宇宙观察记录

(一)先说“波”：

(光)波现象是能量激发、传递的过程，是以能量交换的链式反应的形式传播。无论发射“光量子”、“光子”或“电子”(以下均以“光量子”、“光子”指代)，实际都将沿特定夹角圆锥体路径链式反应传递能量，大量受激发粒子集体运动展示波动性。单个粒子谈不上波动性。

一个水波，形成外围波环的水分子早已不是最初受力激发点处的水分子。而且外围波环上的水分子数量已是最初激发数的几十、几百甚至更多倍。

“光子”也一样，打在屏幕上的早已不是发射装置最初发射的“光量子”。

而且一份“光量子”按发射能量高低，可以沿一定夹角(实际上是圆锥)路径传递能量，激发数十倍、数百倍甚至更多的“光子”。

双缝实验中，多数被激发的“光子”会被双缝挡板阻挡，无法继续传递能量、延续光波。

而少量通过双缝的“光子”也早已不是最初发射的“光量子”，而是路径上更大的“波圈”上被激发的新“光子”们。

通过双缝的“光子”会按能量递减程度，形成新的夹角路径传递能量、延续光波。

这两束新光波若叠加、干涉，便会在屏幕上形成“干涉条纹”。

但若以电磁场对这两束光波加压，这两束光波传播路径夹角变小，也会出现不叠加、无干涉的情况，这时在屏幕上形成两道“亮条纹”。

(二)再说“一身过双缝”：

简单而言，光是能量沿特定圆锥体路径(能量足够强大时，近距离内等同于圆柱体或直线)、链式传递而形成的物理现象。

只要形成光波，通过双缝的已不是最初发射的“光量子”，而且打在双缝挡板上的“光子”数量已是最初发射“光量子”的几何级数倍。故而可以多光子“分别过缝”，但绝不是一个光子“分身过缝”！

最终打在屏幕上形成条纹的“光子”们也不一定是通过双缝时的“光子”，更不是最初发射的原始“光量子”。

如果有科学家精确控制单份“光量子”并最终打在屏幕上。我只能说，既无能量链式反应传递、又无圆锥体传播路径，这其实还没有形成光“波”。这么少的数量难以展现“波动性”。

另一方面来讲，若真能精确控制单份“光量子”或“电子”。是不是意味着量子理论的“叠加态”不复存在了？

(二)最后说说“有意识观察”：

加于双缝挡板前的摄像机或其他电子设备一旦通电，本身改变了周围的电磁场。相光于强化了光的传播能量，使光传播的圆锥体路径夹角变小了，干涉条纹趋于集中。

换2个电磁线圈去“观察”，都会有类似影响。

为什么要“2个”？偶数个电磁线圈方便均衡放置，通电后“观察”出现的图像会更有规律，好看些。奇数个的话，图像变异度会比较大。

还可以通电“观察”一段时间，再断电“不观察”，结果先形成的“亮条纹”又变成“干涉条纹”。

是不是很魔幻？为毛啊？因为“干涉条纹”足以覆盖“亮条纹”啊。

看到没？不带眼睛、耳朵，无法看和听的电磁线圈就可以“有意识地”“观察”了噢！根本不需要人在现场。

而且形成了客观规律性，可以反复实验验证。

白马非马1001

之所以说电子双缝干涉实验令人“毛骨悚然”，是因为电子双缝干涉实验中出现的奇怪现象彻底颠覆了人类以往的认知。在我们传统的观念中，物质的运动是不以人的意志为转移的，换句话说，某件无意识不自主的事情，不管人是否在观察，该发生还是会发生，不会因为人的观察而影响到它，但在电子双缝干涉实验的过程中，这个观念被打破了。实验现象是，人们对电子的观察与不观察，影响到了电子的运动，换句话说，人的主观意识影响到了物质的运动。

可能有些人不以为然，但仔细想一下就会觉得太不可思议了。就好像冥冥之中有一个你看不到摸不着但又确确实实存在的事物在监视着你，并根据你的主观所想去主动改变这个世界。再想下去，都要对这个世界的真实性产生怀疑了。

