双缝干涉实验验证了什么样的结果，真的很恐怖吗？

有些人不断的在在网上嘟囔，双缝干涉实验得到的结果让科学家们觉得可怕。这个说法确实有些夸张和故作高深，双缝实验反映出来的状况，事实上涉及到了量子力学里边最基本难题，变成量子力学结辩立身之本。量子力学的诸多关键基础理论均是由这项研究引起出的，如不确定性原理、量子纠缠、平行世界、薛定谔的猫、波动方程塌陷等。

但这一切都源于专家几百年来砥志研思探索“光”的奥秘，进而推动大家看到了一个不一样的世界，催化反应出再度改变世界的量子力学。这一过程漫长精堪，下面我们就一起来捋一捋，双缝干涉实验验证了什么样的结果，看一下能从中获得怎样的启示。

大家人人都知道，光给世界产生光辉，没有影子，就看不到一切，就没有这个世界。但从古至今，大家对光线并没有引起高度重视，由于光几乎就会有，是一种一直存在无牵无挂的东西，这类无需要吹灰之力就获得的东西，肯定不会引起关注。一直到当代实验科学的开山祖师伽俐略对光的速度形成了求知欲，并展开了对光的速度的检测，光线的一些特性才引起了人们的高度重视。

伽俐略的测量法很初始，他与弟子各自立在距离1英里的2个山上，各拿着一个小灯笼，用计时器测算分别举灯的间隔。他试图这类破旧的方法，测量出每秒钟30亿千米的光的速度，自然就是毫无意义的，万念俱灭。但是他坚定的认为仅是具备速度，只不过是很快罢了。

伽俐略尽管没有到光的速度值，但开启了世人对光的速度的探索欲望，一代代专家不断完善测量光速的办法，最终在上世纪八十年代，最终确定了精确的光的速度值，即光的速度c=299792458m/s（米/秒）。大家从光的速度精确测量逐渐，不仅对光的速度逐渐有兴趣，并且对光线的特性开始了探索。

最开始对光线的特性检验假设是指法国哲学家、一位数学家、专家勒内·笛卡儿，她在1637年公开发表《正确思维和发现科学真理的方法论》（通称科学方法论）一书中，给出了光线的二种假定，一种觉得仅是类似颗粒的一种物质，另一种觉得光是一种以“以太坊”为载体压力。他没明确说光是一种波，却给将来光线的颗粒说与起伏说之争做了铺垫。

1655年，西班牙波伦亚高校数学教授格内马第看到了光的衍射状况，从而推测光有可能是与水波纹相似的液体。他们通过小孔成像实验，进一步总结出了光是一种能以波浪形运动液体。实际上他已通过两个小圆孔试验获得了光的干涉花纹，但是并没有意识到这也是光线的双缝干涉状况，只觉得是太阳的变化，可以看作，这个人是光线的波动说最开始推动者。

1663年，英国科学家波义耳看到了色调并不是物件本身的性质，反而是阳光照射效果，他初次记录了阳光照射吹泡泡和玻璃弹珠留下来的彩色条纹，进一步支持了格内马第的观点；没多久，英国物理学家胡克重复了格内马第的实验，并且通过对吹泡泡的分析给出了“仅是以太坊的一种竖向波”的假设，觉得光的颜色是由其工作频率所决定的。

1672年，爱因斯坦发布了《关于光和色的新理论》毕业论文，叙述了她做的光散射实验：他将自然光根据一个孔照射暗房中的三棱镜上，在对面墙上也会得到一个五颜六色光谱仪。在他看来挽回的白光灯如同不同颜色颗粒混合在一起，根据三棱镜分解将这些颗粒分离。从而他设立了光线的微粒说，觉得仅是由不同颜色颗粒构成。

波义耳、胡克等看到了光的颜色，似乎成为引起光的变化说与颗粒说之争的导火索，此后这一争执展开了200年。

1672年，由胡克和波义耳等构成英国皇家学会评定联合会，对爱因斯坦递交的《关于光和色的新理论》毕业论文给予了否认。而且这个联合会的主席便是胡克，这激发了爱因斯坦的讨论的心，他就开始还没有完全否认波动说，并不固执于颗粒说，但从此开始了对波动说的辩驳。

1675年爱因斯坦在《说明在我的几篇论文中所谈到的光的性质的一个假说》文中，再次强调他微粒说，对胡克的波动说展开了辩驳。但这时两个方面也还没有形成良好的基础理论，论战还没有完全进行。

之后，西班牙著名天文学家、科学家和一位数学家惠更斯加入争执。惠更斯在担任法国巴黎工程院院士期内，曾在英国旅行并和爱因斯坦见面，她们沟通了对光线实质的观点，二位高手互相欣赏。但惠更斯回到巴黎后，反复并探讨了爱因斯坦的光学实验，也仔细分析了格内马第试验，觉得在其中有很多状况全是微粒说匪夷所思的，因而最后他推动了胡克的波动说，从而与爱因斯坦产生了分歧。

