宇宙觀察記錄

因為雙縫干涉實驗刷新我們固有的常識，驗證了具有粒子態的電子也具有波動性，我們不能準確的說電子會出現在哪裡，而是它會在哪個位置出現的概率更大，但我們在這個區域觀測電子時，電子就會出現在我們觀測它的位置。這就說明我們的觀測影響了電子？這也違背了因果關係！

這也是愛因斯坦最難以接受的事實，難道我們的宇宙是被概率控制著，愛因斯坦認為量子力學肯定還缺少某種機制沒有被發現？他不相信上帝在投骰子。

我們都知道我們的宇宙萬物都是粒子組成的，但我們的宏觀物質特性和微觀粒子截然不同，愛因斯坦不相信這個宇宙有兩種截然不同的理論去解釋，愛因斯坦還說，難道我不看月亮，月亮就不在哪嗎！？這也引申到意識和物質的哲學層面了！

但也有科學家認為我們的宏觀世界可能也具有微觀粒子的不確定性，我們也身處在不同的位置，演義著不同的生活，這就是平行空間的說法！

大家相信有平行空間嗎！？微觀粒子為什麼表現的和我們宏觀物質不一樣！？歡迎大家發表觀點！

量子科學論

之所以說電子雙縫干涉實驗令人“毛骨悚然”，是因為電子雙縫干涉實驗中出現的奇怪現象徹底顛覆了人類以往的認知。在我們傳統的觀念中，物質的運動是不以人的意志為轉移的，換句話說，某件無意識不自主的事情，不管人是否在觀察，該發生還是會發生，不會因為人的觀察而影響到它，但在電子雙縫干涉實驗的過程中，這個觀念被打破了。實驗現象是，人們對電子的觀察與不觀察，影響到了電子的運動，換句話說，人的主觀意識影響到了物質的運動。

可能有些人不以為然，但仔細想一下就會覺得太不可思議了。就好像冥冥之中有一個你看不到摸不著但又確確實實存在的事物在監視著你，並根據你的主觀所想去主動改變這個世界。再想下去，都要對這個世界的真實性產生懷疑了。

先給大家說一下這個電子雙縫干涉實驗吧。其實最初的雙縫干涉實驗室用光做的：將一束平行的單色的光照射到兩條平行的距離很近的細縫上，在後面的擋板上會出現一條一條明暗的條紋，這就是雙縫干涉實驗。光的雙縫干涉實驗從側面佐證了光是一種波。但後來物理學家約恩松突發奇想，用電子做了雙縫干涉實驗，這本來也沒有什麼，但實驗結果卻是出乎意料，電子竟然呈現了和光一樣的特性！也就是說電子也是一種波！

由於德布羅意提出的物質波理論，科學家們只能認為電子也具有波粒二象性，這個解釋看似十分完美，但所有人都不知道，真正的大招還憋在後面。

到了1974年，某位大學教授對這個實驗有了更深的疑問，於是他重新做了這個實驗，並在兩條細縫兩邊加裝了精度極高的監視器，重新開始實驗，這一次出來的結果嚇壞了許多人：每個電子都看的清清楚楚，後面的擋板上整整齊齊兩條亮紋，雙縫干涉消失了... ...

這位教授不信這個邪，他關掉了監視器，這時雙縫干涉又奇蹟般地出現了，但是當他重新開始監測的時候，雙縫干涉又消失了，只能看到一個又一個電子穿過雙縫，形成兩條亮紋... ...

說到這兒，大家就明白了為什麼這個實驗如此的“毛骨悚然”了吧，因為在這個實驗中，好像有未知的存在在操縱電子一樣，就是不讓人看到電子干涉那一瞬間發生的事情，這個影響因素就是人的意識，這個在物理學中最不應該存在的詞彙。目前的電子雙縫實驗能夠得出來的結論是：你看到干涉圖譜，你可以認為電子是波，但當你認為它是粒子的時候，它就是粒子。而或許，真實的情況是... ...