先给大家说一下这个电子双缝干涉实验吧。其实最初的双缝干涉实验室用光做的：将一束平行的单色的光照射到两条平行的距离很近的细缝上，在后面的挡板上会出现一条一条明暗的条纹，这就是双缝干涉实验。光的双缝干涉实验从侧面佐证了光是一种波。但后来物理学家约恩松突发奇想，用电子做了双缝干涉实验，这本来也没有什么，但实验结果却是出乎意料，电子竟然呈现了和光一样的特性！也就是说电子也是一种波！

由于德布罗意提出的物质波理论，科学家们只能认为电子也具有波粒二象性，这个解释看似十分完美，但所有人都不知道，真正的大招还憋在后面。

到了1974年，某位大学教授对这个实验有了更深的疑问，于是他重新做了这个实验，并在两条细缝两边加装了精度极高的监视器，重新开始实验，这一次出来的结果吓坏了许多人：每个电子都看的清清楚楚，后面的挡板上整整齐齐两条亮纹，双缝干涉消失了... ...

这位教授不信这个邪，他关掉了监视器，这时双缝干涉又奇迹般地出现了，但是当他重新开始监测的时候，双缝干涉又消失了，只能看到一个又一个电子穿过双缝，形成两条亮纹... ...

说到这儿，大家就明白了为什么这个实验如此的“毛骨悚然”了吧，因为在这个实验中，好像有未知的存在在操纵电子一样，就是不让人看到电子干涉那一瞬间发生的事情，这个影响因素就是人的意识，这个在物理学中最不应该存在的词汇。目前的电子双缝实验能够得出来的结论是：你看到干涉图谱，你可以认为电子是波，但当你认为它是粒子的时候，它就是粒子。而或许，真实的情况是... ...

张家小智儿

所有的回答都冗长说不到点子上。

问题是为什么毛骨悚然。

毛骨悚然的原因是，这个实验的结果，取决于人是否观察。

也就是说，举个例子。如果你平时放一杯开水，你傻傻盯着它一天，或者用摄影机对着它拍一天，或者直接放在那里一天，既不亲自观察，也不用摄影机拍摄。那么三种情况，第二天开水的结果都一样：变凉。

但是在双缝实验中，三个结果是不一样的。相当于如果你盯着它，一天后水就还是开的。如果你不看它，一天后水就亮了。

这杯水就好像有生命，有意志，知道你在看着它一样。

这已经很可怕了吧？更可怕的是，假如你决定和他谈捉迷藏，偏偏它，人走开用摄影机偷拍它，它仍然仿佛看穿了你的小把戏一样，第二天也是开水。

也就是说，你无论通过什么方式观察它，它都知道你在观察它。

当然双缝实验的对象不是水和它的温度，是光子点子。但它的可怕之处就是这样了：实验结果取决于意志。

用户8795563901939

谢谢"读闻世界"好友的邀请！

单粒子双缝干涉实验是人类历史上得到的最神奇的实验结果之一，它是对与符合物理直觉的宏观世界截然不同的量子世界的一种惊人阐释。实际上，它表明，现实的本质可能完全不是物质的。

从我们最熟悉的说起：

我们可以想象一只橡皮鸭，它在水中上下摆动，引起周期性的涟漪向外扩散。一段距离外，波纹碰上一道中间切有两条缝的障碍物。大部分水波被阻挡，但水波仍然会穿过两处缝隙。当新波纹开始叠加，便形成了新的相互干扰后的波纹。这是因为在一个缝隙波纹的波峰刚好碰撞上了另一个缝隙处的波峰，导致了更剧烈的高峰；两个低峰的波谷叠加也导致了更剧烈的下沉。科学上将这种现象称为“相长干涉”。

但当一个波峰与另一个波谷相遇时，它们会相互抵消，水面齐平——这是“相消干涉”。所以我们得到了起伏或平静水面的交替变换。

实际上任何类型的波都会产生相似的干涉结果。比如声波和光波。

托马斯•杨在1801年首次观察到了光的双缝干涉：一束光经过两条窄缝后在接收屏上产生了数条明暗条纹，屏幕上交替出现了“相长”和“相消”干涉的区域。只要有两个以上的光子，便会出现干涉条纹。

