为什么当年双缝干涉延迟实验让科学家感到恐怖？

典物理学vs量子力学

如果要评选科学史上匪夷所思的实验，那么这个桂冠大概率属于双缝干涉实验，它就像是物理学家们的梦魇一样，一直困扰着物理学家。那双缝干涉实验到底是一个什么样的实验呢？

要了解这个问题，我们首先需要了解一下什么是经典物理学。话说在300多年前，牛顿提出了万有引力定律和力学三大定律，一举奠定了经典物理学。牛顿的理论描述的是宏观低速世界的规律，描述的现象是具有确定性的，具有因果关系。

在经典物理学的世界观下，宇宙存在着一个绝对客观的规律，只要我们能够找到它，那就可以了解宇宙中的一切，这也被称为 决定论 。

实际上，在近代之前，大多数的科学家都坚信这一点，即便是到了量子力学开始发展，量子力学的许多奠基人依然坚信这一点，其中就包括爱因斯坦，薛定谔等人，以至于他们最终站到了量子力学的对立面中去。

双缝干涉实验

双缝干涉实验在整个量子力学的发展过程中，都是科学家们绕不过的实验。著名的物理学家费曼曾经在他的著作《费曼物理学讲义》中这么评价双缝干涉实验：

双缝干涉实验的实验仪器设置实际上很简单。说白了就是把一束光照射到一块刻有两条狭缝的板上，光束通过狭缝之后，会照射到探测屏幕上。

科学家做了这个实验后发现，探测屏上出现了明暗条纹相间的图样。这个实验最早是用来证明： 光具有波动性 。这是因为这个现象可以利用干涉来解释，明亮的条纹是相长干涉区域，暗淡的条纹则是相消干涉区域。

另类“双缝干涉实验”

看似已经很好地解释了这个实验，但是事情在之后发生了反转。20世纪初，量子力学开始迅猛地发展。而量子力学的发展得益于科学家们在争论： 光到底是粒子，还是波？

这就使得双缝干涉实验被推到了风口浪尖，因为如果科学家要认定光是一种粒子，那如何解释双缝干涉？

那这里的矛盾点其实就是： 单个的“光”到底是呈现什么样的状态？

为了解决这个问题，科学家杰弗里·泰勒爵士设计了一个技巧的双缝干涉实验。他把入射光束的强度大大降低，使得在任意时间间隔内，最多只发射一个光子出来。这个时候，他就发现主要时间足够长，最终还会有干涉图样。这实验告诉我们即便是每次只启猜有单个光子，这个光子也可以同时通过狭缝，也就是说它自己和自己发生了干涉。

不仅如此，后来还有一位叫做悄租型克劳斯·约恩松的科学家拿电子来做类似的实验，结果也得到了电子发生干涉的结论。类似的电子干涉实验，科学家皮尔·梅利也做过，他成功的让电子一颗一颗地发射出来，得到了干涉条纹。

量子擦除实验&延迟选择实验

但这还不是最诡异的还是这些实验。而是是基于双缝干涉实验衍生出来的 量子擦除实验 。这个实验的第一步就是重复一遍双缝干涉实验得到干涉图样。第二步就是：观察，看看光子或者电子从哪个缝通过，结果机会发现干涉图样消失了，之所以会消失是因为“路径信息”的存在。第三不就是消除“路径信息”，结果又可以重新得到干涉图样。

这实验直接就颠覆了经典物理学的因果律。也就是说，在量子世界中，因果律很可能是不存在的。同样颠覆因果律的，还有惠勒的思想实验“延迟选择实验”。

哥本哈根学派

基于大量的实验，我们可以发现量子世界的粒子无论型销是光子、电子，同时具有粒子性和波动性。这可以说让许多科学家都无法接受。因为在经典物理学中，粒子性和波动性是对立的，不可能是同一个物体的属性。这样荒诞的结果使得学术圈出现有两个阵营，一个是以爱因斯坦为首的波动派，另一个是以波尔为首的哥本哈根派。

