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牛顿的经典力学曾被认为适用于宇宙中所有物体，但后来人们发现微观世界需要用量子力学去解释，牛顿的经典力学在这里会失效，因为微观世界的运行法则和宏观世界不同，人们无法理解才觉得一些现象诡异恐怖。 高中物理中的双缝干涉实验是非常基础性的试验，但它背后存在着一个匪夷所思的现象。 如上图，让光源的光线先通过第一个圆孔，这样产生的光源会变成相干光源（频率相同，振动方向相同），再让相干光通过两条细缝的纸板，最后用一块屏幕承接光源，我们会发现屏幕上出现了明暗相间的条纹。黄色的是亮条纹，光线叠加效果增强，黑色的是暗条纹，光线相位相反效果抵消。 实验证明了光不仅是一种粒子，还具有波的特性。 当科学家用电子枪做电子的双缝干涉实验时，竟出现了意想不到的状况。 当时大家都认为电子就是原子核外的电子，它是一粒一粒的，具有确定形态的微小粒子，但科学家用电子枪连续向双缝的其中一条缝发射电子时，后面的屏幕上也出现了明暗相间的条纹，这个实验证明了电子和光子一样，具有波粒二象性，后来科学家用其它微粒做了相同的实验，证明了质子，中子等都具有波粒二象性。 为了弄清电子穿过双缝时到底是粒子还是波的形态，科学家就在双缝后摆放了一台量子观察仪，当电子通过左缝时，仪器显示1,；当电子通过右缝时，仪器显示2；除此以外的状态，仪器全部都显示为0，实验结果出乎意料。 当打开量子观察仪，对电子进行观察时，后面屏幕上的干涉条纹消失了，屏幕上只出现了一个明亮的电子亮斑，仪器显示此时电子只经过了其中的一条缝隙；而当关闭观察仪时，干涉条纹又出现了。 实验说明了“观察”这个动作能对粒子的形态产生影响，不观察电子它就是波，观察电子它就是粒子，就像能够感知这个世界一样，所以才有人觉得恐怖。但有物理学家认为是观察仪器发出的光子影响了电子运行中的状态，使电子吸收了光的能量从而产生变化。 这种现象类似于海森堡不确定性原理，微观世界中你无法同时知道粒子的动量和位置，动量越精确，位置就越不准；位置越准确，动量误差就越大。电子的状态会受到外界因素的干扰而改变，这就是微观世界和宏观世界的区别，从传统观念来看，也确实令人费解。 此外，双缝干涉实验还有一个更高级的版本，量子延迟选择实验，这个实验结果更诡异。原实验比较复杂，这里用一个相对简单的模型来描述，就是把观察仪放置于双缝和屏幕之间，等电子通过双缝后再开启观察仪，观察此时电子的状态。 当电子枪向双缝发射电子时，这时观察仪并没有开启，电子以波的形态同时通过两条缝隙，这是已经成为事实的事情，但当电子通过双缝后立刻开启观察仪，记录电子的运行轨迹时，发现电子竟然是从其中一条缝隙通过了双缝，也就是说观察这个动作，竟然可以对已经成为事实的事情进行改变，在宏观世界中就相当于：将来发生的事情改变了过去发生的事情，颠倒因果，所以很多人才觉得匪夷所思。 |
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