进行一个思想实验，双缝实验的双缝距离缩小到普朗克长度还会干涉吗 距离扩大到宇宙尺度呢 或以光速扩张呢

双缝干涉实验顾名思义就是光通过两条平行的狭小缝隙后，投射在屏幕上的状态，看似简单无奇，可实验结果却像玄学的灵异事件令人惊悚莫名。

其实双缝干涉实验 历史 悠久，皆源于光的波动说与粒子说的百年争斗。光到底是粒子还是波？这曾是物理学界争论不休的话题。

所谓粒子，简单说就像一个个光滑的玻璃珠子。每当我们打开手电筒，无数光子就像子弹笔直的射向远方。

诸如牛顿、普朗克等许多著名科学家，都凭借权威实验确凿无疑证明光是粒子。

而所谓的波，简单说就像瓦片掷入水中产生的水波纹一样。如果把光看成波，那么衍射、偏振等光学现象就能完美解释了。

诸如惠斯顿、赫兹等许多著名科学家，也通过权威实验确凿无疑的证实光是波。

可是粒子与波是截然不同的东西。粒子可以分割成一个个最小单位，单个粒子不可再分，而波则是连续的能量分布。粒子皆是直线前行，而波则是同时向四方发射。粒子可以静止在某个固定位置，而波则必须呈动态在空间运动。

总之波与粒子之间存在不可调和的矛盾，由此波派与粒派争论不休，谁也不肯妥协。

18世纪，牛顿凭借其权威身份压制的波动说黯淡无光，直到1836年，英国科学家托马斯.杨发现光通过两条平行的狭小缝隙后，呈现明亮条纹与暗淡条纹相间的斑马线条纹。干涉衍射是波特有的性质，托马斯.杨的实验使波派逆势上扬，自此光到底是波还是粒子，成为物理学界核心议题。

直到1924年，有人如恍然大悟般提出也许粒子在某个时刻像波，而波也可能在某个时刻像粒子，那么光为何不能两者兼而有之呢？简单说就是光具有波粒二象性。

真理确实只有一个，可真理的表现形式也许有千万种，只不过人类始终属于盲人摸象各执一词的阶段罢了。光到底是粒子，还是波亦或波粒二象性，那么就要利用双缝干涉实验来验证了。

科学家在一张纸板上开两条平行的细缝，用一把光子发射枪发射光子，然后观察光子通过细缝后，投射在探射屏上的光斑形状。

根据科学家推测，如果光是纯粒子，其他方向的光子都被纸板遮挡了，那么通过双缝的光子会直射到探射屏形成两道平行的两道杠。

如果光是纯波，那么光通过双缝后会形成两道波源进行干涉，波峰与波峰叠加形成明亮光条，波峰与波谷则互相抵消形成暗淡光条，投射在探射屏上就形成明暗相间的唯美的斑马条纹。

而如果光是波粒兼有，那么光通过双缝后，会出现两道杠与斑马线混杂状态。

简单说两道杠就是粒派胜出，斑马条纹就是波派胜出，两种状态混杂的四不像代表波粒二象性则属平局。

第一次实验光射枪发出光子通过双缝后，形成标准斑马线，明摆着波派大胜。

可粒派不服气，明明知道光是粒子，为何会出现斑马线呢？那么就一个一个光子发射，再重新做一次实验。

第二次实验，将光射枪调至点射状态，一个光子一个光子发射通过双缝，令人震惊的是当发射光子数量少时，探射屏上只有杂乱无章的光斑，可随着发射光子数量增加，探射屏上竟然出现了明暗相间的斑马线条纹。

这怎么可能呢？如果光真的只有波动性，粒派甘愿认输。可问题是，斑马线是通过双缝的两个波源互相干涉叠加而成。而一个光子不是通过左边缝隙直射，就是通过右边缝隙直射，它又是被谁干涉叠加呢？

