电子双缝实验的作用是什么，什么是双缝实验和量子纠缠

双缝干涉实验，是检验量子和微观粒子包括电子中子质子等波动性的经典实验电子双缝实验的作用是什么。双缝干涉实验最大的疑点就是双缝本身就干扰了量子的空间，让量子被迫从波场塌缩成一个点，才能被观测到，双缝干涉实验诡异的解释，疑点就在观察本身，粒子被迫被仪器观测，想观测到粒子就只能破坏粒子的波场，而粒子正常状态下是波场，波场是不能被观测的，所以粒子在没有被观测的时候，也就是自由状态，什么样无法预测。量子纠缠更加诡异，目前也没有人能解释，只能是利用量子纠缠的特点来利用量子纠缠进行通讯，加密，量子计算等等，我个人以为，当然是普通小老百姓的猜测，我们现在已经知道了很多场，像引力场，作用力比强相互作用力弱的多，但传播的要远的多，在宇宙里是不是还存在更弱的场，传播的距离更加遥远，比引力场弱得多，我们还一无所知，但速度比光速快的多得多，这并不破坏光速最大的理论，光速是能量传播的最大速度，而量子纠缠并不传播能量，仅仅传播感应。

早在1927年，著名的Davisson–Germer电子衍射实验证实了电子的波动性，这个实验也为物质波理论的提出者德布罗意带来了诺贝尔物理学奖。

电子衍射实验相对容易一些，而且在今天任何电子束装置和电子显微镜里都司空见惯。电子的双缝干涉稍要难一些，需要两束电子物质波的相位一致才能干涉，直到1961年，才因电子束技术的进步，由德国图宾根大学的Claus Jönsson团队实现，随后他又做了多缝干涉的实验。1974年，一个升级版的实验在意大利科学院（CNR）实现，这是第一次用一个接一个单电子实现的干涉实验，得到了非常清晰的干涉条纹，论文如图。这个实验图还入选了2002年Physics World评选的史上最美的十个实验之一。

电子双缝干涉实验和光子双缝干涉实验本质上一样，都是基本粒子波动性的体现。在电子打到屏上的那一刻，波函数就已经塌缩了，测量过程没有人的行为参与，不存在人的意识影响。

1.原始的双缝实验是什么？1807年，托马斯-杨在他的《自然哲学讲义》里描述了双缝实验。把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面，蜡烛就相当于点光源（从一个点发出的光源）。在纸后面再放一张纸，在第二张纸上开两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，就会形成一系列明暗交替的纵向条纹，这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹。

这是两百多年前的实验，17、18世纪主流物理界认为光是一种微粒，但对此持有怀疑态度的人越来越多，托马斯-杨做的这个实验无疑验证了光具有水波一样的波属性。

杨氏双缝干涉实验

2.杰弗里-泰勒的单光子双缝实验好吧，托马斯杨的这个实验出现后，按照尊重客观规律的科学思维，关于光是什么的争论可以消停了：光是波，不是什么粒子。

但是，如果人类的探索仅仅停留于此，这不过就像是普通的验证性实验。因为无论光是粒子，还是波，都还在我们的理性思考范围之内，大部分人并不会因为“光是波”而惊掉下巴。声波、水波、红掌拨清波，好吧，见多了。

真正让双缝实验开始迷惑世人的是托马斯-杨之后一百年的在校研究生，23岁的杰弗里-泰勒。那时候爱因斯坦已经提出了光量子的假说，而杰弗里-泰勒恰恰是蓬蓬头爱因斯坦的信徒。有了“光粒子”的假设，如果将光的强度变弱，最后“弱”到接近于一个个“光子”发出来的程度，那样就不会有干涉了吧？？

杰弗里-泰勒

杰弗里-泰勒虽然努力了很久，光实验曝光成像就用了三个月，但是只证明了一点：即使单个光粒子一个个穿过双缝，还是会发生干涉现象！

单个光粒子发射的话，不管怎么样，它只能通过两个缝当中的一个呀？怎么还是和同时许多光粒子发射一样，难道它自己同时通过两个狭缝，自己和自己发生干涉？？

3.后续的双缝实验继续对人们的惯有思维模式进行冲击这时物理界已经有人坐不住了，包括干涉实验在内的诸多证据已经证明光同时具备波和粒子的性质，这是生活在宏观世界里的人们无法想象的。啥东西又是波又是粒子？如果是波，光子应该没有实体，但是偏偏爱因斯坦的光量子假说也得到了实验验证；如果说光子有实体，它们为什么会像波一样在一个个光子通过狭缝后发生干涉现象呢？

后来的双缝实验不断升级，继续给人们的惯性思维给予致命性的冲击。

人们在狭缝后面装置了探测器，专门探测光子通过的是哪一条狭缝。但是探测的“意识”一进来，干涉图样就完全消失了，光子好像瞬间变回了老老实实的“粒子”，丧失了波属性！

这里开始就有点神学的味道了，人的意识一进来，实验结果、外在世界改变了！有点佛家说的“境随心转”的意思了。

4.双缝实验说明了什么，重要在哪里后来科技发展，双缝实验的对象开始不止于光子，人们用电子做双缝实验照样发现了单个电子自干涉的现象。类似地，中子、原子、甚至更大的分子也会有这种自己和自己干涉的奇异量子行为。

这个实验说明了什么？

当然说明我们对于这个世界的原有认知太狭隘了。受光的波粒二象性启发，德布罗意提出了物质波的理论，他指出一切微观粒子都有波粒二象性，我们在宏观世界当然无法想象为什么会有情况出现。正如我前面所述，这种既像波又像粒子的东西你一测量就坍缩成“粒子”了，好像“意识”起到了作用，这我们无法想象；一个实在的东西如何幻化成无数个自己，自己和自己发生干涉，我们无法想象；什么叫是以“概率”形式存在的实在，我们无法想象。

这些东西就像是神话，然而科学却告诉我们这就是我们平时肉眼看不到的日常！

这个实验为什么重要？

当然是因为它实实在在地向我们展示了波粒二象性！

可以说，这是后续量子力学以及许多物理概念名词(如物质波、塌缩、薛定谔方程等等)存在和发展的实验性根基！

它的原始实验思路很简单，但是向我们昭示的微观世界又是如此美妙，它就像是一扇神奇的门，连接了生活在宏观世界的我们和我们永远无法单独用肉眼观察的微观世界。那让人神往的干涉条纹在一明一暗之间仿佛勾勒出了色和空的界限，让人我们凡人难以参透又有无限遐想。

我想，这就是2002年它被人们评为物理史上最美实验的原因。