張家小智兒

所有的回答都冗長說不到點子上。

問題是為什麼毛骨悚然。

毛骨悚然的原因是，這個實驗的結果，取決於人是否觀察。

也就是說，舉個例子。如果你平時放一杯開水，你傻傻盯著它一天，或者用攝影機對著它拍一天，或者直接放在那裡一天，既不親自觀察，也不用攝影機拍攝。那麼三種情況，第二天開水的結果都一樣：變涼。

但是在雙縫實驗中，三個結果是不一樣的。相當於如果你盯著它，一天後水就還是開的。如果你不看它，一天後水就亮了。

這杯水就好像有生命，有意志，知道你在看著它一樣。

這已經很可怕了吧？更可怕的是，假如你決定和他談捉迷藏，偏偏它，人走開用攝影機偷拍它，它仍然彷彿看穿了你的小把戲一樣，第二天也是開水。

也就是說，你無論通過什麼方式觀察它，它都知道你在觀察它。

當然雙縫實驗的對象不是水和它的溫度，是光子點子。但它的可怕之處就是這樣了：實驗結果取決於意志。

用戶8795563901939

強烈推薦閱讀曹天元的《上帝擲骰子嗎？量子物理史話》。

書中作者詳細的講了這個問題。

電子雙縫實驗。這個最簡單的實驗居然是解決最頂級物理難題的鑰匙。他驅使最強大腦們最終發現了量子物理這個領域。

毛骨悚然。對呀，量子物理就是這麼驚悚。關於物質和意識，科學界和哲學界爭論了幾千年。首先，他們都認同物質和意識是截然不同的東西，其次，他們爭論的是到底誰決定誰。

好啦，量子物理全給推翻了。

首先，推翻的是決定論。每個人都是因果論者，認為世間萬事萬物有因必有果，因決定果，沒有因就不會有果。量子物理說啦，你不觀測他，他處於生與死兩種狀態的疊加，你只要一觀測，他就瞬間坍塌成了生或者是死，就是說，因果倒置啦。

然後，推翻的是物質和意識的界限。意識這種東西摸不著看不到聞不見，物質可以看見摸到聞到，怎麼可能一樣？現在量子物理說啦，所有物質是元素構成的，元素是由原子構成的，原子是由電子，電子分解到最後是什麼呢？是一段弦，對，是一團高緯度空間蜷縮在低緯度空間的弦，準確的來說，是波，在振動，你不觀測他，他就在振動，你一觀測，他就坍塌成粒子了。好了，所有物質的本質就是波，就是一種振動，就是一段空間。

我的世界觀，被量子物理擊碎了

耗昊來了1213

一幅先天八卦圖，就是宇宙圖譜。任嘛都在這裡面.興奮啥。

老子不耐煩，不跟你們玩，躲開了；

莊子捨不得，進來又出去，呆邊看；儒家子弟累成狗，和尚尼姑來忽悠，

穆罕默德沒有空，隔壁耶穌總插手。

幹實事的少，糊混過的多，這是常態.幹成實事的更少，才有了似乎令人佩服敬仰的聖人哲人超人和如今這被稱作“科學家”的幾個人~~~也僅僅是摸到了一下皮毛而已一一就尖叫興奮.

.讓老子呵呵兩聲.

那個“二進制”計算機語言，不就是陰陽兩極?你要說0101也行；伏羲女媧蛇身交娓圖埋了千萬年，紐股糖似的召示人類如何生殖繁衍，你才發現是人類基因密碼一一脫氧核糖核酸左旋式樣?..有他“上帝創造萬物”什麼事?!有和尚尼姑什麼事?!（當然佛家沒說人是和尚尼姑造的）。

混沌至今還是混沌，都還在泥塘裡亂爬.。有嘛毛骨悚然的.

