双缝干涉实验为何让科学界感到恐惧？光是高级文明的监视工具？

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原本是一个普通的光子干涉实验，但是却没想到在你观测它和不观测它时产生的结果居然不一样，光子好像有自己的思想一般并且它好像有预知未来的能力知道自己在多久的未来将会被观测到，从而让实验呈现不同的结果。

怎么样，是不是感觉不可思议？目前为止，整个科学界对于这种实验现象仍旧难以找到合理的科学解释，即便是最先进的量子理论。而这个现象流传出来也不禁让人衍生出一些不是那么科学的猜测：光究竟是什么？它会不会是另一个维度更高级的生命体？它又为什么要去改变结果？

那么双缝干涉实验究竟是怎么一场实验？是什么样的现象让整个科学界都为之困惑甚至恐惧？接下来我们一起来探究一番。

光究竟是什么？

自古以来，光就是神秘而崇高的存在。在古代，光成了人们的信仰，是被视为神明般的存在。而在如今这个科技发达的时代，随着人们对光的认识一点点增多我们反而更弄不明白光究竟是什么。光速是我们人类认知的极限。当超越光速后一切就都不一样了，好像光在限制着这一切，为什么又是光？

光究竟是什么？这么多年来对于科学界对于光的研究一直未曾停止。

最开始人们普遍认为光是以粒子的形式存在，何谓粒子？简单来说，你可以将它想象成一个个的小球，不管这个小球多大或者多小，哪怕是最小的粒子夸克它也是可被观测和测量的（有质量）。

光是粒子？

整个18世纪，在科技界的超级课代表牛顿的压制下，光是粒子这一说法占据着绝对的优势。因为我们可以阻断一部分光，而另一部分光不受影响，它也可以在真空直线传播。最主要的是光还能反射，这和我们平常生活中见到的实物粒子碰到阻挡后而产生的反弹多么的像，这很难让人不将光看成是有大量的微粒子组成。

1666年，牛顿更是用著名的三棱镜实验“证明”（注意这里是引号，只是牛顿自认为）了光是由非常奥妙的微粒组成，光的分解和复合就如同七种颜色微粒的混合和分开，其实这也就是光的“微粒说”。

光是一种波？

尽管有牛顿这样的权威在给光粒说站台，但是这并不能阻碍科学家们对于光的探索。因为光的粒子说无法解释一些光的现象，比如折射、比如当光经过一种介质时会看到重影的存在，这个光粒子也是无法说清这个现象。1655年意大利数学家格里马第发现光在经过小孔之后会形成像水波经过小孔一样的衍射现象，他马上意识到，光不是“粒子流”，而是像水波一样，向外传递振动形式的一种波动，这就是早期的“波动说”的来源！

但是，如果说光是一种波的话同样有很多无法解释的现象。光如果是一种波动的话，为什么不能像声音一样绕过障碍物？为什么我们站在一堵墙后面能听见对面的人说话而不能看见对方呢？

于是两个学说纷纷扰扰争吵了很多年，“粒派”和“波派”说也说服不了谁，但是鉴于牛顿的存在光粒子说长时间压制着光波动说。

转变

在科研界，学派之间的竞争丝毫不亚于华山论剑甚至大家见面就仿佛生死仇敌。这可是关于科学家们的追求和信仰，想要说服或者击败他们就必须要拿实实在在的实验结果来。

19世纪初，科学界终于迎来了这个男人，他就是英国物理科学家托马斯杨。他进行了著名的杨氏双缝衍射实验，他将光束照在两条平行狭缝，在接收屏上呈现出一系列明暗相间的条纹，这是典型的波中的干涉衍射现象。于是，光的波动说受到莫名的鼓舞。

但是光既然是一种波，那么它能在真空中传播，它是依靠的何种介质？尽管科学家们提出了以太这种说法，不过仍旧未能打消科学家们心头的疑虑。后续果然光电效应证明了光的粒子性，于是光的波粒二象性便开始确立，不过这是题外话，咱们今天主要要讨论的是让人细思极恐的单粒子双缝实验。

细思极恐的单粒子双缝实验

杨氏双缝衍射带给科学界的却远远不止于证明了光也是一种波，而是由他启发了后续一系列的量子领域的双缝实验，并且带来了至今仍让整个科学界困惑“灵异现象”。

有了光的波粒二象性的理论支撑，于是开始有人提出了新的双缝实验思路。如果说用一束连续的光（大量连续发射的光子）照射双缝后得到的是杨氏明暗交错的纹路，那么如果换成单个光子呢？

