一个光子不能形成干涉条纹，就说明了双缝实验的干涉条纹是"群体"干涉行为？

该如何理解双缝干涉实验？

理解双缝干涉实验方法: 一个电子不可能发生上述干涉现象，也就是不可能出现干涉条纹。这意味着电子双缝干涉条纹现象是群体行为！非个体行为！ 电子不会同时通过两条缝隙！ 只开一条缝隙不会产生条纹，就说明了两条缝隙的必要性。这和经典的光的干涉现象没有本质区别。 这个实验最令人不可思议的，是当两条缝开启，电子枪单个射出电子，其间间隔足够长的时间，最后得到的电子分布依然如此，好像是先到的电子“规定”后到的电子的行为。 这个解释不够通俗的话，再给大家这样介绍。在宏观世界中，以玻璃球为例。我们让玻璃球射过开了一道缝的挡板，大家知道，玻璃球会在后墙留下的痕迹，是一条线。射过开了两条缝隙的挡板，在后墙也是两条线。

双缝实验说明了什么？对此你有什么看法？

关于双缝干涉实验，我们可以从光的粒子论和波浪论两种理论的争论说起。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。他不仅发现了光的色散，而且还提出了光团理论，认为光是由一个一个的小颗粒组成的。同时，惠更斯认为光是一种波。1807年，托马斯-杨通过双缝试验发现了光的干涉现象，证明了光是一种波而不是一种粒子。光的波浪理论成为正统，而光的粒子理论则逐渐衰落。

如果光是由粒子构成的，这些粒子在通过双缝后只会在屏幕上形成两条亮线。科学家们通过逐一释放光子，将它们逐一推过狭缝，它们实际上形成了干涉条纹。一个光子能够与自己发生干涉，它似乎能够一分为二并同时通过两个缝隙，这一事实实在令人匪夷所思。可以看出，单个光子也有波动性。科学家们在双缝实验中把光子换成了电子，得到了干涉条纹。说到烧脑、反直觉和伤脑筋，没有其他学科能比得上量子力学。如果你把科学人最喜欢的大学比作霍格沃茨，唯一能接近量子力学的就是黑魔法。

然而，使量子理论如此神秘的原因，并不是物理学家在神秘化它。在其初创时期，量子理论是一门无害的科学，致力于研究电子和光子等小玩意。而 "量子 "这个现在看来很凶猛的名字，原意是指微观世界中 "一块 "不连续的能量。这一切，都来自物理学中的一个超自然事件。

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一个光子双缝干涉

一个光子落到屏幕上的哪里的概率是和条纹的亮暗成比例的。 这句话的意思应该是说： 一个一个光子分别通过双缝，最后可以看到条纹。 而且这个条纹和一群光子同时通过双缝的条纹是一样的。 想要说明的是粒子的双缝干涉不是因为许多粒子在一起相互影响而产生的，而是粒子本身的性质。即使是一个一个单独放过去，还是会有这种效果。 不是说一个光子就能打出条纹。

双缝干涉实验是什么？这个实验有什么意义呢？

如果光从光源以粒子的形式传播到屏幕，那么撞击屏幕上任何特定点的数量应等于穿过左侧狭缝和右侧狭缝的总和。换句话说，任一点的亮度应为右狭缝被阻塞时的亮度与左狭缝被阻塞时的亮度之和。但是，在双缝干涉实验中，发现阻塞一个缝隙会使屏幕上的某些点变亮，而其他点变暗。这只能通过波的交替相加和相减干涉来解释，而不能仅由粒子的相加性质来解释，这证明了光既具有粒子性，也具有波动性。

通常，当只有一个狭缝打开时，屏幕上的图案是衍射图案，即相当窄的中心带，在每一侧上都有与其平行的调光带。当两个缝隙都打开时，显示的图案将变得非常详细，并且宽度至少是其四倍。当两个缝隙打开时，概率波阵面从每个缝隙同时出现并以同心圆辐射。到达检测器屏幕时，每个点的两个概率波阵面之和决定了在该点将观察到光子的概率。当许多光子对准屏幕时，最终结果是一系列带或“条纹”。

当两个狭缝打开时，在实验中添加了一些监视仪器以便确定光子已经穿过一个或另一个狭缝，然后干涉图案消失，实验设备将产生两个简单的图案，每个狭缝一个图案。这仿佛意味着光子知道有观察者正在观察它。但是，即使在任何给定时间只有一个狭缝打开，仍然会产生干涉条纹，条件是干涉仪中两条路径之间的长度差应使光子可以穿过任一狭缝。

这个实验中最令人困惑的部分是一次在栅栏上同时打开两个缝隙的情况下，一次只发射一个光子。如果一次发射多个光子并记录在同一张底片上，则干扰的模式保持不变。这代表着，例如光子这种具有波状性质的事物会同时穿过两个缝隙并对其自身产生干扰，即使仅存在一个光子。

双缝干涉实验能够解释清楚吗？

我们在高中的时候曾经学过一个实验，名字叫做双缝实验，我们准备一个蜡烛，在蜡烛后面放置一块只有一条长缝隙的挡板，然后在后面放置一块有两条长缝隙的挡板，最后再放置一块黑色屏幕，屏幕上会产生明暗条纹。

