現代物理學最先研究的就是我們最熟悉也最陌生的物質——光。
自從科學家發現世間萬物皆是由最微小的例子所構成之後，人們便嘗試破解，光這種物質究竟是由什麼所構成的？
於是就有科學家猜想，如果把光這種物質，不停的放大切割，直到它再也不能切割為止，這時人們得到的就是構成光這種物質的最小粒子。科學家把它叫做光子。
光子的概念被提出之後，科學家就想去破解光子究竟是怎樣的一種存在？
通過陰影效應和其它一些自然現象，人們觀察發現，光是一種波。於是人們自然而然地認為光子也應該是一種波。
直到偉大科學家愛因斯坦。解釋了光電效應之後，人們發現光子這種波竟然也具有粒子特性。
在科學家們的傳統認知裡，在客觀自然界之中。波和粒子是完全不同的兩種形態，是無法共存的。可光子既是波也是粒子，這就讓人們陷入了巨大的認知矛盾之中。
於是物理科學家們就開始爭論，光子究竟是波還是粒子？於是就有了雙縫干涉實驗。
有興趣的朋友可以去網上搜索一下，雙縫干涉實驗的具體內容。
為了有些比較懶的朋友，理解起來方便，我還是用我的語言，簡單通俗的講解一下，雙縫干涉實驗究竟是怎麼回事？
科學家用一把光子機槍，將單個的光子向一個方向不停地發射，使其穿過兩道極其細小的縫隙，然後在一塊屏幕上呈現出我們可以觀測的影像。
如果影像是多道斑馬狀條紋，則證明光子在穿過兩道縫隙之時，發生了干涉效應，就可以證明光子是一種波。
反之影像上則會呈現兩道槓，那麼就證明光子沒有發生干涉效應，也就是說光子是一種粒子。
估計大家沒聽懂，不過沒關係。大家只需要知道，雙縫干涉實驗，讓物理學家們更加困惑，是因為這個實驗過程裡，有三個他們用傳統知識無法解釋的怪異現象。
我們知道光子機槍發射出來的是單個的光子，而它面前的卻有兩道縫隙。按照人們的傳統理解，這顆光子要麼從左邊那道縫隙通過，要麼就會從右邊那道縫隙通過。
可實驗結果卻證明，光子是同時從兩道縫隙通過。因為光子在通過這兩道縫隙之後，發生了干涉效應，在屏幕上呈現多道斑馬狀條紋，這證明光子是一種波。因為只有波的形態，才能使一顆光子同時通過兩道縫隙。
可是當科學家們在兩道縫隙前面，架上高速探測機，想要捕捉光子穿過兩道縫隙時的，具體情況的時候，卻詭異的發現，光子是以單一粒子的形態，通過了單一縫隙。這是因為屏幕影像上顯示的是兩道槓，這表示光子是以粒子形態穿過的單一縫隙。
這個現象可以簡單理解為，人們不去觀察的時候，光子是以波的形態存在，而當人們想要去觀察的時候，光子則表現為粒子形態。
隨著科學技術的進步，科學家們發現在微觀領域。不僅僅是光子，其它所有的微小粒子，例如電子、原子、質子，甚至一些大分子，它們都呈現光子這種既是波也是粒子的非常規形態。
物理學家們把這類微觀粒子統稱為量子。在這些微觀粒子身上，所呈現的不符合常規物理知識的現象，可以歸納總結為一門學問，這就是量子力學。
愛因斯坦總結歸納了雙縫干涉實驗和其他一些科學家的研究成果，提出了“波粒二象性”：
“光是波也是粒子。光在傳輸的過程中，表現形態是波。當人們觀察時，表現形態為粒子。”
波粒二象性描述了發生在光子身上的兩個難以解釋的奇怪現象。科學家們進一步在其他量子身上做實驗，發現波粒二象性雖然難以理解不可想象，但卻是真實存在的，也就是這個歸納出來的假說是正確的。
波粒二象性進一步推演，人們最終確定了量子領域的兩條基本原理。
量子力學第一原理：微觀量子既是波也是粒子。它的專業名稱叫做“疊加態”。
量子力學第二原理：當你不去觀察時，微觀量子呈現疊加態。當你觀察時，微觀量子呈現確定態。通俗點講就是，你不去觀察時，量子即是波也是粒子。當你觀察時，量子就會呈現，要麼是波，要麼是粒子的確定形態。它的專業名稱叫做“不確定性”，也叫做“觀察者原理”。
量子力學的這兩條原理，有些燒腦。無法拋棄客觀世界物理規律的人，難以理解。
下面我為大家打個比方，將微觀量子領域的這兩條基本原理，形象的帶入我們所熟悉的客觀物理世界，你就會發現這兩條原理，有多麼神奇和不可思議。
請大家在腦中構建這麼一副場景（魔方實驗）：
假設有一個生產魔方的玩具廠，他們只生產兩種形狀的魔方。一種是方形魔方，另外一種是圓形魔方。
突然有一天，玩具廠的工人將他們工廠生產的一個魔方，放到了你手裡，告訴你說，你手裡這個魔方，它既是方形的也是圓形的。
現在你一定認為這個工人在胡說八道，因為你知道他們工廠生產的魔方只有兩種形狀，要麼是方形，要麼是圓形。
正當你準備喝罵對方撒謊之時，你撫摸這個魔方的手掌，所傳回來的觸覺告訴你，這個工人沒撒謊，你手裡的這個魔方竟然真的既是方形也是圓型。
這讓你感覺到不可思議？這種既是方形也是圓形的感覺到底是怎麼來的？
於是你翻閱了各種資料，做了各種驗證，證明這個魔方的確是這家工廠生產的。
可是你知道這家工廠生產的魔方只有兩種形狀，不是方形就是圓形。可是為什麼你手裡的這個魔方，給你的感覺，它即是方形又是圓形呢？
接下來你想了三天三夜，終於想明白錯在哪裡了？
產生這種疑惑的根源就是你對這家工廠的認識完全錯了。這家工廠生產的魔方，不是你認為的方形或者圓形，而是方形和圓形中間的一種狀態，或者說是方形和圓形融合之後的一種狀態。你給這種狀態起了個名字，叫做“疊加態”！
這種疊加狀態就會讓你產生即是方形也是圓形的感覺。
這個實驗進行到這裡，你會感覺自己被騙了。於是你就瘋狂的衝到那家工廠裡面，親手撫摸每一個魔方。然後你發現他們生產的每一個魔方，形狀都是這種疊加態。
現在我告訴你，你手裡的這個魔方和工廠生產的所有魔方，它們就是量子也就是微觀粒子，那家玩具廠就是造物主。
造物主製造的量子或者說微觀粒子就是這種疊加態形狀。具體到光子來說，既是波也是粒子。
這就是量子力學裡面最經典的第一原理，疊加態原理。
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