双缝干涉延迟实验为什么会吓到科学家？
这个推理过程有点烧脑。但这是几十年前或者几百年前的理论。所以现代人理解起来应该没问题。如果你还是听不懂，只能说我说的不够清楚。
必须明白的一个问题是:光是波还是粒子？
杨氏双缝实验证明光是一种波。第一，麦克斯韦用方程求解电磁波；第三，发现电磁波的速度与光速相同；所以有理由推测光是电磁波。所以，光是一种波。
理论上没问题。但是这个理论需要被检验。物理不是数学，总有不合理的地方。奶牛和兔子跑得一样快。你能说他是兔子吗？所以需要测试证明牛人是兔子。至少你要证明他有四条腿和一条短尾巴。
1803年，英国人托马斯？杨做了一个著名的双缝实验。当时的实验工具非常粗糙。光源是点燃的蜡烛，背后是快门，后面是屏幕。屏蔽板上有两个缺口，蜡烛的光线只能通过这两个缺口打到后屏。
然后，神奇的一幕发生了。在屏幕上，形成明暗交替、圆形有序的条纹。这是什么意思？这说明光以波的形式穿过两个缝隙，然后两组光波在屏幕上发生干涉。当峰值相遇时，它们只是重叠，当峰值相遇时，它们只是抵消。
所以，光是一种波，像水波一样。
普朗克到爱因斯坦证明了光是粒子黑体辐射中的黑体，即不反射光，只发出自己的光。像太阳、炽热的老铁、黑暗中的人体，都可以近似为黑体。黑体发出的光都是因为它的热，这是热辐射的一种。
然而，问题出现了。在给定的温度下，黑体发出的光的频率形成了一条无人能解释的曲线。
你把光看成电磁波，然后用统计力学去计算，但无论如何也解不出黑体发光的方程。
于是，普朗克出手了，他只看曲线，只用数学，只算出了一个方程。但是，要满足这个方程，有一个前提，就是黑体发出的光必须是一份。简单来说，黑体辐射出来的光是连续的，不像波，而像子弹。
所以对黑体辐射的解释是，黑体辐射的光是副本。
与此同时，物理学家发现了一个奇怪的现象:当一束光照射到金属板时，金属板会发射出电子。解释很简单。光是一种电磁波。电磁波有能量。电磁波的能量推动电子，电子被撞飞。但问题是电子是怎么跑的，和光的强度无关，只和光的颜色有关。在物理量上，与光的频率有关。高频的绿光和蓝光，无论强度有多弱，都会把电子敲出来；无论低频红光的强度有多强，电子都不会被击倒。
光是电磁波，电磁波的能量只与光的强度有关，与频率无关。所以强度越高，能量越高，然后被撞出的电子就越多。但是电子能不能被敲出来，和光波的强度无关，只和光的频率有关。所以电磁波不能解释这个问题。
接下来你知道，爱因斯坦做到了。
爱因斯坦认为不仅黑体辐射发出的光是副本，只要是光，都是副本。光不是连续波，而是由一个个光子组成的。每个光子的能量是其频率乘以普朗克常数。因此，频率越高，能量越高。至于光波的强度，并不重要。重要的是光的频率。如果频率足够，光子能量足够，自然可以把电子敲出来。可以推断，光是粒子，就像子弹一样。
什么是光:波粒二象性。接下来我们必须要问:光是波动的还是粒子的？你可以认为光子形成的光是波动的，就像水分子聚合的水一样；而单个光子是粒子，就像子弹一样。
但是杨氏双缝实验后来精确到单个电子的程度，但还是表现出了波的性质。
中间有各种实验，也有各种理论推理，都被刷到一边去了。一个叫德布罗意的物理学家提出了一个洞见，就是电子和光子一样，有波动性，所有的物质都有波动性。你之所以看不到物质的波动，是因为波动太小，观察不到。例如，一个质量为3公斤的球以每秒10米的速度运动。根据计算，它的波长是10的负35次方米。
所以光具有波粒二象性。
1961年，物理学家用单个电子做了杨氏双缝实验。实验结果:即使你一次只发射一个电子，积累的电子越多，屏幕上仍然会出现干涉条纹。
如果电子是粒子，那么屏幕背面应该像靶纸一样，不存在干涉条纹的可能。所以，唯一的解释是，单个电子同时穿过两个间隙:它在这里和那里。
你在烧脑。但是，以上只需要记住一个结论，即世界是由原子构成的，原子具有波粒二象性。
然后，更多的烧脑问题和实验出现了。
