量子力學誕生一百多年來,，外界一直沒有停止過對它的質疑,。質疑量子力學是很正常的現(xiàn)象，某種意義上來講,，科學就是用來質疑的,，尤其是量子力學這樣顛覆我們日常認識的科學！

量子糾纏,，量子隧穿,，電子雙縫干涉，波粒二象性,，以及量子力學的核心“不確定性”,，可以說量子力學完全顛覆了我們所在的經典世界，甚至讓我們熟知的現(xiàn)實世界變得模糊，不確定,。

在量子力學中,，微觀粒子都具有波粒二象性，相信大家都知道,。那么該如何理解波粒二象性呢,？一個微觀粒子怎么可能同時具有粒子和波的特性呢？

首先,，什么是粒子特性,？

通俗來講，就是確定性,。舉個例子,，你此刻正在讀這篇文章，你就是在讀這篇文章（這不廢話嗎,？）,，這是確定的。

什么是波的特性,，通俗來講,，就是不確定的，只能用概率來描述,。還用上面的例子,，你在讀這篇文章，同時你也有可能在月球上漫步,，還有可能在比鄰星上與外星人交流,。也就是說你是不確定的，甚至可以同時身處兩個不同的地方,。

下面正式開始,，看看到底什么是波粒二象性。

首先我們來看第一個實驗,，我們都很熟悉的實驗：電子雙縫干涉實驗,。

物理學家一個一個發(fā)射電子，電子通過雙縫后,，落在雙縫后面的屏幕上,。一開始我們會發(fā)現(xiàn)屏幕上出現(xiàn)的只有單個的條紋，這時候的電子表現(xiàn)出來的就是粒子特性,。

這很好理解,，也符合我們在宏觀世界的認知。電子就像宏觀世界的玻璃球一樣,，通過雙縫后自然會在屏幕上形成單個的條紋,。

但是,，如果不斷地發(fā)射電子，多次重復下去,，我們會發(fā)現(xiàn)單個的條紋逐漸變成了明暗相間的多個條紋,，干涉條紋。很明顯,，這時候的電子表現(xiàn)出了波的特性,。

單個的電子通過雙縫后為何會呈現(xiàn)干涉條紋呢？只有一種可能：單個電子“同時”通過了兩條狹縫,，然后自己和自己發(fā)生了干涉,。

這太違背我們的日常認知了：單個電子怎么可能同時通過兩條狹縫呢？

如果想要理解詭異的量子世界,，必須徹底放棄我們的日常認識,，必須放棄常識性的東西。你或許會為“電子同時通過兩條狹縫”感到驚訝,，但這僅僅是開始,，讓你更驚訝的還在后面。

科學家們總是對違反常識的東西充滿好奇,，與你我一樣,，他們也想知道單個電子到底是如何同時通過狹縫的。

他們自然會想到在兩條狹縫附近安裝攝像頭,，親眼看看到底電子是如何做到同時通過兩條狹縫的,。結果不看不要緊,，一看更懵圈了,！

電子就好像能讀懂人類的思維一樣，好像知道有攝像頭正在觀測它,，結果立刻恢復了粒子的特性,，干涉條紋消失了。而拿走攝像頭之后,，干涉條紋又出現(xiàn)了,！

不得不說科學家們很聰明：如果說觀測行為可能會影響到電子的選擇，等到電子通過雙縫后再觀察總該行了吧,？

這就是電子雙縫干涉延遲實驗,。

結果更詭異的現(xiàn)象又出現(xiàn)了。即使科學家把攝像頭在電子通過雙縫后再進行觀察,，電子仍舊乖乖地表現(xiàn)為粒子特性,，干涉條紋同樣會消失。

科學家們一臉懵逼：明明電子是先通過狹縫,，然后科學家才進行的觀測,。電子通過狹縫在前,，觀測在后，后面的怎么可能影響到前面的呢,？

也就是說,，結果怎么可能影響到原因呢？如果是真的,，顯然違反了因果律,。科學家們打死也不會承認,。

科學家們仍然不死心,，他們又進行了更為縝密的實驗：量子擦除實驗。

這個實驗過程比較復雜,，我盡量長話短說,。通俗來講，就是利用光子的偏振性和量子糾纏原理,，利用兩個處于糾纏態(tài)的光子（假設是A和B）進行實驗,。一方面，科學家用光子B進行實驗,，同時“偷偷地”觀察光子A,，利用A和B的糾纏態(tài)神不知鬼不覺地獲取光子A的相關信息。

科學家之所以這樣做,，就是為了避免觀測行為影響到光子A,，所以采用了“間接觀測”的行為：只觀測光子B，利用光子A和光子B的糾纏態(tài)獲取A的信息,。

不得不佩服科學家們聰慧的大腦,。但光子好像比科學家更聰明，好像早就識破了科學家們的一切“陰謀”：就算是科學家只觀測B,，不觀測光子A,，得到的結果仍舊沒有改變：只要一觀測光子B，光子A就會表現(xiàn)出粒子性,，干涉條紋消失,。否則就會表現(xiàn)出波的特定，出現(xiàn)干涉條紋,。

是不是越看越懵逼了,？甚至開始懷疑自己的智商了？

完全沒有必要,！因為懵逼的不只是你我,，連愛因斯坦這樣偉大的科學家也同樣會懵逼！

那么該如何解釋微觀粒子的波粒二象性,？如何解釋量子世界的詭異現(xiàn)象呢,？

目前來看,，以波爾為首的“哥本哈根派”提出的“不確定性原理”更被物理學界認可，該原理認為量子世界的一切都是不確定的,，我們永遠無法同時觀測到一個粒子的位置和速度,，只能用概率去描述。

同時,，波爾也提出了“互補原理”,，簡單講就是粒子的波動性和粒子性不會在同一次測量中出現(xiàn)，波動性和粒子性在同一時刻是互相排斥的,，但在更高的層次又是統(tǒng)一的,。

專業(yè)點來說：不確定性從數(shù)學上描述了物質的波粒二象性，而互補原理更像是從哲學上解釋了波粒二象性,。不確定性和互補原理是“哥本哈根學派”的兩大支柱,。

德布羅意也提出了“物質波”概念，認為萬物皆波,，包括我們每天看到的宏觀物體都具有波的特性,，只不過由于質量太大，波的特性幾乎不可能體現(xiàn)出來,，只能以我們看到的粒子特性顯現(xiàn)出來,，所以我們會看到周圍的物體都是確定的！