1678年，惠更斯向法国巴黎研究院递交了《光轮》的著作，全面的讲述了光线的波动理论，变成波动说详细现代逻辑倡导者。同一年，他发布了抵制微粒说精彩的演讲。在他看来，光是一种简谐振动，微波是通过物质形态传递的竖向波，传播媒体便是“以太坊”。他根据这一理论，验证了光的反射定律、折射定律，而且较完美揭露了光的衍射、双折射状况，也有有名的“牛顿环”试验。

1990年，惠更斯的《光论》正式出版，惠更斯对波动说的推广一直没有终止，他说道，假如仅是由微粒构成，在传播过程中便会相互碰撞，一定会造成光传播方位更改，客观事实并没那样。而爱因斯坦展开了针锋相对的辩驳，他提出了2个论点论据：一是光假如是波，就会与声波频率一样绕开阻碍物，不会造成身影；二是波动说匪夷所思冰洲石的双折射情况。此外爱因斯坦又把物质颗粒观扩展到全部大自然，并和自己的质点力学管理体系融为一体，加强了微粒说的位置。

爱因斯坦在辩驳波动说环节中，也逐步建立起完备的微粒说，这些观点，集中体现在了她的电子光学经典著作《光学》中，这一部经典著作在1704年出版发行，这时惠更斯和胡克都已去世，波动说没有人迎战，爱因斯坦此后变成一家独大。随着他声望影响力不断提高，大家开始对她仅有崇拜仰望，相信它的结果却不敢怀疑，从而爱因斯坦微粒说在所有18新世纪占据绝对统治主导地位。

爱因斯坦无可比拟的学术影响力，使他创建的颗粒基础理论在一百多年里没有人勇于挑战自我，惠更斯、胡克等波动理论逐渐被遗忘。这样的状态一直延续到十九世纪前期，英国医生、科学家托马·杨的双缝实验，像一颗石子掉进了平静的湖水，让被遗忘的波动说又泛起波澜。

托马是一个高人，涉猎广泛，在结构力学、数学课、电子光学、声学材料、应用语言学、生物学、考据学等方面具有非常高功底，而且也很会享受日常生活，对传统文化、工艺美术都是有浓厚的兴趣，可以弹奏所有乐器，还善于骑着马，可以戏法高空走钢丝。

托马斯的双缝实验，从灯源散播出去相关光的速度，直射在一块刻着两根间隙却不全透明隔板，在隔板后边摆着拍摄胶卷或某种探测屏，换来的是黑白相间花纹，表明出来的是光线干涉图样，合乎透射微波遵循的叠加定理，是爱因斯坦光微粒说匪夷所思的一种起伏个人行为，准确的验证了光线的不确定性。

但托马斯的这种试验看起来气壮山河，但并没有引起物理学界的充分重视，都没有彻底消除微粒说与波动说的分歧和争执。此刻电磁场理论早已顺风顺水，涅格伦、麦克斯韦方程、HZ等一批电子光学、电磁场理论巨头问世，担负起了基础理论提升的重担。

奥古斯汀·让·涅格伦以新的定量分析方式设立了惠更斯--菲涅尔基本原理，规范了光的衍射基础理论；詹皇·麦克斯韦方程预言了无线电波的出现，明确提出麦克斯韦方程组，并算出无线电波波速相当于光的速度，从而给出了微波便是无线电波的猜测；HZ则实打实的发觉验证了无线电波的出现，并通过实验确定了电磁波是横波，具备和光相近的特点，如反射面、映射、透射等，并给出光电效应实验。

人们对光线的认知越来越接近实质，用户通过对光学科学研究，量子物理学早已一览无余了！

爱因斯坦相对论已是现代物理学最重要基础，使人们赞叹不已，但很多人并不知道他还有一个杰出贡献，便是“光电效应实验基本定律”的研究，这个结论在他毕业论文《关于光的产生和转化的一个推测性观点》中论述出去，从而他获得了1921年诺贝尔物理学奖。

这篇文章发布于1905年论文，给出了光电效应实验的量子表述，大家已经意识到微波并且具有波和颗粒的多重特性。数百年争执各执一词，原先都是对的都是错的，原先光不仅有粒子性还有不确定性，早知把这几种基础理论合在一起那不就皆大欢喜2了。

事儿自然没那么简单，并非牛顿捡到划算，反而是她在先人试验前提下，根据周密的解析数论，论证了量子的变化规律，给出了“牛顿光电效应方程”，验证了光子能量相当于工作频率乘于普朗克常数，明确提出光子的动量矩与波长表达式p=h/λ。

在这个基础上，他很快创办了更为气壮山河的广义相对论。

1924年，德布罗意给出了“物质波”的假设，觉得一切化学物质都有着光一样的波粒二象性特性，因而电子器件还会具备干涉和衍射等起伏状况。他将牛顿的光子动量矩与光波长表达式扩展到一切分子和原子，觉得具备品质m的速度和v运动颗粒也具备不确定性，这类波光波长相当于普朗克常量h跟颗粒动量矩mv比，即λ= h/（mv）。后来电子衍射试验验证了它的猜想。

