如果你对量子物理仅有一些认知，我负责任地说——你的认知一定是错的
很多人对量子力学的认识都来自于科普账号，伴随着神秘的BGM，看到一些不可思议的实验，得出了不可置信的结论。他们告诉你，观察会决定结果，未来会决定过去，这颠覆了你对这个世界的认知。但因为量子力学描述的并不是宏观世界，所以你怀疑微观世界可能就是这样的，就好像我们的生活必须合情合理，新闻里的世界就可以光怪陆离。
但事实上，他们说谎了，你们被骗了~微观的世界并不是这样。
所以今天就让我们一起，拆解这些量子力学的谎言，准备好了吗？
Esskeetit !
1807年英国学者托马斯扬做了一个实验，让一束特定颜色的光，通过有两条缝隙的隔板，大部分的光会被隔板挡住，另外的一小部分会通过这两条缝隙，投在屏幕上。
这时屏幕上会出现这样的干涉条纹。
因为单独一条缝隙出来的光可以投在幕布的任意位置，而两条缝隙的光会因为波峰和波谷相互叠加，抵消或加强，而产生明暗条纹，这证明了光的波属性。
1909年英国物理学家杰弗里.泰勒又做了一个实验，它用一粒一粒发射光子，当前一个电子到达屏幕之后，再发射下一个光子，屏幕上依然产生了干涉条纹。那么这些独自前行的光子是怎么互相干涉的呢？
一粒光子，要么通过缝隙A，要么通过缝隙B，最后的结果应该是屏幕上只有两条亮纹。同一时间通过缝隙的光子只有一个，不存在跟其它光子干涉的可能，除非这粒光子同时通过了两条缝隙，自己跟自己干涉。
1937年c.j.戴维斯和G.p.托马森也通过单电子双缝干涉实验也证明了电子同样具有波动性。
一个电子同时通过两条缝隙，从宏观角度来看，这是不可能发生的，但在微观世界确实如此，如同费曼所说：电子它不单是波和也不单是粒子，不是你在经典宏观世界看到的任何东西。
它就是这样，接受就行了。
这就是著名的双缝干涉实验，它证明了所有的微观粒子都同时具有波和粒子的双重属性，也就是微观粒子的波粒二象性。
在这个实验的基础上，延伸出了多个变种实验，其中最神秘的就是费曼的双缝干涉实验，谎言就出在这个实验上，我先来描述一下这个实验传说中的样子——
在传统的双缝干涉实验中设置一个探测器，用来观测电子是如果通过双缝的，这时候就会发生一个神奇而又诡异的现象。当发射电子时，关闭探测器，屏幕上就会出现干涉条纹；而如果打开探测器，观测到电子具体通过哪个缝隙，那么最后打在屏幕上的就是两条亮纹。一开始科学家觉得匪夷所思，经过多次反复实验，结果始终就是这样。
OK，以上就是坊间的大致传闻，你听过这样的说法吗？
如果我说，这个实验从来没有发生过呢，你还觉得神不神奇？
现在我告诉你——这个实验确实存在[奸笑]
听我说完~这个实验的真实描述应该是这样的——
1965年理查德费曼提出一个思想实验，假设电子通过缝隙之前摆上一个探测仪器来观察电子通过了哪条缝，费曼预测干涉图样将彻底消失。
划重点——思想实验。
这个传说中的实验其实从来都不是真实的，只是一个设想出来的实验。
而这个思想实验要证明的也从来不是什么观察决定结果，而是微观粒子的互补性——微观粒子不能同时展示出两种行为，以粒子来描述过程，结果就必然是粒子的，以波来描述过程，结果就是波的。在同一时刻内，波动性和粒子性是互斥的，不会在同一次测量中出现。
举个宏观世界的不恰当的例子（关于微观粒子的举例本质上都是不恰当的，因为微观的理论无法用宏观概念阐述），你在测视力的时候，得不出一个听力的结果，测听力的时候也得不到视力的结果。这两个测试的描述过程，无论如果不会得到另外的结果。
这个思想实验没办法真实呈现， 很简单，因为我们没办法真实观测一个微观粒子穿过了哪个缝隙。任何一种宏观意义上的观察，都会影响微观粒子。如果一颗光子要被观测到，那就意味着要被观测仪器吸收，那么这颗光子就不会成像在屏幕上了。