各个光子分别穿过两个缝隙，然后在缝隙后相互干涉，进而形成干涉条纹。这时，将会看到所有物理学中最不可思议的实验结果之一：在每次只发射一个光子情况下，干涉条纹仍然会出现。

也就是即使只发射一个光子，它也会同时通过两个狭缝，出现独自相互干涉现象。实验者曾经装上探测器来观测一个光子到底从哪个缝隙通过，获得它的路径信息，此时干涉现象却消失了。如果拆下探测器再次发射单个光子，干涉条纹就会再次出现。

直到1987年，科学家在一次实验中发现，如果只获得部分粒子路径信息，干涉现象（图样）就不会完全消失。这就是“量子擦除实验”（双缝实验的变版）：只要测量时不过度搅扰到粒子运动，干涉条纹就会随机改变或恢复。

另一个双缝干涉实验的变版是延迟选择实验：通过探测器探测到的路径信息，在光子投射到屏幕上之后，能凭着标记或擦除的路径信息，消除或恢复干涉图象。这时差关系，理论中可延长甚至很久。如标记上了路径信息，光子只通过一条路径；如擦除了路径信息，粒子就又会通过两条缝隙。也就是，观察人现在的行为可决定以前的事，这和传统的理论是相背的。

后来的物理学家Veritasium也进行了这个双缝干涉实验，他惊讶的发现条纹的形成与每个光子能量的传递没有关系，这些条纹是许多不相关的光子最终分布位置。也就是每个光子都不知道上一个光子的位置，也不能预测到下一个光子的落点，但每个光子都会落在条纹区域内，不会落向条纹区域以外。

20世纪20年代的哥本哈根大学的量子力学先驱哥本哈根认为波函数没有物理本质，而是由纯概率组成。说明双缝干涉实验的粒子只以一种最终包含所有路径的可能位置波存在。只有在粒子被探测时，它位置所走的路径才会被决定。

哥本哈根诠释把这种空间可能性与确定属性间的转换称作“波函数坍塌”。说明了在坍塌前试图确定粒子的位置或属性是毫无意义的，也就意味着宇宙允许所有可能同时存在，但不到最后瞬间不会选择什么真实发生。更令人“毛骨悚然”的是，这些不同的可能路径或不同的现实会与自身相互作用干涉，使得一些路径成为现实的几率增加而另一些减少。

弄潮科学

强烈推荐阅读曹天元的《上帝掷骰子吗？量子物理史话》。

书中作者详细的讲了这个问题。

电子双缝实验。这个最简单的实验居然是解决最顶级物理难题的钥匙。他驱使最强大脑们最终发现了量子物理这个领域。

毛骨悚然。对呀，量子物理就是这么惊悚。关于物质和意识，科学界和哲学界争论了几千年。首先，他们都认同物质和意识是截然不同的东西，其次，他们争论的是到底谁决定谁。

好啦，量子物理全给推翻了。

首先，推翻的是决定论。每个人都是因果论者，认为世间万事万物有因必有果，因决定果，没有因就不会有果。量子物理说啦，你不观测他，他处于生与死两种状态的叠加，你只要一观测，他就瞬间坍塌成了生或者是死，就是说，因果倒置啦。

然后，推翻的是物质和意识的界限。意识这种东西摸不着看不到闻不见，物质可以看见摸到闻到，怎么可能一样？现在量子物理说啦，所有物质是元素构成的，元素是由原子构成的，原子是由电子，电子分解到最后是什么呢？是一段弦，对，是一团高纬度空间蜷缩在低纬度空间的弦，准确的来说，是波，在振动，你不观测他，他就在振动，你一观测，他就坍塌成粒子了。好了，所有物质的本质就是波，就是一种振动，就是一段空间。

我的世界观，被量子物理击碎了

耗昊来了1213

一幅先天八卦图，就是宇宙图谱。任嘛都在这里面.兴奋啥。

老子不耐烦，不跟你们玩，躲开了；

庄子舍不得，进来又出去，呆边看；儒家子弟累成狗，和尚尼姑来忽悠，

穆罕默德没有空，隔壁耶稣总插手。

干实事的少，糊混过的多，这是常态.干成实事的更少，才有了似乎令人佩服敬仰的圣人哲人超人和如今这被称作“科学家”的几个人~~~也仅仅是摸到了一下皮毛而已一一就尖叫兴奋.