哥本哈根学派的波尔提出了互补性原理，他认为 光既是一种粒子，也是一种波 。

哥本哈根学派的波恩则提出概率解释，他认为我们只能知道粒子出现在某个位置的概率是多少，但无法确定粒子本身在哪，除非你观测它。

上帝不掷骰子

这种“概率性”的解释，以及“光同时具有波动性和粒子性”的观点是爱因斯坦等人无法接受的，因为这会导出一个观点，宇宙可能并不存在一个确定性的客观规律，这与决定论是相违背的。于是，爱因斯坦在和波尔的一次辩论中说道： 上帝不掷骰子 。

你看，连爱因斯坦的都无法接受的现实，足以见得所以费曼才会说： 没有人真的懂量子力学 。

如果说宇宙不是完美的，它有BUG（漏洞），你信么？双缝干涉实验似乎一步步地发现了这个宇宙“漏洞"

双缝干涉实验是什么？

当我们在水中丢下一块石头，那么水面就会产生波纹，如果同时丢下两块石头，两个水波之间就能够出现交叉的干涉条纹。这就是波能够互相干涉的特征。

双缝干涉实验既在一个光源前放置一个开了两条缝隙的不透明挡板，挡板后面再放置一个能够观测到的背景。当我们打开光源，会看到背景上出现明暗相间的条纹，这就是简单的双缝干涉实验。 这个实验证明了光是一种波！ 因为光在穿过两条缝隙后产生只有波特有的干涉，相反的波被抵消，相向的波被增强，导致背景上明暗相间的条纹。（日常生活中主动降噪耳机就是利用了这个原理，用相反的声波抵消了噪音）

下面我们把实验升级一下，光源变得非常小，背景换成高灵敏高分辨的底片。打开光源后，一开始我们看到了无数随机分布的小点，随后这些小点越来越多最终形成明暗相间的条纹！实验升级后证明光是一种粒子并且还具备波的特征 ， 也就是光的 波粒二象性 ！

双缝干涉延迟实验

虽然双缝干涉实验已经让人赞不绝口，不过科学家们还是在这个实验上再次升级。将光源变成一次发射一粒的电子！电子要通过这块挡板只能随机通过两条缝隙。

我们知道，要干涉就必须有对象，没有对象怎么被干涉？然而这一次实验结果出事了，即便单个电子在随机穿过两条缝隙后依然在最后形成了干涉条纹。

这个结果震惊了科学界！为什么单个电子能够自我干涉？难道他还有一个分身？更诡异的是当我们观察电子是通过哪一条缝隙时，干涉条纹消失了。当取消观察时，干涉条纹又神奇的出现了！冥冥中仿佛有一双眼睛窥视着我们，只能让我们看到电子穿越缝隙的路径（粒子特征）或者电子的干涉条纹（波特征）其中之一！

双缝干涉之延迟选择量子擦除

看到这里，你也许认为上面的实验会有很多未知的漏洞，我们观察电子时已经打扰了电子的正常运动导致电子属性改变，只是我们没有办法找出这个因素。接下来科学家用更加复杂精密的方法来做双缝实验。将一个光子分离成一对纠缠的光子A和B（纠缠的量子能够无视距离影响对方）

AB分别做双缝干涉实验（互不影响的环境），而B距离感应屏比A远，这样 A会比B要先到达感应屏 。当我们在B实验中放置相机观测到B通过双缝的路径时，A实验的干涉图像消失，显然，纠缠的两个光子是互相影响了，B得不到的波属性A也得不到。接下来，我们通过技术手段把B获得的路径信息擦除,然后A和B都出现了干涉条纹。这里就出现了两个个非常诡异的现象。 测量到光子的路径信息只是"泄露”，没有主管观意识去查看，干涉条纹会消失！把这个路径信息擦除掉，干涉条纹又会出现！

更诡异的是，实验中我们设定从B获得路径信息时，A早就已经到达了感应屏形成了图像！这时候擦除B的路径信息，A感应屏已经"拍好照"的图像会鬼魅般地变成干涉条纹！

让人难以理解的“宇宙程序”

