

在觀測(cè)電子行為時(shí)，科學(xué)家們利用某種程序小心翼翼地不干擾電子的運(yùn)動(dòng)，屏幕上的干涉條紋仍舊消失，消失的原因在于“路徑信息”早就存在。

當(dāng)科學(xué)家把“路徑信息”擦除之后，干涉條紋又出現(xiàn)了。而且，擦除的完成時(shí)間無(wú)論是在觀測(cè)電子之前還是之后，干涉條紋都會(huì)出現(xiàn)。

這說(shuō)明了一點(diǎn)，在量子世界，因果律完全被打破了，那里根本沒(méi)有因果關(guān)系。

對(duì)此波爾的解釋是：在量子世界只有互補(bǔ)關(guān)系，沒(méi)有因果關(guān)系。原因和結(jié)果不再是我們傳統(tǒng)認(rèn)知里的因果關(guān)系，而是互補(bǔ)關(guān)系，兩者可以相互影響。原因能影響結(jié)果，同樣結(jié)果也能反過(guò)來(lái)影響原因。

我們的宏觀世界里，因果關(guān)系實(shí)實(shí)在在存在著。但宏觀世界也有是微觀粒子組成的，并且宏觀與微觀并沒(méi)有明確的分界線。這意味著量子世界與宏觀世界不應(yīng)該有兩套大自然法則，而應(yīng)該是統(tǒng)一的。

之后著名物理學(xué)家德布羅意也確實(shí)提出了物質(zhì)波的概念，認(rèn)為萬(wàn)物皆波，宏觀物體也有波長(zhǎng)，計(jì)算公式如下。

通過(guò)公式可以看出，物體的波長(zhǎng)與動(dòng)量成反比。而宏觀世界的動(dòng)量都很大，所以波長(zhǎng)都非常小，小到我們完全感覺(jué)不到。所以宏觀物體通常只會(huì)表現(xiàn)出粒子性，而不是波動(dòng)性。也就是說(shuō)，宏觀物體是確定的，可描述的。

但純理論分析，由于我們都有波動(dòng)性，也可以做到像電子那樣同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)不同的地方，比如說(shuō)，此時(shí)的你也有可能在月球上。雖然這種可能性如此小，現(xiàn)實(shí)中不會(huì)出現(xiàn)，但理論上是存在的。

這是不是意味著我們看到的真實(shí)，其實(shí)只是幻象？細(xì)思極恐！