这个实验是托马斯·杨所提出来的，他证实了光纤通过平行且距离很小的两个小孔，通过两小孔频率相同的光会发生互相影响投射出明暗相间的图案，第一个挡板的作用是让蜡烛发出的光先衍射，变成一束稳定的相干光源，这样可以排除干扰，能更清晰地观察到试验结果，第二块挡板的作用是让相干光变成同样的两列光源，这两列光源发生干涉，相位相同效果就加强，相位有差就抵消。

在这个实验中托马斯·杨提出了干涉这个名词，杨氏双缝实验也被称为光的干涉现象。

这个实验在当时造成了极大的轰动，最终导致托马斯·杨被学术界封杀，转而研究历史，因为在当时，牛顿的微粒说占据了学术界主流，被科学家奉为圣经。

什么是微粒说呢？牛顿在法国数学家皮埃尔·伽森荻提出的物体是由大量坚硬粒子组成的基础上，根据光的直线传播规律、光的偏振现象，最终于 1675 年提出假设，认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀媒质中以一定的速度传播。微粒说由此产生。

但是托马斯·杨的实验却证实了光的波动理论，光的波动说认为光是以波的形式在运动。微粒说和波动说在此后的数百年时间里一直在争论不休。

20世纪初，随着科学家对世界的研究从宏观到微观，德布罗意在 1924 年提出了“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象。

1927 年，C . J . 戴维孙和 L . H . 革末在观察镍单晶表面对能量为 100 电子伏的电子束进行散射时，发现了散射束强度随空间分布的不连续性，即晶体对电子的衍射现象。几乎与此同时，G . P. 汤姆孙和A.里德用能量为2万电子伏的电子束透过多晶薄膜做实验时，也观察到衍射图样。电子衍射的发现证实了 L. V . 德布罗意提出的电子具有波动性的设想，从而证实了一切物质都具有波粒二象性。

这个时候双缝实验也从宏观变成了微观，变成了电子双缝实验，可以说直接颠覆了整个世界的认知。

我来和大家梳理一下背景，双缝实验是指光通过木板的狭缝从而射在屏幕上，而深入到微观领域，那就变成了电子双缝实验，光子是以波的形式运动，由于存在干涉，穿过双缝后会出现一道道痕迹。（电子和光子都属于基本粒子）

但即使是一个个光子发射，也同样会发生干涉现象，条纹清晰地出现在屏幕上，这究竟是发生了什么事情。

哥本哈根解学派掌门人玻尔的解释是：“我们无需去关心它“本来”是什么，也无需担心大自然“本来”是什么，我只关心我们能“观测”到大自然是什么。电子又是粒子又是波，但每次我们观察它，它只展现出其中一面，这里的关键是我们“如何”观察它，而不是它“究竟”是什么。”

这段话的意思就是：它既是一个粒子，同时也是一个波！你观察的角度不同，那么你看到的东西也就不同。。

但是爱因斯坦却表示了反对态度，单个电子怎么可能通过两条缝隙，难道电子会分身术吗？因为两条缝隙的距离虽然非常小（10∧-9米），但是对于电子来说，这个距离是电子身高的270亿倍。

后来科学家发现，单个光子并没有同时穿过双缝，而是只通过了其中一个缝，这表明此时的电子是以粒子的形态穿过去的，粒子一颗一颗打在屏幕上形成一条长光纹。那么光子究竟是怎么样做到的！这个问题不断困扰着所有人！

如果我们根据电子的速度，当确定它已经通过双缝之后，迅速的在后面的板上放上摄像机，会出现什么情况？

结果是当我们在确定电子已经通过双缝后，迅速的在后面的板上放上摄像机的结果是—没有干涉条纹，无论实验人员如何努力，干涉条纹都不再出现！

反之亦然，如果迅速的拿掉摄像机，又会出现干涉条纹，即便我们在决定拿掉摄像机的时候，电子已经通过了双缝！

究竟是摄像机，影响了电子的行为，还是人类的意识，影响了电子的行为呢？也或者真的是有造物主的存在，它设定好了一个既定的运行法则，不允许任何人窥探，也不容任何人打破，而人类的想法一旦产生，过去就会发生改变，从而修正最终的结果！

后来约翰·惠勒提出了一个相当令人吃惊的构想，也就是所谓的“延迟双缝干涉实验”，延迟实验的原理相当于把探测器移到了挡板和屏幕之间，让粒子先做出选择然后再观察。

要知道，它们在数百万年就已经出发，它们的旅程早已在出发前就已经被决定，也就说，当人类决定观察它们的时候，它们在数百万年前决定好的旅程路线就发生了变化！

这种诡异的现象仿佛光子是有生命的，被人发现了就变成粒子态，没被发现就偷偷变成波态，完全颠覆了认知。

目前来说，还没有哪个科学家能够对此作出完美的解释，惠勒后来引玻尔的话说，“任何一种基本量子现象只在其被记录之后才是一种现象”，我们是在光子上路之前还是途中来做出决定，这在量子实验中是没有区别的。历史不是确定和实在的——除非它已经被记录下来。更精确地说，光子在通过第一块透镜到我们插入第二块透镜这之间“到底”在哪里，是个什么，是一个无意义的问题，我们没有权利去谈论它，它不是一个“客观真实”！惠勒用那幅著名的“龙图”来说明这一点，龙的头和尾巴（输入输出）都是确定的清晰的，但它的身体（路径）却是一团迷雾，没有人可以说清。

然而惠勒的解释依然没有拨开这个实验所笼罩的迷雾，宇宙还存在着太多的未知等待着我们去探寻谜底。