很多人一开始认为，观察光子路径就是人类意识干预了实验。不过我们从最后一个实验得知，在延迟选择实验中，测量到的路径信息，你看与不看，宇宙程序它已经认定了你泄露了天机！光子波动属性就被隐藏了！我们得不到干涉图像。如果我们把这个泄露的天机抹除掉，宇宙程序马上修复了光子的波动性，让我们得到了干涉图像。没想到的是，我们人类在实验室上利用量子纠缠钻了个空子，让图像形成之后再得到路径信息。接着我们再去选择是泄露还是擦除，宇宙程序任然按照原来的指令执行了。让已经形成的图像变了回去（曾经不干涉的光子，在曾经又干涉了。这话很绕）？这是不是意味着我们找到了一个宇宙程序的BUG，用现在的决定，改变了过去！还是另有其他原因？我们生存的宇宙，这个看不到边无比真实的世界，难道是一个设定好的“程序”？或者说宇宙这个看似无比完美运行的世界其实还有一些漏洞。如果人类将来利用这些漏洞未来的世界会发展成什么样子？

答：算不上恐怖，但是这个实验很神秘。双缝实验是英国科学家托马斯·杨在1807年提出的，该实验证明了光波动性；到了20世纪初，量子力学的出现，给双缝实验增加了新的解释。

光的 历史

牛顿是光学的鼻祖人物，在17世纪建立经典力学，认为光是由许多微小粒子组成的粒子流，也就是“光的粒子学说”，该理论成功解释了光的折射、反射等等现象，在后来的100多年时间里，粒子学说一直被视为光的正统学说。

直到1807年，英国科学家托马斯·杨发现了光的双缝干涉实验，这一实验证明光是波而非粒子，因为干涉是波的特征，从此，光的波动学说逐渐代替粒子学说成为正统。

又过了100多年，光的波动学说遇到一些无法解释的现象，比如黑体辐射、光电效应等等，然后普朗克、爱因斯坦等人，再次把光的粒子学说搬上科学舞台。

随着量子力学的发展，科学家提出了光的波粒二象性，大物理学家费恩曼曾说过：“双缝干涉是量子力学的核心实验，其中包含了量子力学最深刻的奥秘。”

双缝干涉

在经典力学的波动学说中，双缝干涉就是对光的波动解释，并没有神秘的地方；但是在量子力学中，双缝干涉就没那么容易解释了，其中有很多地方，科学家到现在都没有弄清楚。

对于该实验，首先量子力学认为，光是由一份一份的光量子组成，每份的能量大小为E=hυ，其中h为普朗克常数，υ为光子的频率。

一束单色光穿过狭窄的单缝后再次穿过双缝，就会在双缝后面的屏幕上产生干涉条纹；该实验的神秘之处在于，如果我们一个一个地发射光子，也能得到干涉条纹，甚至我们把光子换成电子，甚至是分子，也能得到干涉条纹。

如果从粒子的角度看，粒子穿过单缝后，再次穿过双缝时只有两个选择，应该在屏幕上得到两条亮纹；可事实是得到了多条明暗相间的干涉条纹，说明单个粒子在该实验中能进行自我干涉。

换句话说，单个粒子不是通过了一条缝，而是同时通过了两条缝；你没听错，是单个粒子在同一时间，同时通过了双缝，就好似单个粒子一分为二后通过了双缝，然后再进行干涉组成一个粒子落到屏幕上。

该实验的神秘之处还在于，一旦我们试图探测粒子到底穿过了哪条缝，比如在双缝处加上探测器，那么干涉条纹会立刻消失，就好像粒子知道你对它进行观测了一般。

实验过程的观察与否，居然会影响到实验结果，这是非常令人费解的；当初爱因斯坦还对量子力学嘲笑到：难道在你不观察时，月亮就不存在！

这个解释让人非常难以接受，但这正是量子力学对双缝实验的诠释，无数顶尖级的物理学家，都试想过你能想到的任何可能，最后都认为这个解释是最合理的。

该实验经过延伸，还引出薛定谔的猫、量子延迟选择实验等等；比如在薛定谔的猫中，猫死与猫活，对应的就是双缝干涉实验中的两条缝，两个实验本质上是一样的，如果解决了双缝干涉实验，也就解决了那只半死不活的猫。

