深层解读量子世界的波粒二象性，宇宙万物的本质都是波？

诡异的量子力学，虽然诞生一百多年了，但直到今天科学家们也没有完全弄明白其中的底层逻辑。量子世界实在太诡异了，有太多颠覆我们传统认知的现象，比如量子纠缠，波粒二象性，量子隧穿效应，还有让人费解的电子双缝干涉实验。

如果说相对论颠覆了我们的传统时空观，那么量子力学完全颠覆了我们的世界观，甚至我们熟知的因果律在量子世界也失效了。

量子力学的核心是不确定性，一切都是不确定的，只能用概率去描述，其实也就就是波粒二象性。那么波粒二象性到底该如何理解呢？为什么微观粒子会具有波和粒子的特性呢？

什么是粒子特性呢？

说白了就是确定性，一个粒子就在那里，它的速度和位置都是非常确定的，就像我们宏观世界的物体那样。

而波的特性就是不确定性，粒子的波动性意味着随机性，只能用概率描述。这种不确定性如果出现在我们的宏观世界，甚至会让人疯狂。比如说此刻的你坐在沙发上静静地阅读这篇科普文章，但如果我告诉你，你也可能同时在火星上，甚至可能在宇宙的任何地方，你是不是会彻底疯了？

但这就是时刻在量子世界发生的事情，粒子的波动性意味着，一个微观粒子可以同时出现在任何地方，我们只能描述在某个位置出现的概率。

为什么说微观粒子具有波粒二象性呢？电子双缝干涉实验是最好的证明。

相信很多人都听说过这个实验，实验过程并不复杂，但对精细度的要求非常高，下面我们就一起了解这个实验。

科学家们用电子发射仪一个一个地发射电子，一开始挡板后面的屏幕上出现的是随机亮点，这很好理解，因为我们传统认为电子就是粒子，它穿过挡板的双缝之后随机集中屏幕上的某个位置。

但随着发射的电子增多，挡板后面的屏幕上就会出现多条干涉条纹。这时候表现出的就是粒子的波动性。

干涉条纹的出现意味着电子穿过狭缝之后发生了干涉。但是单个电子怎么可能发生干涉呢？除非电子同时穿过两条狭缝，然后自己与自己发生了干涉，没有其他可能性！

这也太疯狂了！单个的电子怎么可能同时穿过两条狭缝？

这就是我刚开始说量子世界为什么如此诡异的原因所在，我们不能用传统思维去衡量量子世界。更诡异的还在后面。

科学家们想知道单个电子到底是如何穿过两条狭缝的，于是在挡板附近安装了探测器，当然不是我们平时用到的摄像头，是一个复杂的电路系统，这里就不再详述了。

结果不看不要紧，看完之后更懵逼了。只要科学家一观测，电子就乖乖地穿过某条狭缝，屏幕上的干涉条纹消失，这表明电子呈现了粒子性。

而一旦不观测，干涉条纹就会在线，这说明电子确实同时穿过了两条狭缝，表现为波动性。

面对如此结果，科学家简直无语了。他们又改进了实验，决定在电子穿过两条狭缝之后再观测，这样就不会影响到电子的选择了吧，干涉条纹也就不会消失。

但结果仍是一样。无论他们何时观测，只要事实观测，干涉条纹就会消失。不观测，干涉条纹就会再现。

科学家们十分不解：明明是电子已经通过了狭缝，然后他们才观测的。也就是说观测在后，通过狭缝在前，后面的行为怎么会影响到之前的决定呢？

接下来科学家们又对实验进行了改进，也就是所谓的量子擦除实验。

这个改进的实验稍显复杂。通俗来讲就是利用光子的量子纠缠原理和偏振性，制造出两个纠缠的光子A和光子B完成实验。

科学家们让光子B穿过狭缝，然后不直接观测光子B，而是观察与之纠缠的光子A，这样就能间接地神不知鬼不觉地获得了光子B的信息。

之所以这样做，就是为了避免观测行为影响到光子B，于是决定用两者的纠缠态间接获取其信息。

但是结果仍然不如他们所愿。光子B好像早就识破了科学家们的阴谋一样。总之，不管如何观测，不管是间接观测还是直接观测，结果都是一样的。观测，干涉条纹消失。不观测，干涉条纹再现。

到底该如何解释微观粒子的这种诡异行为？

目前主流科学界的解释是不确定性，也就是波粒二象性，我们永远不可能同时获取一个微观粒子的速度和位置信息，只能用概率去描述，也就是所谓的波函数。

而波尔更是提出了互补原理，通俗讲就是，微观粒子的波动性和粒子性不可能在一次观测中同时出现，两者是相互排斥的，但又是有机的整体。

但无论如何，所谓的波粒二象性给人的感觉总是在回避什么，看起来更像是“中庸之道”，没有说清楚为什么会拥有波粒二象性，只是强调波粒二象性是微观粒子的固有属性。

而物理学家德布罗意提出的物质波概念让人眼前一亮，他强调万物皆波，波才是万物的本质，所谓的粒子性只是波的表象而已。

说白了，没有所谓的粒子，只有波！波函数的表达也表明了这点，波函数意味着粒子可以在宇宙中任何位置，也就是具有全域性，而我们观测到的粒子性，只是波函数坍缩让粒子从全域性转变为局域性，通俗来讲我们只能看到某个局部而已！

在宏观世界，之所以物体不会表现出波动性，就是因为质量和速度实在太快了，动量太大，而波动性与动量成反比！

来自：宇宙怪谈