按理说，如果是一次发射单个光子的话两个平行的狭缝它只可能通过一个缝。这个很好理解吧，就相当于我们拿枪射击，一颗子弹只能从一个其中一个孔中通过对吧。那么可以预计，实现结果应该是在接收屏上显示两道亮纹，而不会出现明暗相间的衍射现象，这个好理解吧？

然而实验结果却令人震惊的，一开始光子数量较少时，屏幕上的光点看上去一片杂乱无章，随着积少成多，渐渐显出了斑马线条纹，也就是说出现了波的衍射现象。

这是十分不符合常理的，因为按照波的干涉理论这种现象需要两个波源之间的互相干涉叠加，既然是一个一个光子地通过，那么必然同一时间只存在一个波源，要么是通过a缝的波源，要么是通过b缝的波源，因此不应该产生干涉现象。

重点来了--诡异的实验

注意各位，接下里重点来了！

为了搞清楚究竟是什么原因导致这种现象的产生，于是科学家们决定用摄像头来观测看光子究竟是从哪个缝隙通过。同样，光子还是一个一个地单个点射发射。

通过摄像机发下，光子却是是每次通过一个缝隙，这下让科学家们松了一口气，还好至少光的粒子性是没有问题的。

但是科学家这口气还没松多久他们就看到了不可思议的现象，此时接收屏不知何时变成了两道明亮的杠，而不是明暗相间的条纹。

这是怎么回事？所有试验条件都一样，唯独只是加了摄像头观测而已怎么试验结果却变了呢？

于是科学家们将摄像头移开，果然明暗相间的条纹又出现了。

这下彻底颠覆了科学家们的认知，试验结果居然取决于有没有观测。如果用因果论来说，试验是因，观测试验结果是果，因决定果这是常理，但是现在确实果能够影响因，这。。。。？？

再举个例子让大家好理解一点：

比如大家正在看NBA总决赛，此时最后一秒钟双方打平，詹姆斯投出了最后一球，此时的你有两种选择，一：关掉电视不敢看，等事后查看结果。二：亲眼目睹着绝杀一刻。此时差别来了，如果你打开电视詹姆斯绝杀进球，当你关掉电视詹姆斯却绝杀失败。

是不是不可思议？进与不进居然取决于你看不看电视？

更加不可思议延迟擦除

科学家可不像我们普通人，对于解释不了的现象就以超自然来解释，科学家可是要打破沙锅问到底的。

于是他们想到了我能不能等到光子穿过缝隙之后再以迅雷不及掩耳之势加上摄像机去观测，而不是实现就架好让它有了心理准备。

说干就干（当然，大家不要转牛角尖说光速那么快，怎么来得及？科学家自然有科学家的办法）。大家猜一下实验结果如何？

无论你加摄像头观测的速度有多快只要你去观测了，它就是两条两纹。（相当于前面观测的结果）

恩，这还不是最最最不可思议的。

最不可思议的是，只要你一开始加了摄像头，不论你是在最后多快的速度撤掉摄像头，它的结果仍旧是明暗相间的条纹。（相当于前面不观测的结果）

这里大家是不是看得有点不明白？这样吧，我再翻译一下，其实加摄像头和撤摄像头就相当于是去欺骗光（貌似科学家做这个实验的时候在心底默认光有生命）。

首先，我假装告诉你（光）我不会看你的，你脱衣服洗澡吧。其实我心中想着趁着你脱了衣服之后立马拿出手机来拍照。然而，当我拿出手机来的时候你却狡黠地一笑说不好意思我就知道你会偷拍。

第二天，我拿着手机对你说快脱衣服，我要拍你了（其实我本来就没打算拍只是吓唬你，手机压根没开机）。此时你毫不犹豫地就开始脱衣服了，然后你又狡黠地说，我就知道你不会拍我。

大家思考

究竟是什么原因造成的这种现象呢？思考两个问题：

1、光是如何知道我们是否在观测它？

2、光是如何能够预测我们在未来某一刻是否会观测它？

答案是不是真的如大叔在文章开头猜想的那般？

大叔认为绝对不是，其实任何一个难以解释的现象其实对于科研界来说是十分难得的，因为每次这样的现象出现都会让科技向上迈进一个新的台阶，量子力学大门缓缓拉开。量子力学是一门颠覆认知的学科，而双缝干涉只不过是冰山一角而已。

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作者：百家号讲理老大叔

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