易经和佛经的区别：

1、所记载的内容不同

《易经》是阐述天地世间关于万象变化的古老经典，是博大精深的辩证法哲学书。

《佛经》佛经是佛陀说册弯过的话的汇编，经是佛教教义的基本依据。

2、形成方式不同

《易经》起源于古人的甲骨卜实践，到了殷商末年亮迹，西伯侯姬昌（周文王）受困于牢中演八卦写下了六十四卦系的卦辞作成《周易》。

后来在春秋时期，孔子以及继承了他对周易发展的弟子，著了《易传》，《易经》分为《归藏》敬姿并、《连山》、《周易》。

《佛经》的形成过程是与佛教的发展相始终的，按照佛教发展的时间顺序，最早形成的是小乘佛教三藏，之后形成的是大乘佛教三藏，最后形成的是密宗三藏。

3、基本结构不同

《易经》的基本结构

一、形体图结构关系：1、上经八卦图，又叫正旋八卦图。2、下经八卦图，又叫反旋八卦图。3、六十四卦方阵，又叫玄龟图。

4、先天卦，又叫伏羲八卦图。5、后天卦，又叫文王八卦图。6、错位二十四卦图。7、阴阳四十八卦图，又叫十六分野。

二、数理图结构关系：1、河图，又叫纵横坐标系统，又叫七十二侯分解。2、洛书，又叫对角斜线关系，又叫作用点积数。

三、基本程序结构：由形体图和数理图相互作用，链式反应，形成互为一体的逻辑关系，建立宇宙最基本的最本质的程序。将此程序命名为“宇宙程序”，在此基础上所形成的学说为《宇宙程序学》。

《佛经》的基本结构，分为经题、翻译者、正文、文体等几个部分。 其中，经题、翻译者、正文是佛经的组成部分，文体是佛经的体裁。

佛教经典按内容来分有经、律、论之分，按派别有大乘、小乘、密宗之别，但这些典籍的基本结构是相同的，分为经题、翻译者、正文、文体等几个部分。

其中，经题、翻译者、正文是佛经的组成部分，文体是佛经的体裁，它们是组成佛经的基本元素。

参考资料来源：百度百科-易经

参考资料来源：百度百科-佛经

现代宇宙学包括密切联系的两旁巧改个方面，即观测宇宙学和理论宇宙学。前者侧重于发现大尺度的观测特征，后者侧重于研究宇宙的运动学和动力学以及建立宇宙模型。

观测宇宙学已经发现，在目前观测所及的天区上，存在着一些大尺度的系统性特征，比如：河外天体谱线红移；微波背景辐射；星系的形态；天体时标；氦丰度等。

除了几个近距星系之外，河外天体谱线大都有红移，而且绝大多数是一致红移，即各种谱线的红移量是相等的。此外，在星系团尺度上，对于不同类型的星系，在各自的红移量与视星等之间、红移与星系角径之间存在着系统性的关系。它们反映着红移量与距离之间的规律。

在整个背景辐射中，微波波段比其他波段都强，谱型接近温度为3K的黑体辐射。微波背景辐射大致是各向同性的。这种辐射的小尺度起伏不超过千分之二。三：大尺度的起伏则更小一些。

河外星系的形态虽有多种，但绝大多数星系都可归纳为不多的几种类型，即椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜型星系和不规则星系。而且，各种类型星系的物理特征，弥散范围不算太大。

从球状星团的赫罗图形状可以判断，较老的球状星团的年龄差不多都达到100亿年左右。按照同位素年代学计算，太阳系中某些重元宽岁素是在50亿到100亿年前形成的，即最老天体的年龄都不超过200亿年。

在宇宙中，氢和氦是最丰富的元素，二者丰度之和约占99％。而且氢运判和氦的丰度比在许多不同的天体上均约为三比一左右。

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