许多对物理学有所涉猎的人们在听到双缝干涉实验时，或许会不由自主地发出“深不可测”的惊叹，于是便有了“遇事不决量子力学”的说法。

然而，量子力学实际上是我们窥探宇宙底层规律的钥匙，而双缝干涉实验正是量子力学核心理念的生动展示。那么，双缝干涉实验究竟有何“神秘之处”，又揭示了宇宙的哪些核心奥秘？

薛定谔的猫、上帝掷骰子、平行宇宙到底源自何处？

鉴于量子现象的抽象性，我们不妨先用薛定谔的猫这个概念来辅助理解，再逐步回到双缝干涉实验，以期达到易于理解的目的。这正是薛定谔为我们深入理解量子力学而提供的绝佳范例。

据传，有一只猫被关在一密封的盒子中，而一个与毒药瓶相连的量子装置控制着猫的生死。也就是说，猫的生死成为了量子性质的一种间接表现。实验的难题在于，最终这只猫是生是死？

针对此问题，学术界的大咖们纷纷提出了自己的见解，其中主流观点大致分为三种：

哥本哈根学派的波尔坚称，这只猫是一只量子猫，它既活又死，两种状态同时存在，形成一种叠加态。而当你打开盒子的那一刹那，猫的生死才会突然定型，其结果具有随机性。

而爱因斯坦与薛定谔则认为，猫的生死在你打开盒子前就已经确定了，是死是活只是我们打开盒子时看到的既定事实，而不是由我们打开盒子这一动作引发的结果。

对此，爱因斯坦向波尔发问道：“按你的说法，每当有人准备打开盒子查看时，上帝便得急匆匆地掷骰子来决定猫的生死？”

波尔则回答道：“上帝如何行动，无需你操心。”

而休·埃弗雷特则表示：“请等一下，我还没讲呢！我同意波尔的叠加态理论，但按照能量守恒定律，100%+100%应当等于200%，那么在打开盒子之前和之后，能量应该是守恒的。因此，如果我们在打开盒子时发现猫死了，那么活着的猫应该存在于另一个平行宇宙中。”

对于此观点，爱因斯坦、薛定谔和波尔都表示：“你太厉害了，我们无法证明你的观点是错的。”

故事暂告一段落，无论是否理解，我们需要知道的是，最终证明波尔的观点是正确的！至于平行宇宙，目前尚无法证实，最多只能算是一个假设。在这一过程中，有几点关键点值得我们注意：

1.猫既死又活的叠加状态

2.打开盒子的观测行为会导致叠加态随机地坍缩成单一状态

3.叠加态和坍缩态展示了波粒二象性

光的本质是什么？——双缝干涉实验的“奇异之处”

接着，我们来探讨双缝干涉实验。首先，我们得回到牛顿时代，思考一个看似简单却难以回答的问题——光的本质是什么？

作为当时的学术巨擘，牛顿对光学的贡献不言而喻，例如著名的三棱镜实验便是他的成果之一。牛顿认为，光可以反射，可以折射，其运动轨迹可以改变，就像乒乓球撞击墙壁后会反弹一样。因此，他认为光的最小单位应是粒子。

然而，在19世纪，托马斯·杨却提出了不同的看法，他通过一个简单的实验，仅让一束光通过两条细缝，并在其后方放置一块感应屏。“按照牛顿的理论，”这个实验的结果应该只会出现两条条纹：

托马斯·杨却认为，光更像是水波一样，水波会发生干涉，那么光也应当如此。

因此，托马斯·杨的实验展现了光的干涉条纹。

但真正让双缝干涉实验变得奇异的，是量子力学的双缝干涉实验。

随着黑体辐射实验的进行，普朗克发现光的能量是以一份一份的不连续形式存在的，爱因斯坦也发现在光与原子相互作用时，光是以粒子形式传递能量的。于是，科学家们重新审视双缝实验，并对其进行了升级。

既然光是一份一份的，那么如果我们逐一发射光子，会发生什么？科学家们以机关枪般的速度，通过双缝发射了一串电子。结果，感应屏上出现了大量散乱的粒子，但从远处看，这些粒子形成了干涉条纹。既然是粒子，那么它们是如何发生干涉的？

有观点认为，大量电子挤在一起，因此产生了干涉，就像儿童乐园中的海洋球相互挤压，人跳入其中时，海洋球会像波一样扩散。因此，尽管是粒子，也可以发生干涉。但这真的是全部吗？

科学家们进行了进一步的实验，他们“一枪一电子”地发射，避免了电子之间发生干涉。然而，实验结果令人震惊：无论是快射还是慢射，屏幕上始终出现波动性导致的干涉条纹，而非两条条纹！这说明单个电子发生了干涉，那它是与谁干涉呢？既然只有两个缝隙，电子只能选择其中一个穿过，另一个缝隙没有电子，那电子是与谁发生了干涉？

为了解答这一问题，科学家们在实验中安装了光电探测器，试图观察电子如何完成干涉。结果发现，电子在感应屏上规规矩矩地形成了两条条纹。这让大家不禁感叹：“上帝啊，告诉我到底发生了什么！”

而故事中的答案已经给出，这就是波粒二象性。

如果以平行宇宙理论来解释，那就是：当你不看时，电子既从A缝过去，又从B缝过去，形成干涉；而当你观察时，宇宙分裂成两个，一个宇宙中的电子从A缝通过，另一个宇宙中的电子则从B缝通过。是我们观察的行为导致了宇宙的分裂，使得本可形成干涉的电子无法干涉。

波尔的观点则与平行宇宙理论前半部分相同，认为电子处于叠加态，这是一种波的状态；但当你观察时，它会随机坍缩成粒子态。

爱因斯坦则表示无法解释，他认为一定还有什么尚未弄清楚的，但上帝绝不会掷骰子。

我们通常认为电子在原子中像玻璃球一样，然而实际上，电子更像是一片云，具有概率性和波动性。

从目前的科学研究成果来看，波尔的波粒二象性理论是正确的。量子既有波动性也有粒子性，一个电子既可以是波也可以是粒子。

当电子尚未坍缩成粒子时，即便我们逐一发射，波的性质仍然在起作用。逐个发射的电子如同发射出水波，你会得到一堆波，这些波会按照干涉后的结果展现在感应屏上。而当我们观察电子时，它便坍缩成粒子，所以一堆电子打出去，没有发生干涉，只会出现两条条纹。

如果不理解量子的性质，我们可能会对“不看就有干涉条纹，一看就没有干涉”的现象感到惊恐；但理解了量子的波粒二象性后，这一切就变得理所当然。量子力学是人类目前所知的宇宙最底层的逻辑，它能够解释宇宙的起源，大到宇宙的构成，小到构成宇宙最小结构的粒子。