难道光子遇到双缝会分裂成两半，同时通过双缝后，自己干涉自己吗？那么一不做二不休，继续做第三个实验弄清光子如何通过双缝。

第三次实验，在探射屏两边分别安装摄像头，同时依旧点射光子。如果那边的摄像头看到光子，就是光子通过那边细缝。

结果一边摄像头看到光子，另一边就看不到光子，并没有发现半个光子出现。那么光子就是粒子，只不过不知其通过双缝后，如何变成了两道波源形成了干涉条纹。也许这就是所谓的波粒二象性吗？

可诡异的事情发生了，探射屏上并没有出现预想的干涉条纹，而是出现了两道简单的杠。

见鬼了吗？全世界的科学家都懵头了。第二次与第三次实验的区别，只是第三次实验加了摄像头观察，难道没有摄像头观察，光就是波，有摄像头观察，光就是粒子吗？光是波还是粒子，难道由观察者是否看一眼决定吗？

于是有些脑洞清奇的聪明人，大胆推测光子是智能极高的外星Al机器人。当光射枪发射光子时，光子已经开始观察，如果发现有摄像头就表现出粒子状态，如果发现没有摄像头，只有屏幕，就表现出波的特性。

如此脑洞大开的推测，不但未遭到大量抨击，甚至科学家还要为此进行第四次实验佐证，可见全世界已经被双缝干涉实验弄晕了头。

第四次实验，事先未加摄像头，当科学家预估光子通过双缝时刻，并在其通过后，以迅雷不及掩耳之势加上摄像头，这与1978年惠勒的延迟选择实验类似。

实验结果是无论以多快速度加上摄像头，屏幕上都显示两道杠。反之即便事先有摄像头，哪怕最后一秒撤掉摄像头，屏幕就会出现明暗斑马线。

我们需要注意，光子经过双缝之后才决定是否加摄像头，也就是说光子通过双缝时，就已经确定了将以何种方式出现。那么光子通过双缝时已经定型，可实验却又为何在最后一刻变化呢？

难道光子真有高级智商？一个简单的实验使有关灵异甚或外星人的留言四起，科学家们崩溃般感觉到历经几百年时间构筑的理论体系已瞬间崩塌。

其实托马斯.杨的实验并不恐怖，它是实证波动说的经典实验。而真正令人感觉恐怖反直观的则是属于量子力学范畴的双缝干涉延迟实验：一是光子一个一个打，也会出现干涉；二是只要观测光子通过哪条缝隙，干涉却消失了。这里就牵涉到了量子力学中的两个概念“态叠加”与“测量塌缩”。

简单说双缝干涉延迟实验并不恐怖，只是不易理解，它为我们打开了量子魔法大门。玻尔为此总结出了量子力学三大原理：态叠加原理（在量子世界，一切事物都能处于不同状态，各种可能性并存）；测不准原理（叠加态无法精确测量）；观察者原理（虽然任何事物都有多种可能性叠加，但我们无法看到一个即黑且白的量子物体，只要我们观察，必然看到一个确定无疑的结果）。

玻尔因完美解释了双缝干涉延迟实验一夜成名，却也四面树敌。按照玻尔说法，光子在观测瞬间，随机蜕变成多种可能性中一种，并将此过程命名为“塌缩”，可是“塌缩”到底经历怎样过程？玻尔自己也无法说清。

由此许多人抨击玻尔理论反直观，其中bug太多，而薛定谔用一只不死不活，又死又活的混沌之猫给了玻尔理论致命一击。

时至今日，虽然人类对量子力学有了进一步认知，量子通信卫星已经上天，可人类对量子世界所知还属皮毛。也许就像爱因斯坦所说：“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论，却依旧想不明白。”，量子世界浩渺无边，我们所知渺如微尘，那些我们未知的世界就成了神秘玄学所在。

如果说宇宙不是完美的，它有BUG（漏洞），你信么？双缝干涉实验似乎一步步地发现了这个宇宙“漏洞"