枯木齋

不知道有什麼毛骨悚然的，雙縫干涉很好的驗證了光的波動性這一現象。並且非常直觀，絕對是一個偉大的物理實驗！

如果這個還毛骨悚然，那一束光打在金屬板上能打出電子來，豈不是更不可思議？

雖說大千世界氣象萬千，但是你能見到的目前應該都有科學的解釋和描述。至於宏觀到宇宙級別，或者微觀到靠克朗普尺度描述的東西，那隻能等下一次科技大爆發了。。

祀神如神在

電子雙縫干涉，首先來自於光子雙縫干涉。證明了光是一種“波”，因為只有波才能互相“干涉”，後來德布羅意提出一種理論，認為任何物質都是“波”，都具有波動性，後來電子雙縫干涉實驗，證明了這一點。

之所以令人“毛骨悚然”，是因為無論是光子雙縫，還是電子雙縫干涉，都證明了量子領域的“測不準”原理。

愛因斯坦不是搞出了光電效應嘛？那麼“光”是什麼東西？為什麼特定頻率的光照一下那個不知名的板子，那個板子就會帶電？光能計算公司是△E=hv，光能和光的頻率有關，既然光有頻率，那麼他就是一種波咯？說對了，某種意義上他就是一種波，可以說什麼東西都是波。無線電、紅外線、伽馬射線、紫外線、可見光都是一種東西，都是電磁波的一種，只不過頻率不同而已。頻率v越高，能量越大，原子彈爆炸發出的爆炒廣島那玩意兒就是伽馬射線，他和太陽光、手機的光、WIFI信號沒有本質區別，頻率極高而已。

然而，光電效應公式又說了，不是特定頻率的光，你照多久都沒用，特定頻率的光，一個光子就足夠激發電子了......等等，你不是說光是一種特殊的電磁波嗎，光子是什麼東西？愛因斯坦那時候的解釋是，光波只能一段一段不連續地被吸收，就和能量子一樣，所以被稱為“光量子”。

但這不是最終的解釋，最終的解釋是個顛覆一切的可怕魔鬼。

我們做過雙縫干涉實驗是吧，既然都能干涉了，那麼光肯定是波啊，這個不需要解釋。解釋一下干涉，波其實振動在介質中的傳播（當然這個說法最終也不對，光不需要介質）。波不是直線前進的子彈，子彈撞牆了不能繼續飛，而波能繞過去，這叫“衍射”。而兩個不同的波相遇的時候，會發生干涉，比如你在水中連丟倆石子，會出現兩股水波，波峰與波峰相遇，會疊加，波紋更高，波峰與波谷相遇，波紋會削弱，這就是干涉。

那，就是這個樣子的。這個初中物理也有。

我們來討論光的干涉，如果你隨便把兩個手電筒打在一起，肯定看不到干涉條紋的。只有兩列光波的頻率相同，相位差恆定，振動方向一致的相干光源，才能產生光的干涉。由兩個普通獨立光源發出的光，不可能具有相同的頻率，更不可能存在固定的相差，因此，不能產生干涉現象。

為使合成波場的光強分佈在一段時間間隔Δt內穩定，要求：①各成員波的頻率v（因而波長λ ）相同；②任兩成員波的初位相之差在Δt內保持不變。（這裡看不懂可以跳過，意思是普通光源不能做這個實驗，但高中和大學實驗室的激光器，完美解決了相位差的問題）

實際情況是這樣子滴——

這個只能證明一個問題，那就是，廣是一種波，波長很小頻率很大的波。但為什麼說魔鬼出現了呢？下面是見證奇蹟的時刻，如果給你一個完美的黑暗房間，不受其他光源干擾，用能發出單個光子的光源做這個實驗，光子一個一個地打過去（別懷疑，這個實驗條件地球上具備，而且成功了）。

那麼我們隨便先來十發光子，會在背景牆上發現，光子落得滿地都是，亂七八糟，毫無規律，但是我們來個三百萬發，再看結果，卻發現那麼多星星點點如同細沙子的光斑堆成了了一道一道光的波紋？如下——

見鬼了，問題在哪裡？問題是——我們是一個一個打出光子的啊，如開槍一樣，後一個光子不是智能生物，不可能知道前一位光子的落點啊，他們怎麼商量好落腳點的？難道他們之間可以溝通？黑屋子裡沒有其他光子，單個光子和誰幹涉的？和自己？自己幹自己？肯定有鬼。