什么时候是波，什么时候是粒子？你把一个探测器放在杨氏双缝实验的屏幕后面，盯着单缝看，看光子是怎么运动的。这个时候，会发生什么？光子像子弹一样从一个缝隙中射出，屏幕上没有干涉条纹，是粒子而不是波动。
如果实验中没有屏幕，用两个探测器分别盯着两个缝隙，然后光子要么穿过这个缝隙，要么穿过那个缝隙，光子的行为就是粒子。
如果在实验中放置一个屏幕，屏幕挡住了两个探测器的视角，光子就会同时穿过两个缝隙，然后在屏幕上形成干涉条纹。
你怎么了？
当我这样观察时，你的光子产生波动，在屏幕上形成干涉条纹；我那样观察的时候，你的光子是粒子，像子弹一样飞过。
换句话说，光子的行为是波动还是粒子，完全取决于我的观察。波还是粒子，光子说:我能做，看你喜不喜欢。你在后面放一个屏幕，然后我给你波干涉条纹；你在我身上放一个探测器，我会给你粒子运动。
延迟选择的猜想和实验于是，在20世纪70年代末，物理学家惠勒提出了延迟实验。简单来说:一开始不放屏幕就是盯着缝隙，相当于盯着光子怎么运动；当你的光子完全穿过双缝后，突然把它放在屏幕上，看看是否还能波出干涉条纹。
实验很多，各种复杂的设计，先进的仪器都用上了，因为物理学家必须把光子折腾死。
太复杂的操作设计就不解释了，大致步骤可以总结如下:
双缝后面没有屏，用探测器分别盯着两条缝:这时候光子肯定会像子弹一样，要么从这条缝，要么从那条缝；
在这个过程中，光子表现为粒子；
光子像子弹一样穿过双缝后，不能转身也不能重新开始，然后突然把屏幕打开，看光子会在屏幕上留下什么。
怎么能让光子觉得这么尴尬？我应该表现为波动还是粒子？
光子不能转身，不能重新开始，也不能流氓，所以只能像子弹一样射，屏幕就会像子弹一样。然而，不，屏幕上出现了干涉条纹。
换句话说，光子同时穿过双缝，产生波动。我们的观察改变了光子的历史轨迹。
用一个通俗的例子来说明这个问题:
老师点名，我一定会去上课；老师不点名的时候，我一定会上场；上课还是打球，取决于老师点名与否的信息。
一开始老师说不点名，我就换上运动服去球场打球。突然，老师又点名了，可我已经穿着正装坐在教室里了。
在穿上正装、去上课、穿上运动服、上场打球之前，会是哪段“历史”，完全取决于现任老师现在要不要点名。
现在的选择可以改变过去。
如果这个例子的时间尺度不够大，那么就用惠勒的想法:
一个距离地球十亿光年的星系，它的星光被爱因斯坦的引力透镜分裂成两束，十亿年后到达地球。引力透镜相当于杨氏双缝实验中的双缝。只是这个差距有点大。
如果我们单独观察一束光，那么它是单独出现的，而且是以粒子的形式出现的。
如果在地球上设置一个屏幕，那么这两束光就会合二为一，以波动的形式出现。
这是否意味着我们的行为可以决定光子在十亿年前出发时的状态，是波动的还是粒子的？
当下的选择可以决定历史。
不过，也没必要太担心。
首先，这仅仅停留在微观粒子层面；其次，选择只能决定光子是波还是粒子；第三，选择不改变光的方向。我们可以得到的启示是，我们可能需要思考过去和未来，怀疑这是否是一种幻觉。
如果宇宙不是完美的，它有bug，你信吗？双缝干涉实验似乎一步步发现了这个宇宙的“漏洞”。
双缝干涉实验是什么？当我们把一块石头丢入水中时，水面会产生波纹。如果我们同时丢下两块石头，两个水波之间就会出现交叉干涉条纹。这就是波可以互相干涉的特性。
双缝干涉实验中，在光源前放置一个有两个狭缝的不透明挡板，挡板后放置一个可观察的背景。当我们打开光源时，会在背景上看到明暗条纹，这是一个简单的双缝干涉实验。这个实验证明了光是一种波！因为光线通过两个狭缝，只有波特有干涉，所以对向波被抵消，对向波被增强，造成背景上明暗相间的条纹。(日常生活中的主动降噪耳机就是利用这个原理，用相反的声波来抵消噪音。)
让我们升级实验，光源变得很小，背景换成了高灵敏度高分辨率的底片。打开光源后，一开始我们看到无数随机分布的小点，然后越来越多，最终形成了明暗相间的条纹！升级实验后，证明光是粒子，具有波的特性，也就是光的波粒二象性！
双缝干涉延迟实验虽然双缝干涉实验一直被人称道，但科学家们又将这个实验升级了。把光源一次变成一个电子！电子要想通过这个挡板，只能随机通过两个缝隙。