当我们在水中丢下一块石头，那么水面就会产生波纹，如果同时丢下两块石头，两个水波之间就能够出现交叉的干涉条纹。这就是波能够互相干涉的特征。

双缝干涉实验既在一个光源前放置一个开了两条缝隙的不透明挡板，挡板后面再放置一个能够观测到的背景。当我们打开光源，会看到背景上出现明暗相间的条纹，这就是简单的双缝干涉实验。 这个实验证明了光是一种波！ 因为光在穿过两条缝隙后产生只有波特有的干涉，相反的波被抵消，相向的波被增强，导致背景上明暗相间的条纹。（日常生活中主动降噪耳机就是利用了这个原理，用相反的声波抵消了噪音）

下面我们把实验升级一下，光源变得非常小，背景换成高灵敏高分辨的底片。打开光源后，一开始我们看到了无数随机分布的小点，随后这些小点越来越多最终形成明暗相间的条纹！实验升级后证明光是一种粒子并且还具备波的特征 ， 也就是光的 波粒二象性 ！

虽然双缝干涉实验已经让人赞不绝口，不过科学家们还是在这个实验上再次升级。将光源变成一次发射一粒的电子！电子要通过这块挡板只能随机通过两条缝隙。

我们知道，要干涉就必须有对象，没有对象怎么被干涉？然而这一次实验结果出事了，即便单个电子在随机穿过两条缝隙后依然在最后形成了干涉条纹。

这个结果震惊了科学界！为什么单个电子能够自我干涉？难道他还有一个分身？更诡异的是当我们观察电子是通过哪一条缝隙时，干涉条纹消失了。当取消观察时，干涉条纹又神奇的出现了！冥冥中仿佛有一双眼睛窥视着我们，只能让我们看到电子穿越缝隙的路径（粒子特征）或者电子的干涉条纹（波特征）其中之一！

看到这里，你也许认为上面的实验会有很多未知的漏洞，我们观察电子时已经打扰了电子的正常运动导致电子属性改变，只是我们没有办法找出这个因素。接下来科学家用更加复杂精密的方法来做双缝实验。将一个光子分离成一对纠缠的光子A和B（纠缠的量子能够无视距离影响对方）

AB分别做双缝干涉实验（互不影响的环境），而B距离感应屏比A远，这样 A会比B要先到达感应屏 。当我们在B实验中放置相机观测到B通过双缝的路径时，A实验的干涉图像消失，显然，纠缠的两个光子是互相影响了，B得不到的波属性A也得不到。接下来，我们通过技术手段把B获得的路径信息擦除,然后A和B都出现了干涉条纹。这里就出现了两个个非常诡异的现象。 测量到光子的路径信息只是"泄露”，没有主管观意识去查看，干涉条纹会消失！把这个路径信息擦除掉，干涉条纹又会出现！

更诡异的是，实验中我们设定从B获得路径信息时，A早就已经到达了感应屏形成了图像！这时候擦除B的路径信息，A感应屏已经"拍好照"的图像会鬼魅般地变成干涉条纹！

很多人一开始认为，观察光子路径就是人类意识干预了实验。不过我们从最后一个实验得知，在延迟选择实验中，测量到的路径信息，你看与不看，宇宙程序它已经认定了你泄露了天机！光子波动属性就被隐藏了！我们得不到干涉图像。如果我们把这个泄露的天机抹除掉，宇宙程序马上修复了光子的波动性，让我们得到了干涉图像。没想到的是，我们人类在实验室上利用量子纠缠钻了个空子，让图像形成之后再得到路径信息。接着我们再去选择是泄露还是擦除，宇宙程序任然按照原来的指令执行了。让已经形成的图像变了回去（曾经不干涉的光子，在曾经又干涉了。这话很绕）？这是不是意味着我们找到了一个宇宙程序的BUG，用现在的决定，改变了过去！还是另有其他原因？我们生存的宇宙，这个看不到边无比真实的世界，难道是一个设定好的“程序”？或者说宇宙这个看似无比完美运行的世界其实还有一些漏洞。如果人类将来利用这些漏洞未来的世界会发展成什么样子？

