诡异的双缝干涉实验其实并不诡异

　　在量子力学里，双缝实验（doubleslitexperiment）是一种演示光子或电子等等微观物体的波动性与粒子性的实验。
　　将光束照射于两条相互平行的狭缝，在探射屏显示出一系列明亮条纹与暗淡条纹相间的图样。
　　假设光子是一个一个的通过狭缝，那么，会出现什么物理状况？1909年，为了解答这问题，杰弗里泰勒爵士设计并且完成了一个很精致的双缝实验。这实验将入射光束的强度大大降低，在任何时间间隔内，平均最多只有一个光子被发射出来。经过很久时间，累积许多光子于摄影胶片后，他发现，仍旧会出现类似的干涉图样。很清楚地，这意味着，虽然每次只有一个光子通过狭缝，这光子可以同时通过两条狭缝，自己与自己互相干涉！类似地，电子、中子、原子、甚至分子，都可以表现出这种奇异的量子行为。
　　1972年，理查德西利托与凯瑟琳威克斯（CatherineWykes）将双缝实验做修改，在任何时间，只有一条狭缝是开放的，另外一条狭缝是关闭的。参予干涉作用的光子的平均密度超小于1，在任何时间，光子只能经过两条狭缝中的一条狭缝。虽然如此，假若路径程差允许抵达探测屏的光子可以来自任意一条狭缝，干涉图样仍旧能被观察到。
　　1974年，皮尔梅利（PierMerli），在米兰大学的物理实验室里，成功的将电子一粒一粒的发射出来。在探测屏上，他也明确地观察到干涉现象。
　　随着科技的快速进步，已发展出来能够可靠地发射单独电子的物理仪器。使用这种单独电子发射器来进行双缝实验，可以使得在任意时间最多只有一个电子存在于发射器与探测屏之间，因此，每一次最多只有一个电子通过双狭缝，而不是一大群电子在很短时间间隔内挤着要通过双狭缝。值得注意的是，探测屏累积很多次电子冲击事件之后，会显示出熟悉的干涉图样。从这图样可以推论，单独电子似乎可以同时刻通过两条狭缝，并且自己与自己干涉。这解释并不符合平常观察到的离散物体的物理行为，人们从未亲眼目睹老虎在同时刻穿越过两个并排的火圈，这并不是很容易从直觉就能够赞同的结果。
　　近几年来的科学研究，更进一步地发现了，干涉现象并不只限制于像质子、中子、电子等等基本粒子。用双缝实验检试大分子构造，像富勒烯，也能够产生类似的干涉图样。
　　不论是电子、中子或是任何其它量子尺寸的粒子，在双缝实验里，粒子抵达探测屏的位置的概率分布具有高度的决定性。
　　尽管量子力学可以正确地预测实验结果，量子力学不能解释为什么会发生这类现象，为什么粒子似乎可以同时通过两条狭缝？
　　2012年，内布拉斯加大学林肯分校的物理系研究团队实现了理查费曼所描述的双缝思想实验。该实验使用最新仪器，可以随意控制每一条真正狭缝的关闭与开放。该实验检试电子在以下三种状况所出现的物理行为：第一条狭缝开放与第二条狭缝关闭、第一条狭缝关闭与第二条狭缝开放、两条狭缝都开放。实验结果符合量子力学的量子叠加原理，演示出电子的波动性。该实验还实际探测到电子一个一个的抵达探测屏，演示出电子的粒子性。
　　如果在探测屏的后方放一部摄影机的话，当用摄影机捕捉电子的路径时，则干涉条纹消失。
　　解释：
　　1。因为从微观上来说，光线的运动轨迹并不是一条直线，光线的实际轨迹是一条螺旋线。轨迹横切面是一个圆。
　　发射器发射的电子的运动轨迹从微观上说也不是一条直线，电子的实际轨迹是一条螺旋线。轨迹横切面是一个圆。
　　既然电子的运动轨迹是螺旋线，那么电子是有振幅的，所以单独发射的一个电子有可能从左边的缝隙穿过，也有可能从右边的缝隙穿过。穿过缝隙后，在后面的探测屏上会留下痕迹。电子一个一个不断地发射，当达到一定数量时，就会形成干涉条纹。
　　一个电子不可能分身，并不会出现一个电子同时从两个缝隙穿过的情况。一个电子并不会自己与自己干涉。光子、质子、中子等粒子也不会分身，也不会同时穿过两个缝隙，不会自己与自己干涉。
　　2。双缝干涉实验后面的摄像机不存在，而是思想实验，且只是不严谨的思想实验（因为摄像机看不到电子）。
　　但凡是单光子，单电子探测器（京东，淘宝上就能买）都会直接吸收光子，电子，如果放在双缝后就直接在双缝处把光子电子吸收了，当然无干涉图样。
　　电场磁场可以用，但会扰动电子。
　　费曼物理学讲义里说了一个思想实验：在双缝后面，两条缝中间的位置放一个光源，电荷会散射光，所以哪边闪光电子就从哪边通过。但讲义也明确指出光源会扰动电子，要设计出一种装置能够确定电子穿过哪一个缝，同时又不使电子受到足以破坏其干涉图样的扰动是不可能的。
　　任何形式的探测器，不是吸收电子，就是会干扰它（确实不是观察影响结果，而是电磁场影响结果）。
　　以上是直接观察（一个比较流行的比喻就是，我们为了观察一个乒乓球，扔了一个保龄球去撞击它。）
　　观察者效应其实只是基于一个思想实验的产物，就是假设可以在双缝后面安上一个探测器看电子，当然因为任何形式的探测器，不是吸收电子，就是会干扰它，所以能既不干扰电子又获得路径信息的探测器不存在（这个效应本身就是对量子行为的歪曲理解，它不是观察影响结果，而是你观察所用的手段不可避免的会干扰你所观察的粒子）。