事實上，當光子穿越雙孔的時候，我們不知道它到底穿過了哪個孔？有可能是左邊，也有可能是右邊，他不可能同時穿過兩個孔，他不是孫悟空。常識告訴我們，宇宙的選擇是確定的，但常識錯了。如果我們擋住其中一個縫隙，可怕的事情發生了，干涉條紋消失了。於是薛定諤寫出了偉大的薛定諤概率波方程。

他說量子態是一種概率波，有兩個狀態，可以彌散，可以坍縮，類似於函數的發散和收斂，可以複習一下高中學的“楊氏雙縫干涉”，單個光子連續穿越雙縫形成干涉條紋，但你無法知道光子到底走的是哪一個縫隙。如果你知道了，就無法形成波動性質的干涉條紋——觀察者改變世界——這有點唯心主義的意思，但卻是被實驗證明的真理。單個 光子是一團概率雲，穿過的一瞬間他坍縮了，選擇了一個出口而已。後來德布羅意發揚光大，把波粒二象性推廣到所有物質上，事實也證明了，電子也可以在晶格實驗中產生類似波的干涉條紋。明白了麼，兄弟們，你們也是波。

而海森堡提出了“測不準原理”，——粒子的位置與動量不可同時被確定，位置的不確定性與動量的不確定性遵守不等式

，h是約化普朗克常數。海森堡認為——測量這動作不可避免的攪擾了被測量粒子的運動狀態，因此產生不確定性。就是說，觀察者會影響事件的結果，量子力學範疇中，測量不是隻有實驗觀察者參與的過程，而是經典物體與量子物體之間的相互作用，不論是否有任何觀察者參與這過程。說的更唯心一點，那就是“風動，幡動，還是和尚心動？”

量子力學的非主流說法，始作俑著也是海森堡，他用泊松括號做矩陣乘法，得出一個沒有意義的物理量——就是那個位置和動量相乘的玩意兒，結果沒人看得懂。後來一群學計算機的美國人發揚光大，不承認薛定諤的方程和概率波，說“彌散”和“坍縮”都是胡扯，他們提出“多世界理論“——注意這也不是胡說，這是量子計算機的理論基礎！“多世界”不是大家想象中的“平行宇宙”——事實上，他們認為，宇宙只有一個，“多世界”，是宇宙在不同維度的投影。所以不是不確定事件有確定的結果，但是發生在不同的世界，而觀察者只看到一個投影世界中的結果。 他們的意思是——光子不是什麼概率波，而是一顆子彈，穿過雙縫的時候，我們的世界分裂了，平原甲看到光子穿越左邊的孔，平原乙看到光子穿越右邊的孔，兩個世界繼續發展下去。

舉個例子，“薛定諤的貓”，箱子打開後，貓不是“生”就是“死”，好像從兩種狀態“坍縮”到一種狀態，函數收斂得到一個定值，但“多世界”理論派認為，不是坍縮了，而是世界分裂了，一個世界中的你看到貓死了，另外一個世界的你看到貓活著。如此而已。

平原公子

謝謝"讀聞世界"好友的邀請！

單粒子雙縫干涉實驗是人類歷史上得到的最神奇的實驗結果之一，它是對與符合物理直覺的宏觀世界截然不同的量子世界的一種驚人闡釋。實際上，它表明，現實的本質可能完全不是物質的。

從我們最熟悉的說起：

我們可以想象一隻橡皮鴨，它在水中上下襬動，引起週期性的漣漪向外擴散。一段距離外，波紋碰上一道中間切有兩條縫的障礙物。大部分水波被阻擋，但水波仍然會穿過兩處縫隙。當新波紋開始疊加，便形成了新的相互干擾後的波紋。這是因為在一個縫隙波紋的波峰剛好碰撞上了另一個縫隙處的波峰，導致了更劇烈的高峰；兩個低峰的波谷疊加也導致了更劇烈的下沉。科學上將這種現象稱為“相長干涉”。

