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光到底是波還是粒子？這是一個曾經(jīng)爭執(zhí)了上百年的問題，有人認為光是波，有人認為光是粒子。到了20世紀初，這兩種理論已經(jīng)完全背道越走越遠，并且都各自堅信自己的理論才是唯一正確的。究竟是波還是粒子，大家決定用一個實驗來證明，即雙縫干涉實驗。

簡言之，就是在一塊板上開兩個距離適中的小縫，板的一邊是一個光子發(fā)射器，另一邊是一個感光屏。用光子發(fā)射器對準雙縫發(fā)射光子，如果光是由粒子組成，那當它通過雙縫后，呈現(xiàn)在感光屏上的一定會是是兩道杠；反之，如果光是波，那么感光屏上就會留下如斑馬線一樣的多道條紋。根據(jù)波動理論，當波動穿過縫隙時會形成兩個波源，兩道波各自震蕩干涉，波峰與波峰之間強度疊加，波峰與波谷之間相互抵消，最終屏幕上會出現(xiàn)一道道干涉條紋?？傊?，兩道杠，說明光具有粒子性；多條紋，說明光具有波動性。

第一次試驗，把光子發(fā)射器對準雙縫發(fā)射，結(jié)果感光屏上出現(xiàn)了多道條紋。而按照之前的推論，這似乎完全證明了光是波的理論。但是還有認為光是粒子的理論，那么進行第二次試驗，把光子發(fā)射器切換到點射模式，即每次只發(fā)射一個光子，讓光子逐一通過狹縫。如果之前的推論正確的話，當發(fā)射足夠多的光子后，感光屏上只會出現(xiàn)兩道杠。然而一段時間后感光屏上卻同樣出現(xiàn)了干涉條紋（斑馬線）。這讓人感到費解，明明同一時間兩個縫隙只有一個有光子通過，那這個光子是在和誰進行干涉呢？難道它是在和自己干涉嗎？這似乎不太可能。

為了弄清這個問題，決定進行第三次實驗。此次試驗與以往不同的是在屏幕左右加裝了兩個觀測鏡頭，哪邊的看到光子就說明光子穿過了哪條縫。通過最終觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，光子確實是從兩個縫進行單一通過。正當科學家以為一切都真相大白的時候，卻出現(xiàn)了詭異的一幕——感光屏上出現(xiàn)了明顯的兩道杠。為什么會這樣？之前明明是多道干涉條紋，為什么加了觀測鏡頭條紋就由斑馬線變成兩道杠了？就好像光子知道有鏡頭在觀察它一樣，沒有觀測鏡頭的時候是波，有觀測鏡頭的時候就變成了粒子。

所有人都疑惑不解的時候，愛因斯坦提出了一個大膽的假說，即“光量子假說”。并在后來據(jù)此演化出來了波粒二象性，即光既可以表現(xiàn)出波的性質(zhì)，也可以表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)。而這其中的變量取決于觀測方式的不同。到這里，所有的問題似乎都迎刃而解，用波粒二象性都能夠解釋的通。

然而1979年，由愛因斯坦的同事約翰.惠勒所提出的“延遲選擇實驗”卻對經(jīng)典物理學造成了前所未有的沖擊。為了便于理解，我們還是以雙縫干涉實驗來講，不過這次不同的是，發(fā)射光子前屏幕前沒有觀測鏡頭。發(fā)射光子后，在光子落在感光屏之前加上觀測鏡頭，結(jié)果無論加觀測鏡頭的速度快慢，感光屏上出現(xiàn)的一定是兩道杠；反之，如果一開始有觀測鏡頭，哪怕在最以后一刻撤掉，感光屏上出現(xiàn)的一定是干涉條紋（斑馬線）。

而這里加或者不加觀測鏡頭均是在光子穿過縫隙之后決定的，也就是說光子的狀態(tài)在加或者撤掉觀測鏡頭之前就已經(jīng)定型了，那么為什么實驗結(jié)果在最后一刻還會發(fā)生變化？難道加或者撤掉觀測鏡頭再次改變了已經(jīng)定型的光子？也就是說現(xiàn)在的選擇改變了過去既定存在的事實？這讓物理學家們感到數(shù)百年來的經(jīng)典物理學體系似乎正在崩塌，這里套用波爾的一句話，“在觀測發(fā)生前，沒有任何物理量是客觀存在的?！边@樣似乎一切又都能解釋的通。

量子力學告訴我們，粒子可以同時處在不同的狀態(tài)下，這是量子力學中的態(tài)疊加原理。即光可以不同概率同時是波和粒子的狀態(tài)，而具體情況則取決于觀測方法。當正常用雙縫實驗測試時，粒子全部坍縮為波狀態(tài)，便得到了光的波動性；而架設(shè)觀測相機觀測時，波動狀態(tài)則全部坍縮為粒子狀態(tài)，便得到了廣德粒子性。
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