不恰当的例子又来了——如果我要用镜子反射太阳光到一面墙上，你非说要看看，那我把光反射到你眼睛里了，墙上的光点就没有了~~（烂）
互补性就是微观粒子的重要基本属性。
而坊间传闻的这个实验，却是体现了传播者对微观粒子另一个基本属性的误解——不确定性。
海森堡于1927年提出不确定原理——我们不可能同时知道一个粒子的位置和速度，粒子位置的不确定性必然大于或等于普朗克常数除以4π（∆x * ∆P ≥ h / 4π），这体现 了微观世界粒子的行为特殊性。这里面∆x 是位置的变化量，而∆P是动量的变化量，他们的乘积是一个常数，这就意味着当位置变化量越小，动量的变化量就会越大。
为什么会这样呢？刚才我们提到了微观粒子的波粒二象性，我们要测量粒子准确的位置就要波长尽量短，波长越短就越呈现非连续化的粒子特性，对被测粒子动量干扰就越大，而要测量准确的速度就要波长尽量长，波长越长被测粒子的位置就越不精确。
简单说来，当微观粒子的位置和动量其中一个越确定，另外一个就越不确定。
坊间的传说把这种不确定性跟观察者效应混为一谈了，然后错误地应用在了证明微观粒子互补性的实验中了。
量子力学的本质是不确定的，微观粒子是不能同时展现出波和粒子两种行为的。
这才是双缝干涉实验证明的结论。
从来都没有证明过所谓——观察能决定结果。
观察决定结果，是哲学的。
量子力学是描述原子和亚原子尺度的物理学理论，简单说来，如果我们的世界是一篇文学巨著，优美的辞藻，宏大的场面，细腻的刻画，这都是我们对它的体悟。文章的内容——我们假设它是宏观低速世界。
而另有一些东西是看起来跟这些无关的，比如文章的载体——纸张的色泽，薄厚，材质，这些表述无论如何都不会影响文章的内容，因为尺度的巨大跨度，它们的描述无法互通。承载文章的载体——我们假设它是宏观高速世界。
然后是，字体。同样无论用什么样的字体，都不影响文章内容，它的高矮胖瘦长短粗细等等描述也跟文章以及纸张完全不同。文章字体的规格——我们再假设这是微观高速世界。
你会发现这三个领域的描述完全无法互通，一切适用于其中一个领域的描述都无法描述其他两个领域，这就是宏观与微观，高速与低速的区别。
尺度不同，规则不同。
我们无法套用宏观世界的理论去描述微观世界，量子力学把非预见性或随机性的不可避免因素引进了科学。
量子力学之所以难以理解，是因为它存在的意义就是为了解释我们难以理解的世界，这个世界本身就是反常识，反宏观的，如果我们带着宏观世界的经验去理解它，就会被束缚。
可我们都生活在宏观世界，所有的认知都是基于这个世界的，而所有试图理解量子力学的人，都必然掌握了相当的宏观物理理论知识，这本身就是妨碍我们对量子力学的认知的。
如果你想理解量子力学，那请你一定记住下面的话——
量子力学之所以会诞生，本就是因为无论牛顿力学体系还是相对论体系，都无法适用于微观领域，所以量子力学是反常识反宏观的，不能用宏观概念阐述；
量子系统是概率性的，是测不准的（不确定原理——即测不准原理）；
量子的某些性质同时只能确定展现一个，是互补的（互补原理）；
而当大尺度量子行为延伸到经典范围内时，它应该是接近经典物理行为的（对应原理）。
量子力学很有趣，科普圈的关于它的谣言仍然有很多，比如量子擦除实验与延迟选择实验，如果大家感兴趣，我会找机会再专门给大家讲解~
OK，以上就是这期视频的全部内容，感谢大家的关注和点赞。
这里是科学朋克，我是哭蛹~
我们下期 ，再见
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