但當一個波峰與另一個波谷相遇時，它們會相互抵消，水面齊平——這是“相消干涉”。所以我們得到了起伏或平靜水面的交替變換。

實際上任何類型的波都會產生相似的干涉結果。比如聲波和光波。

各個光子分別穿過兩個縫隙，然後在縫隙後相互干涉，進而形成干涉條紋。這時，將會看到所有物理學中最不可思議的實驗結果之一：在每次只發射一個光子情況下，干涉條紋仍然會出現。

也就是即使只發射一個光子，它也會同時通過兩個狹縫，出現獨自相互干涉現象。實驗者曾經裝上探測器來觀測一個光子到底從哪個縫隙通過，獲得它的路徑信息，此時干涉現象卻消失了。如果拆下探測器再次發射單個光子，干涉條紋就會再次出現。

直到1987年，科學家在一次實驗中發現，如果只獲得部分粒子路徑信息，干涉現象（圖樣）就不會完全消失。這就是“量子擦除實驗”（雙縫實驗的變版）：只要測量時不過度攪擾到粒子運動，干涉條紋就會隨機改變或恢復。

另一個雙縫干涉實驗的變版是延遲選擇實驗：通過探測器探測到的路徑信息，在光子投射到屏幕上之後，能憑著標記或擦除的路徑信息，消除或恢復干涉圖象。這時差關係，理論中可延長甚至很久。如標記上了路徑信息，光子只通過一條路徑；如擦除了路徑信息，粒子就又會通過兩條縫隙。也就是，觀察人現在的行為可決定以前的事，這和傳統的理論是相背的。

後來的物理學家Veritasium也進行了這個雙縫干涉實驗，他驚訝的發現條紋的形成與每個光子能量的傳遞沒有關係，這些條紋是許多不相關的光子最終分佈位置。也就是每個光子都不知道上一個光子的位置，也不能預測到下一個光子的落點，但每個光子都會落在條紋區域內，不會落向條紋區域以外。

20世紀20年代的哥本哈根大學的量子力學先驅哥本哈根認為波函數沒有物理本質，而是由純概率組成。說明雙縫干涉實驗的粒子只以一種最終包含所有路徑的可能位置波存在。只有在粒子被探測時，它位置所走的路徑才會被決定。

哥本哈根詮釋把這種空間可能性與確定屬性間的轉換稱作“波函數坍塌”。說明了在坍塌前試圖確定粒子的位置或屬性是毫無意義的，也就意味著宇宙允許所有可能同時存在，但不到最後瞬間不會選擇什麼真實發生。更令人“毛骨悚然”的是，這些不同的可能路徑或不同的現實會與自身相互作用干涉，使得一些路徑成為現實的幾率增加而另一些減少。

弄潮科學

謝謝 @讀聞世界 邀答。

雙縫干涉效應是彌足珍貴的，用不確定原理來解釋是不靠譜的，也自然引來大驚小怪。

筆者認為，本題的解釋，要把光子與電子的兩個自干涉效應一起來分析，原理是一致的。

所謂自干涉效應：1個粒子有雙縫干涉現象。據量子論解釋說：1個粒子能同時穿過兩個狹縫。

量子論的理由是：粒子運動不服從因果律，沒有過程軌跡，可同時在任何位置，有分身術。

這是神邏輯。如果非定域論或海森堡的不確定原理不成立，那麼如何解釋自干涉效應呢？

依我看，根子出在：量子科學家們不清楚“電磁波是物質波的激發效應”這個基本原理。

除此之外，需要“超對稱理論”：原子光譜是費米子與玻色子對立統一體中的外延部分。

物質波激發電磁波的基本原理

原子光譜的精細結構表明：核外電子圍繞原子核運動，作為永恆震盪的諧振子，激發原子內空間的場介質，產生向外輻射的原子光譜。

原子光譜，是電子與原子核物質波共同激發場介質的產物，是原子全局的外圍成分。

以氫原子為例，根據最小作用量原理，可做一個估計：基態電子震盪速度基本穩定在大約v0=2,200,000米/秒，質子震盪速度基本穩定在大約v*=500米/秒。

電子動能激發電磁波，有：Ek=½mv²=hc/λ, λ=hc/Ek，Ek=½×0.91e-30×(2.2e6)²，即：Ek=2.2e-18[J]，λ=9e-8[m]=0.9[nm]。