.让老子呵呵两声.

那个“二进制”计算机语言，不就是阴阳两极?你要说0101也行；伏羲女娲蛇身交娓图埋了千万年，纽股糖似的召示人类如何生殖繁衍，你才发现是人类基因密码一一脫氧核糖核酸左旋式样?..有他“上帝创造万物”什么事?!有和尚尼姑什么事?!（当然佛家没说人是和尚尼姑造的）。

混沌至今还是混沌，都还在泥塘里乱爬.。有嘛毛骨悚然的.

枯木斋

谢谢 @读闻世界 邀答。

双缝干涉效应是弥足珍贵的，用不确定原理来解释是不靠谱的，也自然引来大惊小怪。

笔者认为，本题的解释，要把光子与电子的两个自干涉效应一起来分析，原理是一致的。

所谓自干涉效应：1个粒子有双缝干涉现象。据量子论解释说：1个粒子能同时穿过两个狭缝。

量子论的理由是：粒子运动不服从因果律，没有过程轨迹，可同时在任何位置，有分身术。

这是神逻辑。如果非定域论或海森堡的不确定原理不成立，那么如何解释自干涉效应呢？

依我看，根子出在：量子科学家们不清楚“电磁波是物质波的激发效应”这个基本原理。

除此之外，需要“超对称理论”：原子光谱是费米子与玻色子对立统一体中的外延部分。

物质波激发电磁波的基本原理

原子光谱的精细结构表明：核外电子围绕原子核运动，作为永恒震荡的谐振子，激发原子内空间的场介质，产生向外辐射的原子光谱。

原子光谱，是电子与原子核物质波共同激发场介质的产物，是原子全局的外围成分。

以氢原子为例，根据最小作用量原理，可做一个估计：基态电子震荡速度基本稳定在大约v0=2,200,000米/秒，质子震荡速度基本稳定在大约v*=500米/秒。

电子动能激发电磁波，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]。

质子动能激发电磁波，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]。

现实的原子不是一个封闭系统，会受到其他粒子的影响，核外电子与原子核的震荡速度变化多端，这就有了原子光谱的精细分布。

对于多核子的原子光谱，可按外层电子物质波与原子核物质波为突出代表来做理论计算。

核外电子不会塌陷到原子核的解释

哥派量子论担心，如果电子绕核运动，需要库仑力提供向心力，而不断释放电磁波，库仑力将很快耗尽，导致电子塌陷到原子核之荒谬。

这种担心是多余的。因为：

①运动本来就是粒子存在的方式；运动是绝对的，否则就不存在粒子的漩涡球之共性。

②电子/质子/光子，只有以光速自旋，才能实现独立的自我，保持固有质量与引力势能。

③自旋产生两极，两极产生轴倾，轴倾产生进动，进动产生震荡或测地线循环。

④原子外部表现的原子光谱，是原子系统的外围成分，亚原子只是移动的电磁波震源。

单光子的双缝干涉效应的解释方案

有一特制电磁波震源或激光发生器，也叫“初级震源”，其中，核外电子被加速震荡。

假定该电子震荡1周，激发附近场介质，产生1个光子。这个光子相当于“次级震源”，可看作“单个光子激元”(exciton)。

这个光子激元，刚刚从发生器出来，就会激发或推压出口处周围的所有场介质，产生大量的n个光子，分布在一个超薄球面，即波阵面。

这“n个光子激元”又激发附近介质，好比多米诺骨牌效应，形成一圈圈的光子波阵面，这就是所谓的电磁波。

显然，1个光子可激发n个光子，n个光子可激发n²,n³...nⁿ个光子。

当大量光子到达“两个狭缝”时，每个狭缝至少各通过1个光子激元。

这2个光子一旦从狭缝出来，就形成两个一圈圈的波阵面，即：2×(n→n²→n³...nⁿ)个光子。

两个波阵面的大量光子，相互交集、叠加、共振，有波峰与波谷，在“后置底屏”上，留下明暗相间的条纹。

单电子的双缝干涉效应的解释方案

有一满足光电效应的电子发生器，发射出来的自由电子，作为移动震源，是电子物质波。

