20世纪初,物理学界对于光的波动学说和粒子学说已经争论了几百年了,爱因斯坦联合普朗克一起提出了光量子学说,人们开始意识到光同时具有波动性和粒子性的双重性质,也就是说光在传播过程中呈现波的形态,与物质相互作用时呈现粒子形态,这种被称为“波粒二象性”的解释得到了物理学界的一致认同。
后来科学家们利用杨氏双缝实验,在点光源后面放一张拥有两条狭缝的纸,这时候点光源的光穿过狭缝就会变成一串明暗交替的条纹,这便是证明光量子学说的干涉条纹。
在证明光拥有波粒二象性之后科学家利用电子也进行了双缝实验,发现电子等微观粒子同样具有波粒二象性,随着技术的进步,科学家们开始用仪器发射单个电子来进行双缝干涉实验,这时候发生了第一件怪事:单电子双缝实验的结果竟然和之前的电子双缝干涉实验结果完全相同
之前的电子双缝干涉可以产生明暗交替的条纹,单个电子竟然也能产生干涉条纹,但仪器明明就只发出了一个电子,它能和谁干涉呢?这个结果就像是一个足球同时进了两个球门一样匪夷所思,科学家们下定决心要揭开单个电子干涉条纹的秘密,于是就有了更加匪夷所思甚至恐怖的“双缝干涉延迟实验”
延迟实验的精髓就在于记录电子在穿过双缝后的样子,由于只有单个电子,所以它穿越任何一条缝隙都能被直接看到,因此屏幕上的波态干涉条纹消失了,取而代之的是粒子态的痕迹,而一旦把记录电子轨迹的机器关闭,那么明暗条纹就会马上出现,一旦开启机器明暗条纹就会马上消失。
双缝干涉延迟实验表明:微观粒子的形态取决于人的观察,被观察的时候呈现出粒子的状态,不被观察时呈现波的状态,微观粒子就像有“生命”一样可以感觉到人类的存在,因此双缝干涉延迟实验才让很多人感到恐惧
为何双缝干涉延迟实验的结果,让科学家感到恐怖?
几乎所有物理学家的信条就是:随着我们观测的进度越来越准,尺度越来越小,我们离世界本质的面貌就越近。直到双缝干涉实验的现象,一举击碎了所有物理学家探求世界本质的梦。现在我让你理解双缝干涉实验为什么恐怖。
因为这个实验现象是以前科学家从没有看过的,所以觉得发现了新大陆。