很多人听过双缝干涉实验后会认为“玄之又玄”，于是有了“遇事不决量子力学”。实际上，量子力学是人类了解宇宙底层逻辑的敲门砖，而双缝干涉实验则是量子力学核心的显现，下面我聊聊双缝干涉实验到底多“诡异”，它揭示了宇宙哪些核心？

由于量子太过抽象，因此我们把量子现象过渡薛定谔的猫，再回到双缝干涉实验就容易理解了。这是薛定谔给我们理解量子力学的好例子。

话说啊，有个封闭的盒子里面装一只猫，然后一个量子装置连着毒药瓶，猫的生死取决于量子性质，如果量子发生衰变猫死，反之则没事。换句话说，猫的生死间接表现了量子的性质。实验的问题是猫最后是死的，还是活的？

各路大佬都说出了自己的看法，主流看法有三个：

哥本哈根学派，波尔：这是只 量子猫，它在盒子里的概率是100%的可能性是活的，同时100%可能性是死的，两种状态同时存在，叠加在一起，当你打开盒子一瞬间，猫的生死才会表现出来，生死的结果是随机的。

爱因斯坦、薛定谔：猫50%是死的，50%是活的，我们打开盒子之前它就已经死了，或者还活着，我们打开盒子看到的是结果，而不是诱发结果。

爱因斯坦：波尔，按你的意思是打开盒子时，上帝发现有人要来看结果了，赶紧摇号决定了猫的生死？

波尔：你别管上帝能干什么！

休·埃弗雷特：安静安静，我还没说呢！首先波尔的叠加态我是认同的，但是100%+100%=200%，打开盒子前与打开盒子后应该守恒才对，因此我认为如果打开盒子时猫死了，那么活着的猫应该存在于另外一个世界中——平行宇宙。

爱因斯坦、薛定谔、波尔：你厉害， 我们竟然不知道如何证明你说的是错的！

故事先到这里，看得懂看不懂没关系，先说结果：波尔是对的！而平行宇宙证明不了，最多算假说。在这个故事中有几点很重要：

1. 猫即死又活的状态——叠加态

2.打开盒子意味着观测， 观测会让叠加态随机坍缩为单一状态 。（上帝摇号！）

3.前两点， 打开前与打开后，还隐含了波粒二象性。 （下面再说）

接下来我们看双缝干涉，这事要先从牛顿说起，源于一个看似简单，然而谁都答不上来的问题——光是什么东西？

图：牛顿三棱镜实验

牛顿作为当代学霸，为光学做出了不少贡献，比如阳光是由多种光混合而成的三棱镜实验就是他搞出来的。他认为光又能反射，还折射，运动轨迹会改变，就像乒乓球扔墙上会反弹回来，因此它最小的单位应该是粒子。

十九世纪，托马斯·杨反击牛顿，他只干了一件事，让一束光通过了两条小缝，后面有块感应屏。“按照牛顿的说法”这个实验的结果应该是两条条纹，如下面：

实际上却出现了下面的结果：

于是老杨说光就像下面的水波一样，其实波：

通过缝隙的光波变成了两个波，两个波接触干涉，出现和水一样的现象，于是在屏幕上显示出干涉条纹。

这就是双缝干涉实验，但是诡异的事情是量子力学的双缝干涉实验。

好景不长，随着黑体辐射实验，普朗克发现光能量是一份一份不连续的，爱因斯坦发现光电效应，即光与原子作用时是以粒子的形式交换能量的。于是大家重新审视双缝实验，对它进行升级。