質子動能激發電磁波，有：Ek'=½m'v'²=hc/λ', λ'=hc/Ek'，Ek'=½×1.67e-27×500²，即：Ek'=2.1e-22[J]，λ'=9.5e-4[m]≈1[mm]。

現實的原子不是一個封閉系統，會受到其他粒子的影響，核外電子與原子核的震盪速度變化多端，這就有了原子光譜的精細分佈。

對於多核子的原子光譜，可按外層電子物質波與原子核物質波為突出代表來做理論計算。

核外電子不會塌陷到原子核的解釋

哥派量子論擔心，如果電子繞核運動，需要庫侖力提供向心力，而不斷釋放電磁波，庫侖力將很快耗盡，導致電子塌陷到原子核之荒謬。

這種擔心是多餘的。因為：

①運動本來就是粒子存在的方式；運動是絕對的，否則就不存在粒子的漩渦球之共性。

②電子/質子/光子，只有以光速自旋，才能實現獨立的自我，保持固有質量與引力勢能。

③自旋產生兩極，兩極產生軸傾，軸傾產生進動，進動產生震盪或測地線循環。

④原子外部表現的原子光譜，是原子系統的外圍成分，亞原子只是移動的電磁波震源。

單光子的雙縫干涉效應的解釋方案

有一特製電磁波震源或激光發生器，也叫“初級震源”，其中，核外電子被加速震盪。

假定該電子震盪1周，激發附近場介質，產生1個光子。這個光子相當於“次級震源”，可看作“單個光子激元”(exciton)。

這個光子激元，剛剛從發生器出來，就會激發或推壓出口處周圍的所有場介質，產生大量的n個光子，分佈在一個超薄球面，即波陣面。

這“n個光子激元”又激發附近介質，好比多米諾骨牌效應，形成一圈圈的光子波陣面，這就是所謂的電磁波。

顯然，1個光子可激發n個光子，n個光子可激發n²,n³...nⁿ個光子。

當大量光子到達“兩個狹縫”時，每個狹縫至少各通過1個光子激元。

這2個光子一旦從狹縫出來，就形成兩個一圈圈的波陣面，即：2×(n→n²→n³...nⁿ)個光子。

兩個波陣面的大量光子，相互交集、疊加、共振，有波峰與波谷，在“後置底屏”上，留下明暗相間的條紋。

單電子的雙縫干涉效應的解釋方案

有一滿足光電效應的電子發生器，發射出來的自由電子，作為移動震源，是電子物質波。

這1個電子的物質波，可激發其附近的場介質，產生n個光子激元構成的1個超薄波陣面。

然後依次激發場介質，產生n²,n³...nⁿ個光子。其激發模式是：1電子→n個光子→nⁿ光子。

後來的雙縫干涉機制，與單光子的干涉機制是完全相同的。

小結

原子光譜表明，空間充滿多頻率的光子。原子是“內空間亞原子”與“外空間光量子”——兩大超對稱成分的統一體。

單電子/單核子/單原子核(物質波)可激發出大量光子，單光子(激元)也可激發出大量光子。

單色電磁波是一圈圈波陣面構成的球面波，不只是一條人們津津樂道的正弦波。

好了，本答stop here。請關注物理新視野，共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。

物理新視野

雙縫干涉實驗大家並不陌生，在上學時很多人還親自做過這個實驗，讓一束單色光通過遮光板上兩條相互平行的細縫，會在後面的光屏上形成明暗相間的條紋，也正是這個實驗為我們證明了光的波動性！而且，我們可以根據光的波長計算出明暗條紋出現的位置！
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關鍵字: 科普一下 雙縫 觀測