通過中學(xué)物理學(xué)習(xí)我們知道，干涉和衍射是波的性質(zhì)，什么是衍射？波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的衍射。什么是干涉？頻率相同的兩列波疊加時，會產(chǎn)生加強(qiáng)和減弱現(xiàn)象叫做波的干涉。
經(jīng)典波動理論可以很好的解釋波的干涉和衍射現(xiàn)象，一直以來，科學(xué)家們對物質(zhì)的波動性和粒子性區(qū)分很明確，認(rèn)為實(shí)物粒子只有粒子性，波只有波動性，但對光是具有波動性還是粒子性一直爭論不休，這個爭論直到愛因斯坦斯坦提出的“光電效應(yīng)方程”解決了光電效應(yīng)問題才告一段落，現(xiàn)在我們認(rèn)為是光具有波粒二象性（即光具有波動性和粒子性）。
看到愛因斯坦利用光電效應(yīng)方程解決了光電效應(yīng)問題，德國物理學(xué)家德布羅意提出“物質(zhì)波”假設(shè)，他認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動性，這在當(dāng)時是顛覆人們認(rèn)知的，最后他的這個假設(shè)被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并且由于這個假設(shè)獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
上面說了這么多，現(xiàn)在開始進(jìn)入主題，科學(xué)家們通過電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，觀察到了明暗相間的干涉條紋，從而證實(shí)了電子具有波動性，即實(shí)物粒子具有波動性。
電子具有波動性，當(dāng)電子通過雙縫時，兩個電子打在光屏上干涉加強(qiáng)，就在光屏上形成了亮條紋，如果干涉減弱，就形成干涉減弱的暗條紋。這是波動理論的解釋，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是這樣的。科學(xué)家們又想，如果讓電子一個一個的釋放，讓它們一個一個的通過雙縫，是否也會出現(xiàn)干涉條紋呢？根據(jù)波動理論是不會出現(xiàn)干涉條紋的，因?yàn)橐霈F(xiàn)干涉條紋必須要兩個電子，但科學(xué)家們做實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，確實(shí)出現(xiàn)了干涉條紋！這就奇了怪了，難道電子和自己干涉？或者電子同時通過雙縫？
為此，科學(xué)家們改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，巧妙的獲取電子的路徑信息（標(biāo)記電子，知道電子從哪個縫通過），但詭異的發(fā)現(xiàn)，只要知道電子從哪個縫通過，干涉現(xiàn)象就消失，但如果實(shí)驗(yàn)不知道電子從哪個縫通過，干涉現(xiàn)象出現(xiàn)，電子好像在玩躲貓貓的游戲。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果使宏觀世界的邏輯甚至因果律都顛覆了，感覺非常荒謬，微觀領(lǐng)域的粒子行為從宏觀角度看，往往就是不可思議，但從量子力學(xué)中不確定性原理可以隱約感到微觀粒子的這一特性，根據(jù)不確定性原理，對于微觀粒子的位置和動量是不可能同時確定的。單電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是不是也存在這樣，不可能同時確定電子的路徑信息和干涉信息，你知道路徑信息（粒子性），電子就給你顯示粒子性，你不知道路徑信息，就給你顯示干涉條紋（波動性），電子不會同時給你顯示粒子性和波動性。
也許這是微觀粒子的“固有屬性“，這一特性可以讓人類有無限遐想，如果突破對這一屬性的研究，可能將對宇宙的起源、這個世界是什么樣子的、我是誰、從哪里來、該去何方等等的這一類的哲學(xué)問題將會給出答案。
雙縫干涉（一）
雙縫干涉（二）
雙縫干涉（三）
雙縫干涉（四）
雙縫干涉（五）
