电子双缝干涉实验为何让人感到恐怖？观察竟然会影响过去！

在日常生活中，我们深信既定的法则，譬如某事已发生便无法更改。此种观点是理性的，且体现了因果关系的直接性。

举个例子，你的两位朋友分别邀请你去打篮球和踢足球，最终你选择了与一位朋友打篮球。这个事实已成定局，无论今日你做何努力，都不可能改变这一事实。

然而，若告诉你过去发生的事情或许能被改变，你可能觉得这是天方夜谭。

但实际上，这类现象在理论上是可能的，虽然它不发生在我们所熟悉的宏观世界，却存在于微观领域中。

以下，让我们深究其中的奥秘，以电子双缝干涉实验为起点，此实验结果出人意料，甚至让人不安。

事实上，我之前已多次讲解了这个实验，尽管每一次讲解之后，都感觉意犹未尽。今天，我们不妨再次探讨一番。

实验的设置相当简明：一个电子发射器，能单独发射单个电子或电子束，一个带有双缝的屏板，屏板后设置一个接收屏来捕捉穿过双缝的电子。

首先，连续发射电子束通过双缝，接收屏上呈现出明暗交错的干涉条纹。

干涉条纹的存在证明了电子展现出了波动性——只有波动才会产生干涉现象。然而，人们通常认为电子是固体粒子，如同玻璃球一般，怎可能有波动性？

科学家们猜想，是否是因为电子在电子束中相互碰撞造成的干涉条纹。于是，科学家们改为发射单个电子，以避免碰撞。

开始时，接收屏上只是杂乱的亮点，然而随着电子的增加，这些无序的亮点开始变得有序，并最终形成了干涉条纹。

这个发现令科学家们大为震惊。如果说发射电子束形成干涉条纹尚可接受，那么单个电子也能形成干涉条纹，实在令人难以置信。

因为，唯有电子同时通过双缝，并与自身干涉，才能形成条纹。单个电子如何能同时穿越双缝？这在宏观世界中无异于进入两个房间的同时性，若此事发生，你定会惊诧不已。

然而，实验结果摆在眼前，物理学家们对此感到困惑。他们试图观察单个电子如何同时穿越双缝，于是在装置上加装了监测设备——当然，这些并非普通的摄像头，而是专门用来观测电子路径的设备。

当物理学家们开始观测，干涉条纹奇迹般地消失了，电子只通过一个缝隙。而一旦停止观测，干涉条纹便再次出现，电子似乎又恢复了同时穿越双缝的行为。

电子仿佛有了意识，知道什么时候被观测，只要一被观测，便只通过一个缝隙；一旦不被观测，它便同时通过两个缝隙。

科学家们陷入了困境，因为在逻辑上，观测电子就意味着无法了解其如何同时穿越双缝，不观测则可以观察到干涉条纹，即电子同时通过双缝。

物理学家们接着尝试在电子经过双缝后才进行观测，结果并未改变。

哥本哈根学派给出的解释是，电子具有波粒二象性，任何观测行为都会让电子的波动性发生坍缩，表现粒子性，至于为什么会这样，只有造物主知晓！

接下来的实验，惠勒延迟选择实验，彻底颠覆了我们的认知。

实验发射的是光子而非电子，通过复杂的技术手段，物理学家们设想一种技术，不干扰电子的状态，看看会有何种结果。

实验过程比电子双缝干涉实验略复杂，但原理并不深奥。

实验发射的是光子，通过半透镜，被反射与透射的概率各为50%。然后在反射或透射后光子的行进路径上放置反射镜A和B，两条路径反射后在C处汇合。C处放置两个探测器，分别检测A路径或B路径是否有光子。此时，只有一个探测器能够测得光子，表明光子表现出了粒子性。

接下来在两个探测器前放置一个半透镜，使光子自我干涉。调整光程差，使某一方向上的干涉光相消，该方向上的探测器将无法收到信号，而另一方向上的探测器则必定会接收到信号，且是加强的信号。这说明光子同时经过了两条路径。

理论上讲，可以在光子已经通过A或B后决定是否放置第二块半镀银镜。如果不放置，光子只通过一条路径；若放置，光子通过两条路径。这意味着观察者的行为能决定过去发生的事情。

这样的结果让人感到不安！已发生的事情，为什么会因之后的观察或选择而改变？这不就意味着改变了历史？

对此，哥本哈根学派解释说，不能将观察仪器与观察对象割裂开来讨论，尽管实验中的两种情况只有最后部分不同，但局部变化使得整个物理过程发生改变，这两种情况其实是两个完全不同的实验。

哥本哈根学派的玻尔就曾解释：在粒子路径上再加任何一件仪器，例如一个半透镜，都可能意味着一些新的干涉效应。

但至今没有一个令人信服的解释。惠勒延迟选择实验彻底颠覆了人们的世界观和宇宙观。

正如许多朋友所说：遇事不决量子力学。量子世界非常神秘，我们不能用宏观世界的逻辑来衡量量子世界。

我们之所以觉得量子力学诡异，难以接受，是因为我们生活在宏观世界，我们的所有认知都基于宏观世界的表现。如果我们生活在量子世界，或许一点也不会感到惊讶，反而对宏观世界的规律感到不可思议。

进一步说，我们认为因果律是大自然铁律，但那可能只是我们在宏观世界的错觉，没有哪条自然法则规定因果律在量子世界也必须适用！