量子力學巨擘波耳曾說：「如果你沒對量子力學深感震驚的話，表示你還沒瞭解它。」其實就算你不了解量子力學，一系列雙狹縫實驗的結果，也一定會讓你瞠目結舌，感受到波耳所說的震驚。

雙狹縫實驗最早始於英國物理學家楊氏（Thomas Young）。他於1803年在英國皇家學會發表他的研究：把光束射向一張紙卡上劃出的兩道狹縫，穿過狹縫的光線會在屏幕上形成明暗相間的條紋圖案；就像在池塘丟下兩顆小石子，在水面激起的漣漪向外擴散，彼此交會所形成的干涉現象。如果如牛頓所說的光是由粒子組成，那麼穿過狹縫的粒子落在屏幕上的位置應該以兩道狹縫之間最多，然後往兩旁遞減；不可能忽多忽少而形成明暗相間的條紋。因此光一定是一種波，兩道光波的波峰與波谷彼此疊加或抵消，才造成斑馬線圖案。

六十年後馬克士威提出電磁方程組，賦予光就是電磁波的理論基礎後，更令楊氏的理論無可質疑。但是二十世紀初，量子力學又證明光也是粒子！不過這「波粒二象性」還不是最奇特的。1909年，英國物理學家泰勒爵士（Geoffrey I. Taylor）重作楊氏的雙狹縫實驗，不過這次他將光源的強度減弱到最多只能發射一個光子，結果長時間累積下來，仍然形成一模一樣的干涉圖案。干涉是兩個波的交互作用，一次只有一個光子通過狹縫，它能跟誰干涉呢？

你或許會說光又沒有質量，所謂一個光子只是個概念，它仍然是以波的形態通過雙狹縫，出現干涉圖案也不稀奇吧？好吧，稀奇的來了。本日出生的德國物理學家勇松（Claus Jönsson, 1930 - ）於1961年用電子取代光子作雙狹縫實驗；電子具有質量，是不折不扣的粒子，結果竟然還是出現明暗相間的干涉條紋！這個電子雙狹縫實驗不但顛覆了傳統認知，還開啟了後續一連串不可思議的實驗。

1974年，幾位義大利物理學家做到一次只發射一顆電子，還是出現干涉圖案！難不成電子還會分身，一分為二穿過雙狹縫，否則它要跟誰交互作用呢？更奇怪的是，如果我們在這過程觀測雙狹縫，看看電子到底是通過左邊或右邊的狹縫，干涉現象就不見了！有物理學家想到一個巧妙的方法：一次產生一個光子對，根據動量守恆原則，只要觀測往反方向飛去的光子就可以推知飛向屏幕的那顆光子是穿過哪道狹縫，如此就完全沒有觀測到雙狹縫這邊，總不會有影響了吧？沒想到還是會消弭干涉條紋！至今科學家做過各種變種的雙狹縫實驗，甚至改用更大的巴克球，結果都是一樣：粒子會與自身產生干涉作用，但一旦你想查明它的走向，干涉現象就會消失。好像它永遠知道是否有人在窺探它，而它只在沒有人看時才願意表現出神秘的自我干涉。

電子雙狹縫實驗完全體現了量子力學的哥本哈根詮釋；愛因斯坦如果還在世，波耳或許就能據以回答他的質問：是的，月亮在你沒看它時，可能不在那兒。也難怪電子雙狹縫實驗在2002年被票選為最美麗的科學實驗，而費曼也說它「包含了量子力學的核心思想。事實上，它包含了量子力學唯一的奧秘。」

資料引用於：http://history.pansci.asia/

電子雙狹縫實驗可以說是我們物理最為顛覆性的實驗。

為了解釋這個實驗，人們不得不再次審視千百年來在科學研究中被摒棄的一個觀念：「意識」。在傳統的科學研究中，「意識」是不會對客體產生影響，是不應被引入到科學研究中的。

然而，由於電子的雙縫干涉實驗，「意識」不僅被引入了科學研究，而且一定程度成為實驗結果的決定因素，即實驗者的意識決定著實驗對象的呈現方式。

總之，電子就好像有了意識一樣，和人玩起了躲貓貓，總之，不讓你看到干涉情況下的行為。

上圖從上往下分別是7個、100個、3000個及70000個電子的雙狹縫繞射條紋。

我們再來看一段影片。

哇，太科學了，看不懂喲。

Husslee9999 發表於 2019-5-26 14:26
哇，太科學了，看不懂喲。

看不懂是正常的，物理系的大學生也一樣聽不懂！