既然光是一粒一粒的，那么我们把光子一粒粒通过双缝会发生什么？（实际实验用的是电子，道理是一样的）

大佬们很快地照着两条缝像机关枪一样发射一梭子电子，显示屏上随机出现大量的粒子，但站远点看这些粒子同样组成了干涉条纹。既然是粒子，为何会发生干涉？

于是有人认为一大堆电子在一起挤来挤去的所以发生了干涉，有点像儿童乐园里的海洋球，当你跳进去，海洋球虽然是一粒一粒的，但是会像波一样往向外扩散，于是就有了虽然是粒子但同样会发生干涉。但真的只是这样吗？

图：实验结果

科学家再次做了实验，改成了“手枪式”发射，“啪”打一发电子，电子到达了感应屏，再打下一发，杜绝了两个电子在运动时发生干涉。然而科学家懵了，快点打和慢点打，结果是一样的，屏幕还是出现了波动性，才会出现的干涉条纹，而不是两条条纹！也就是说单个电子发生了干涉，那么它和谁干涉呢？就两个缝，它只能选一个穿过，另一个缝没有电子出来，上哪干涉去？

为了解决了问题，大佬们就在实验中安上了光电探测器“去看它”，看看电子是如何完成干涉的！结果发现电子老老实实的在感应屏上形成了两条条纹。大家：上帝，告诉我发生了什么！

先按不靠谱的平行宇宙理论来解释：你不看时，电子即从A缝过去，又从B缝过去，然后发生了干涉，你可以理解为量子出现了一个分身。如果你去看它，宇宙就分裂了，如果电子从A缝进入，那么平行宇宙中的电子就从B进入，是我们去探测引起了宇宙的分裂，导致处于两个宇宙中的电子（分身）无法形成干涉。

波尔的解释：前半段和平行宇宙一样，电子处于叠加态，这是一个波的状态，但当你去看它，就随机坍缩成了粒子态。

爱因斯坦：无法解释！肯定有什么我们还没弄清楚的，反正上帝是不会摇号的。

图：我们印象中电子在原子中是这样的

图：实际上它是这样的，因此也叫电子云，具有概率性、波动性。

到目前的科学研究成果来看，波尔是对的。量子具有波粒二象性，这是量子力学的核心。一个电子同时具有波与粒子的性质。

当它没有坍缩成粒子时，虽然也是以单个粒子发射，但波的性质也在发挥着作用，当你发单个电子就类似于发射出水波，你发射了一堆电子，其实就是在发射一堆波，这些波都会按着干涉后的结果显示在感应屏上。当你探测电子，它坍缩成单独的粒子性质，所以一堆电子打出去，没有发生干涉，只出现两条条纹。

如果不理解量子的性质就会觉得，我不看出现干涉条纹，我看了却不干涉了，似乎有点“恐怖”，理解了就理所当然了，量子力学是目前人类发现的宇宙最底层的逻辑，它可以解释宇宙起源，大到宇宙的构成，小到组成宇宙最小结构的粒子的形成。

双缝干涉实验属于量子力学的实。

双缝干涉实验其实没有任何特殊性，并非传闻那样神秘莫测。对于实验现象，必须明确一点：大自然只做对的实验。凡是已经发生的现象都是对的事实，诡异仅仅在于不符合人的日常经验。

量子力学之父普朗克舍弃“能量均分定理”，提出了量子假设ε=hv=ℏω，揭示了世界的离散性，标志着量子力学的诞生，而双缝干涉现象正是量子力学最初的密码。

双缝干涉实验分为两类，第一类是关于光的干涉，第二类是关于电子的干涉。

光的双缝干涉实验

双缝，顾名思义就是在一个不透明板上切开两条细缝（缝宽D≈波长λ），然后用激光源照射不透明板，让两束光波发生相互干涉（想象水波干涉），当路程差是半波长的偶数倍时光波的相位相同，振幅互相叠加，形成亮条纹。最终在感光屏上形成明暗相间的条纹图案。