我们知道，要想干预，就必须要有对象。没有对象我们怎么会被干扰？然而这一次，实验结果出错了，即使单个电子随机穿过两个缝隙，最后还是形成了干涉条纹。
这个结果震惊了科学界！为什么单个电子可以自我干涉？他还有另一个二重身吗？更奇怪的是，当我们观察电子通过哪个间隙时，干涉条纹消失了。当观测被取消后，干涉条纹又神奇地出现了！好像有一双眼睛在偷窥我们，只能给我们看到电子通过缝隙的路径(粒子特征)或者电子的干涉条纹(波动特征)！
双缝干涉的延迟选择性量子擦除看到这里，你可能会觉得上面的实验会有很多未知的漏洞。我们在观察电子的时候，已经扰乱了电子的正常运动，引起了电子性质的变化，但是我们没有办法找出这个因素。接下来，科学家们用更复杂精密的方法来做双缝实验。将一个光子分离成一对纠缠光子A和B(无论距离远近，纠缠光子都可以相互影响)
AB做双缝干涉实验(互不影响的环境)，而B比A离感应屏更远，所以A会比B先到达感应屏，当我们在实验B中放一个摄像头观察B通过双缝的路径时，实验A的干涉像就消失了。很明显，纠缠的两个光子相互作用，B得不到的波动性质A就无法得到。接下来我们通过技术手段擦除B获得的路径信息，然后干涉条纹在A和B中都出现..这里有两个非常奇怪的现象。测得的光子路径信息只是一个“漏”。没有主管的意识去检查，干涉条纹就会消失！抹掉这条路径信息，干涉条纹又会出现！
更诡异的是，当我们在实验中从B开始设置路径信息时，A已经到达感应屏并形成图像了！这时B的路径信息被擦除，已经“拍”在A传感器屏幕上的图像就会变成鬼魅般的干涉条纹！
难以理解的“宇宙程序”很多人最初认为观测光子路径意味着人类意识介入实验。但是，我们从上一个实验中知道，在延迟选择实验中，测得的路径信息，不管你看不看，都已经被宇宙程序确定是你泄露了秘密！光子波动属性是隐藏的！我们得不到干涉图像。如果我们抹去这个泄露的秘密，宇宙程序会立即修复光子的波动，让我们得到干涉图像。没想到，我们人类利用量子纠缠在实验室钻了个空子，这样就可以在图像形成后获得路径信息。然后我们选择泄漏还是擦除，宇宙程序还是按照原来的指令执行。让已经形成的像变回来(曾经不干涉的光子，现在又干涉了。这是绕路)？这是不是意味着我们发现了宇宙程序的一个BUG，用我们现在的决定改变了过去！还是另有原因？我们所处的宇宙，一个真实到看不到边缘的世界，是一个设定好的“程序”吗？或者说宇宙，一个看似完美的世界，其实是有一些漏洞的。如果未来人类利用这些漏洞，未来的世界会是什么样子？
很多人听到双缝干涉实验后会觉得“奥秘既神秘”，于是就有了“量子力学”。其实量子力学是人类理解宇宙底层逻辑的敲门砖，双缝干涉实验是量子力学核心的体现。我来说说双缝干涉实验有多“诡异”。它揭示了宇宙中的哪些核心？
薛定谔的猫，上帝掷骰子，平行宇宙从何而来？因为量子太抽象，我们把量子现象转移到薛定谔的猫，然后再回到双缝干涉实验，就很好理解了。这是薛定谔理解量子力学的一个很好的例子。
换句话说，在一个封闭的盒子里有一只猫，然后在毒瓶上接上一个量子装置。猫的生死取决于量子特性。如果量子衰变，猫就死了，反之亦然。换句话说，一只猫的生死间接说明了量子的本质。实验的问题是猫最后是死是活。
各路大腕纷纷发表看法，主流观点有三个:
波尔，哥本哈根学派:这是一只量子猫。它在盒子里的概率是100%是活的，100%是死的。两种状态同时存在，叠加在一起。打开盒子的一瞬间，猫的生死就会显示出来，生死的结果是随机的。
爱因斯坦和薛定谔:猫50%死，50%活。在我们打开盒子之前，它是死是活。当我们打开盒子的时候，我们看到的是结果，而不是诱导的结果。
爱因斯坦:玻尔，你是说你打开盒子的时候，上帝发现有人要来看结果，就赶紧摇号决定猫的生死？
波尔:别管上帝能做什么！
休·埃弗雷特:安静，安静，我还没说呢！首先我同意玻尔的叠加态，但是100%+100%=200%应该是开箱前后守恒的，所以我认为如果猫在开箱时死亡，那么活着的猫应该存在于另一个世界——平行宇宙。