这1个电子的物质波，可激发其附近的场介质，产生n个光子激元构成的1个超薄波阵面。

然后依次激发场介质，产生n²,n³...nⁿ个光子。其激发模式是：1电子→n个光子→nⁿ光子。

后来的双缝干涉机制，与单光子的干涉机制是完全相同的。

小结

原子光谱表明，空间充满多频率的光子。原子是“内空间亚原子”与“外空间光量子”——两大超对称成分的统一体。

单电子/单核子/单原子核(物质波)可激发出大量光子，单光子(激元)也可激发出大量光子。

单色电磁波是一圈圈波阵面构成的球面波，不只是一条人们津津乐道的正弦波。

好了，本答stop here。请关注物理新视野，共同切磋物理逻辑与中英双语的疑难问题。

物理新视野

双缝干涉实验大家并不陌生，在上学时很多人还亲自做过这个实验，让一束单色光通过遮光板上两条相互平行的细缝，会在后面的光屏上形成明暗相间的条纹，也正是这个实验为我们证明了光的波动性！而且，我们可以根据光的波长计算出明暗条纹出现的位置！
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体坛大蜀暑

电子双缝干涉，首先来自于光子双缝干涉。证明了光是一种“波”，因为只有波才能互相“干涉”，后来德布罗意提出一种理论，认为任何物质都是“波”，都具有波动性，后来电子双缝干涉实验，证明了这一点。

之所以令人“毛骨悚然”，是因为无论是光子双缝，还是电子双缝干涉，都证明了量子领域的“测不准”原理。

爱因斯坦不是搞出了光电效应嘛？那么“光”是什么东西？为什么特定频率的光照一下那个不知名的板子，那个板子就会带电？光能计算公司是△E=hv，光能和光的频率有关，既然光有频率，那么他就是一种波咯？说对了，某种意义上他就是一种波，可以说什么东西都是波。无线电、红外线、伽马射线、紫外线、可见光都是一种东西，都是电磁波的一种，只不过频率不同而已。频率v越高，能量越大，原子弹爆炸发出的爆炒广岛那玩意儿就是伽马射线，他和太阳光、手机的光、WIFI信号没有本质区别，频率极高而已。

然而，光电效应公式又说了，不是特定频率的光，你照多久都没用，特定频率的光，一个光子就足够激发电子了......等等，你不是说光是一种特殊的电磁波吗，光子是什么东西？爱因斯坦那时候的解释是，光波只能一段一段不连续地被吸收，就和能量子一样，所以被称为“光量子”。

但这不是最终的解释，最终的解释是个颠覆一切的可怕魔鬼。

我们做过双缝干涉实验是吧，既然都能干涉了，那么光肯定是波啊，这个不需要解释。解释一下干涉，波其实振动在介质中的传播（当然这个说法最终也不对，光不需要介质）。波不是直线前进的子弹，子弹撞墙了不能继续飞，而波能绕过去，这叫“衍射”。而两个不同的波相遇的时候，会发生干涉，比如你在水中连丢俩石子，会出现两股水波，波峰与波峰相遇，会叠加，波纹更高，波峰与波谷相遇，波纹会削弱，这就是干涉。

那，就是这个样子的。这个初中物理也有。

我们来讨论光的干涉，如果你随便把两个手电筒打在一起，肯定看不到干涉条纹的。只有两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。

为使合成波场的光强分布在一段时间间隔Δt内稳定，要求：①各成员波的频率v（因而波长λ ）相同；②任两成员波的初位相之差在Δt内保持不变。（这里看不懂可以跳过，意思是普通光源不能做这个实验，但高中和大学实验室的激光器，完美解决了相位差的问题）

实际情况是这样子滴——

这个只能证明一个问题，那就是，广是一种波，波长很小频率很大的波。但为什么说魔鬼出现了呢？下面是见证奇迹的时刻，如果给你一个完美的黑暗房间，不受其他光源干扰，用能发出单个光子的光源做这个实验，光子一个一个地打过去（别怀疑，这个实验条件地球上具备，而且成功了）。