即然光量子和一切分子和原子具备波粒二象性，那样所谓双缝实验也被大家捡了起来，正式开始更为细腻的观察，伴随着观察方式的不断提高，一系列诡异现象出现。从而所得到的各种各样试验得出的结论是：

1、衍射现象并不限于光量子、电子器件、反质子、氢核等微观粒子，一切颗粒，会产生衍射现象，甚至一些大分子式，如富勒烯也会带来相近衍射现象。

2、独立发射单独电子器件也会带来衍射现象，说明独立电子器件好像可以同时时刻刻根据两根间隙，并且自己和自己干预。

3、用探测仪观察光量子在哪一条缝通过，得到光量子途径信息内容，也会导致干预消退，光量子不会再展现出波情况，而是用颗粒形状留到环境屏。

4、量子科技擦掉和延迟实验结果是，检测光量子途径信息内容会清除环境屏的干预光栅尺，假如擦掉途径信息内容，干预光栅尺又修复。

5、2个彼此纠缠不清的光子长距离分开之后，观察A光量子的路线信息内容，会及时危害B光子的个人行为，干涉图样消退；同样，观察B也会影响A。

这类双缝实验的测量一直科学研究了将近一个世纪，衍生出量子力学的哥本哈根诠释，又导致了近一个世纪的讨论。此次争执是量子力学创办人牛顿、薛定谔等，与同是量子力学名家的玻尔、海森堡、玻恩、海森伯、泡利等斯特拉斯堡派之战。

哥本哈根诠释便是玻尔、海森堡在哥本哈根大学创建的流派，对量子科技神秘的宇宙一些诡异现象的一些表述，这些解释包含量子科技波粒二象性、不确定性原理、波动方程叙述基本原理等。便是量子科技一直表现出了波和粒子的两种状态的叠加态，人们不能与此同时了解分子和原子的动量矩位置和方向，精确测量姿势也会导致叠加态波动方程塌陷，原先的量子叠加态态会几率地塌缩成容许检测的某类量子态。

这些理论我们能够从以上双缝实验结果中窥探一斑，是神秘的宇宙真正怪异般存有的状况，好像哥本哈根诠释没有错。但爱因斯坦和薛定谔同是量子力学高手，却表现出不同的观点。她们觉得这个阐释仅仅量子世界一些表象，因而量子物理学并不是完善的，这里边应当带有大家没发现规律体制，也就是所谓“完善局域隐变量”，一定要找到这个我能够了解量子科技变化规律。

薛定谔为了能驳斥哥本哈根诠释的不确定性原理和波动方程塌陷基础理论，弄了个“猫”思维实验，就是著名的“薛定谔的猫”。这项研究是假定一只被关在密闭式盒子里的猫，随时可能被释放出毒要杀掉。一种放射性物质掌握着一个开关，只要这个放射性物质核衰变便会触发开关，释放出来剧毒将猫杀掉。放射性物质核衰变是随机的，谁都不知道它何时核衰变，所以在并没有打开箱子前，谁都不了解这只猫的生死，仅有打开盒子那一瞬间，大家才能够见到这只猫是生是死。

这一下就好玩了。薛定谔代表的经典可控性派觉得，猫咪的生死早已在并没有打开盒子前决定了，打开盒子只是知道了猫是生是死，并非决定了它的生死；斯特拉斯堡派却认为，并没有打开盒子前，猫永远处于生和死的叠加态，很有可能生也有可能死，是打开盒子观察才决定了它最后的生死，也就是叠加态塌缩成本征态。

最后，这一争执以贝尔不等式实验表明了所说“完善局域隐变量基础理论”不会有，哥本哈根诠释获胜，此后被学术界流行誉为擒雄基础理论。“薛定谔的猫”是薛定谔想要这样一个思想实验，把神秘的宇宙不确定性原理变为宏观世界不确定性原理，在宏观世界，这一只“猫”自然就是违反逻辑，但神秘的宇宙确实有之特殊规律，物理学恰好是揭露了这种特殊规律，才使人类对生活的了解拥有颠覆性创新提升。

总的来说，双缝干涉实验在物理学的发展中，起到关键关键性的桥梁联络功效。这让我想起了希腊哲学家、一位数学家、科学家阿基米德定律一句话：给我一个支点，我便可以撬动地球。数千年过去，人们并没有找到这一支撑点。但双缝实验挺像给物理学一个支撑点，让人类发现了完全不一样的全球。

因此，双缝实验并不恐怖，仅有窥视世界上最秘密最深处迷底的欣喜，自然界最深处的隐秘每发觉一点，就可以为人们带来更多幸福快乐。量子力学的科学研究还只是启动，还有很多必须深入研究的迷底，那样这世界究竟是爱因斯坦说的“造物主不容易摇筛子”，或是玻尔、海森堡等描绘的“造物主真的是在摇筛子”呢？要记住迷底，还需要细心翘首以待。