爱因斯坦、薛定谔、玻尔:你们太厉害了，我们不知道怎么证明你们说的是错的！
故事先到了。看得懂不重要。先说结果:玻尔是对的！平行宇宙无法证明，但充其量是个假设。这个故事中有几个要点:
1.猫是死是活——叠加态
2.打开盒子意味着观察，观察会让叠加态随机坍缩成单一态。(神摇号！)
3.前两点，打开前后，也暗示了波粒二象性。(以后再说)
什么是光？——双缝干涉的“怪异”接下来，我们来看双缝干涉。这件事要从牛顿说起，源于一个看似简单却无人能答的问题——光是什么？
图:牛顿棱镜实验
牛顿作为当代学者，对光学做出了很多贡献。例如，他做了棱镜实验，在这个实验中，阳光是各种光的混合。他认为光可以被反射和折射，它的轨迹会发生变化，就像乒乓球扔在墙上会反弹回来一样，所以它的最小单位应该是粒子。
在19世纪，托马斯·杨反驳了牛顿。他只做了一件事，让一束光穿过两个小狭缝，后面有一个感应屏。根据牛顿的说法，这个实验的结果应该是两条条纹，如下所示:
事实上，已经出现了以下结果:
所以老阳说光就像下面的水波，但实际上是海浪:
穿过缝隙的光波变成了两波，两波相互干涉，出现了和水一样的现象，于是在屏幕上显示出干涉条纹。
这就是双缝干涉实验，但奇怪的是量子力学的双缝干涉实验。
好景不长。借助黑体辐射实验，普朗克发现光能是不连续的，爱因斯坦发现光电效应，即光与原子相互作用时，以粒子的形式交换能量。于是大家重新审视双缝实验，升级。
既然光是一粒一粒的，那么当我们让光子通过双缝时会发生什么？(实际实验用的是电子，道理是一样的。)
大佬们迅速按照两个狭缝像机关枪一样发射出穿梭电子，显示屏上随机出现大量粒子，但从远处看，这些粒子也形成了干涉条纹。既然是粒子，为什么会干涉？
所以有人认为很多电子挤在一起，所以有干涉，有点像儿童乐园里的海洋球。当你跳进去的时候，海洋球会像波浪一样散开，虽然是粒子，但也会产生干扰。但这真的是全部吗？
图:实验结果
科学家又做了一次实验，改成了“手枪式”发射。一个电子被砰的一声击中，电子到达感应屏，然后再打一枪，防止了两个电子在运动中互相干扰。然而，科学家们感到困惑。无论你打字快还是慢，结果都是一样的。屏幕还是会有波动，而且会有新的干涉条纹而不是两条条纹！也就是说单个电子干扰了，那么干扰了谁呢？就两条缝，它只能选择一条通过，另一条缝没有电子出来。它能干涉到哪里？
为了解决问题，大佬们在实验中安装了一个光电探测器来“看”它，看看电子是如何干涉的！人们发现电子在感应屏上诚实地形成了两条条纹。大家:天啊，告诉我发生了什么！
上面的故事已经给出了答案:波粒二象性首先用不可靠的平行宇宙理论解释:你不看的时候，电子穿过缝A，然后穿过缝B，然后干涉。你可以理解为量子里有个二重身。如果你看着它，宇宙就会分裂。如果电子通过A槽进入，那么平行宇宙中的电子就会通过B槽进入。是我们的探测造成了宇宙的分裂，使得两个宇宙中的电子无法干涉。
玻尔的解释:前半段和平行宇宙一样，电子处于叠加态，是波动态，但是你看着看着，就随机坍缩成粒子态了。
爱因斯坦:我解释不了！一定有我们还没弄清楚的事情。反正上帝是不会摇号的。
图:我们的印象中，原子中的电子是这样的。
图:其实就是这样，所以也叫电子云，有概率，有波动。
从目前的科研成果来看，玻尔是对的。量子具有波粒二象性，这是量子力学的核心。电子同时具有波和粒子的性质。
当它没有坍缩成粒子时，虽然它也是作为单个粒子发射的，但波的性质也在起作用。当你发射单个电子时，类似于发射水波。当你发射一束电子的时候，你其实是在发射一束波，这些波会根据干涉结果显示在感应屏上。当你检测到一个电子时，它会坍缩成单个粒子的性质，于是一束电子被打出来，没有干扰，只出现两条条纹。
如果你不了解量子的本质，你会觉得我不看干涉条纹，但我不干涉。好像有点“吓人”。自然明白量子力学是人类发现宇宙的最低逻辑。它可以解释宇宙的起源，从宇宙的构成到构成宇宙最小结构的粒子的形成。