那么我们随便先来十发光子，会在背景墙上发现，光子落得满地都是，乱七八糟，毫无规律，但是我们来个三百万发，再看结果，却发现那么多星星点点如同细沙子的光斑堆成了了一道一道光的波纹？如下——

见鬼了，问题在哪里？问题是——我们是一个一个打出光子的啊，如开枪一样，后一个光子不是智能生物，不可能知道前一位光子的落点啊，他们怎么商量好落脚点的？难道他们之间可以沟通？黑屋子里没有其他光子，单个光子和谁干涉的？和自己？自己干自己？肯定有鬼。

事实上，当光子穿越双孔的时候，我们不知道它到底穿过了哪个孔？有可能是左边，也有可能是右边，他不可能同时穿过两个孔，他不是孙悟空。常识告诉我们，宇宙的选择是确定的，但常识错了。如果我们挡住其中一个缝隙，可怕的事情发生了，干涉条纹消失了。于是薛定谔写出了伟大的薛定谔概率波方程。

他说量子态是一种概率波，有两个状态，可以弥散，可以坍缩，类似于函数的发散和收敛，可以复习一下高中学的“杨氏双缝干涉”，单个光子连续穿越双缝形成干涉条纹，但你无法知道光子到底走的是哪一个缝隙。如果你知道了，就无法形成波动性质的干涉条纹——观察者改变世界——这有点唯心主义的意思，但却是被实验证明的真理。单个 光子是一团概率云，穿过的一瞬间他坍缩了，选择了一个出口而已。后来德布罗意发扬光大，把波粒二象性推广到所有物质上，事实也证明了，电子也可以在晶格实验中产生类似波的干涉条纹。明白了么，兄弟们，你们也是波。

而海森堡提出了“测不准原理”，——粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式

，h是约化普朗克常数。海森堡认为——测量这动作不可避免的搅扰了被测量粒子的运动状态，因此产生不确定性。就是说，观察者会影响事件的结果，量子力学范畴中，测量不是只有实验观察者参与的过程，而是经典物体与量子物体之间的相互作用，不论是否有任何观察者参与这过程。说的更唯心一点，那就是“风动，幡动，还是和尚心动？”

量子力学的非主流说法，始作俑着也是海森堡，他用泊松括号做矩阵乘法，得出一个没有意义的物理量——就是那个位置和动量相乘的玩意儿，结果没人看得懂。后来一群学计算机的美国人发扬光大，不承认薛定谔的方程和概率波，说“弥散”和“坍缩”都是胡扯，他们提出“多世界理论“——注意这也不是胡说，这是量子计算机的理论基础！“多世界”不是大家想象中的“平行宇宙”——事实上，他们认为，宇宙只有一个，“多世界”，是宇宙在不同维度的投影。所以不是不确定事件有确定的结果，但是发生在不同的世界，而观察者只看到一个投影世界中的结果。 他们的意思是——光子不是什么概率波，而是一颗子弹，穿过双缝的时候，我们的世界分裂了，平原甲看到光子穿越左边的孔，平原乙看到光子穿越右边的孔，两个世界继续发展下去。

举个例子，“薛定谔的猫”，箱子打开后，猫不是“生”就是“死”，好像从两种状态“坍缩”到一种状态，函数收敛得到一个定值，但“多世界”理论派认为，不是坍缩了，而是世界分裂了，一个世界中的你看到猫死了，另外一个世界的你看到猫活着。如此而已。

平原公子

不知道有什么毛骨悚然的，双缝干涉很好的验证了光的波动性这一现象。并且非常直观，绝对是一个伟大的物理实验！

如果这个还毛骨悚然，那一束光打在金属板上能打出电子来，岂不是更不可思议？

虽说大千世界气象万千，但是你能见到的目前应该都有科学的解释和描述。至于宏观到宇宙级别，或者微观到靠克朗普尺度描述的东西，那只能等下一次科技大爆发了。。

關鍵字: 能量 光量子 科学