电子的双缝干涉实验

再来看电子的双缝实验，把激光源换成电子枪，感光屏换成探测屏，按照牛顿粒子的行为，经过两条缝的电子束是不相关的，只打开一条缝，探测屏上的图像是锥形的，那么打开两条缝，叠加图像也应该是锥形的。

然而实验图像也是明暗相间的条纹状（中点上是0个电子）。实验数据表明，同光的波长关系式一致，对应的电子必须具有波长λ=h/p，因此，相差半个波长的位置才会干涉相消。改变电子枪的电势差，增大电子的动量，则波长变短，实验图案同样会被压缩。这证明了电子的波动性。

条纹形状：与双缝平行的一组明暗相间彼此等间距的直条纹，上，下对称。

对于该实验，首先量子力学认为，光是由一份一份的光量子组成，每份的能量大小为E=hυ，其中h为普朗克常数，υ为光子的频率。

束单色光穿过狭窄的单缝后再次穿过双缝，就会在双缝后面的屏幕上产生干涉条纹，该实验的神秘之处在于，如果一个一个地发射光子，也能得到干涉条纹，甚至把光子换成电子，甚至是分子，也能得到干涉条纹。

扩展资料：

注意事项：

平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，狭缝相距很近，平行光的光波会同时传到狭缝，它们就成了两个振动情况总是相同的波源称为相干波源，它们发出的光在档板后面的空间相互叠加，就发生了干涉现象。

当单色光经过双缝后，在屏上产生了明暗相间的干涉条纹。当屏上某处与两个狭缝的路程差是半波长的偶数倍时，则两列波的波峰叠加，波谷与波谷叠加，形成亮条纹。当屏上某处与两个狭缝的路程差是半个波长的奇数倍时，在这些地方波峰跟波谷相互叠加，光波的振幅互相抵消，出现暗条纹。

参考资料来源：百度百科-双缝实验

参考资料来源：百度百科-双缝干涉

许多科学家已经深入研究到了量子力学，在量子力学的研究过程中，科学家们通过多粒子和单粒子的双缝干涉实验，最终发现两者的结果竟然是一样的，无论是多粒子还是单粒子，最终都会在光屏上显出明暗相间的条纹，很多人都很好奇，双缝干涉实验的结果，认为这是科学家的一场骗局。

一、为什么多粒子双缝干涉实验会形成明暗相间的条纹

在玻粒二象性概念提出之前，很多科学家仅仅认为，微观粒子具有波动性或者微观粒子仅仅具有粒子性，微观粒子波动性和微观粒子粒子性，形成了两大科学门派。长时间的争论不休，却没有得到统一的答案，后来在爱因斯坦以及普朗克等科学家提出了量子理论之后，通过双缝干涉实验，才终于推导出了微观粒子具有波粒二象性。

所谓双缝干涉实验，就是使用很多个粒子，从两个缝隙中分别射向光屏，此时光屏一定会显示出粒子的位置。很多科学家预测光屏上只会显出一个小颗粒，不会有其他的样子。然而令科学家所惊讶的是，射出的粒子竟然产生了干涉现象，使光屏上出现了明暗相间的条纹和水的波纹十分类似。因此科学家们才接受了微观粒子具有波动性这一学说，这是在量子力学中巨大的突破，波粒二象性的理念正式提出。

二、双缝干涉实验是否真的为骗局

双缝干涉实验是无数科学家通过先进的电子射出仪器，而总结得出的实验结果，没有任何的虚假性，只不过两次双缝干涉实验的结果类似，确实令人匪夷所思，但这只能说明单粒子也有可能对自己本身有干涉作用。说明在微观粒子的世界里，还有很多未知的秘密等着科学家们去揭开，是否单粒子对自己也能够产生干涉作用，微观粒子在什么时候产生波动性？在什么时候呈现粒子性？都需要科学家一点一滴的去揭秘。