时空波动论 第一章：宇宙起源
时空波动论——推翻相对论与万有引力，一场奔向银河时代的科学革命 ◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ 朋友们，您好! 我名叫陈少华。来自江西九江，毕业于武汉大学。 现在将我对宇宙时空的一些思考拿出来跟大家一起探讨，希望您不吝赐教。 相信很多人，最感到好奇和兴趣的事是如何进行太空穿梭，宇宙漫游；如何进行时间旅行，回到过去，到达未来。 人生最大的快乐，就是从事自已最感兴趣的事。于我而言，就是探索宇宙,和大自然中深藏的奥秘。正如维吉尔所言，能认清事物原因的人是快乐的。探索出深藏在宇宙中的奥秘，是多大的乐趣呀！ 所以，我全身心投入到对这些未知秘密的探索中。其中经历的曲折与感受到的艰巨，一言难尽。终于有了这些观点，现在将它拿出来与大家探讨。由于水平有限，其不足之处必然甚多，请您多加批评指证。 可以把它称为： “时空波动论” 在展示它之前，先提出一个公设法则，做为其理论基础。 伟大的科学家、经典力学王者牛顿说：“自然不作无用之事，喜欢简单化，从来不爱用多余的部分来夸耀自已。” 伟大的天才科学家爱因斯坦说：“科学家都是从简洁中认识到真理的美。” 以“量子电动理论QED”而获得诺贝尔物理学奖的科学家理查德•费曼说：“你能通过真理的美与简单来认识真理，没有经验的学生会作出非常复杂的猜想，我知道它并不正确。因为真理总是比你想象得简单。” 奥卡姆剃刀原理认为，大自然在创生时走最简单最经济之路，以此方式来构成世界。一旦有不符合此方式的路径，就立刻被大自然之力以剃刀般的快速排除掉。 所以，我提出的法则名为：最省力实用原理。 ●最省力实用原理 科学家相信，自然在创生时就喜欢经济实用，它在创造物理、生物、化学的结构时，总是以省力为要义，避免不必要的累赘。物理学方程就象是自然之诗，简约且按照某种规则组织起来。 当省力原理同实用原理相抵触时，实用原理高于省力原理。例如，大自然在产生人时，可以将人形成得更简单，但人就失去了很多的思考智慧能力和抵抗疾病的能力。人，智能，之所以如此复杂，就是为了实用。 ◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
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《时空波动论》 第一章：宇宙起源
作者：陈少华
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◎人类必须要靠自已的智慧
以人类现在的技术水平，要想进行时间旅行和宇宙漫游，是不可能的。因为人类的飞船速度很低。距离太阳系最近的恒星，是4．3光年之远的半人马座α星。要想飞行到那里，以现在最快火箭的速度，需要数万年的时间。即便是火星，都只是在近年才由无人探测飞船到达过。人类的脚步，仅仅只登陆过地球的卫星——月亮。月亮距地球只有38万公里，一光秒多点的距离。这同动辄数百上千光年的宇宙空间比起来，太小太小。距离探索太空和宇宙，人类还有太长的路要走。这一切表明，人类的科学圣殿，这个以牛顿经典力学、爱因斯坦相对论、量子力学三大理论为支柱而经历了百年辉煌的耀眼宫堂，如今已经王气黯然，裂缝隐现，是到了重建的时候了。否则人类永远也无法进行宇宙星际探索，迈向银河时代。
不明飞行器―――UFO屡屡被目击者观察到。让我长时间地苦苦思索：外星人究竟掌握了什么尖端科技，让他们如此轻松地在宇宙中自由自在地旅行？无法不羡慕。如果能拜外星人为师就好了。可惜的是，外星人真的很神秘，神龙见首不见尾，从来不肯跟人类沟通；也许，他们是不舍得将核心机密泄露？当然，也有可能，是认为人类太落后，就象人类看待猴子一样，觉得两者差距太大无法沟通？
图片：宇宙起源1
人类无法从其他智慧文明那里得到宇宙的真正奥秘。
所以，人类必须自力更生，艰苦奋斗，只靠自已的力量与智慧，使科技水平逐渐达到尖端水准，从而能够自主进行时空穿梭和宇宙飞行。这也是宇宙法则决定的。
虽然人类比外星人要落后很多很多年，但，我可以肯定，奇迹即将出现―――人类即将发现和掌握那些被外星人视为不可泄露的宇宙秘密。用不了多久，人类就可以完成外星人走过的宇宙时间探索之路。从而与其他高级智慧文明一起，成为宇宙时空的主人。
人类将可以回到古老的过去，来到遥远的未来。在无边广阔的宇宙中自由遨游。
没有什么难题是不可解决的。只要肯用心探索和实干，我们可以完成任何重任。
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◎最简单的问题，其实蕴含着宇宙深藏的最本质奥秘
这个宇宙充满了无数的奥秘。每当仰望星空，我就满是好奇。那些星星附近，有没有智慧生命的存在？这个宇宙有没有边际？这个宇宙太奇妙，可人类的科学知识还比较落后，对宇宙的认识还停留在初级阶段，许多的不解之迷，困惑着我。我一直都想要解开那些迷团。
时间为什么会一直不停地流动？物质为什么会有质量？物质为什么会有重力？这些问看起来很可笑，很简单，可能很少有人会纠缠于这些问题上浪费时间。可是，这些正是我一直在思索的问题。
其实，很有可能，这些问题是解决宇宙本质奥秘的最核心所在。只有理解了时间、质量、重力的本质奥秘，人类才能理解这个宇宙，才能象强大的外星文明一样无所不能。
经过苦苦思考与艰辛探索，这些问题的答案渐渐在我脑海中展现。
我终于发现，人类原来真的可以象传说中的仙人一样，自由自在地遨游宇宙、穿梭时空、回到过去、来到未来、长生不老。这个宇宙是如此的奇妙，如此让人激动兴奋！
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◎宇宙大爆炸论
现在，先来探索宇宙的起源。
相信每个人都会对宇宙的起源是很好奇与关心，这是人类的本性。著名黑洞研究者霍金，写出了一本讲述宇宙起源的科普书《时间简史》，成为热极一时的畅销书，证实了一点―――对于宇宙，没人能够不关心。
宇宙的起源，现在被所有科学家推崇的是“大爆炸论”。而各种科学观测都证实，大爆炸论是经得起考验的。
自1929年天文学家哈勃发现宇宙红移，得出宇宙在膨胀的结论后，勒梅夫受到启发，提出宇宙起源于一个原始原子。科学家伽莫夫提出“大爆炸论”，认为宇宙起源于一次大爆炸：大约在一百四十亿年前，宇宙是一个无限密度与无限小又无限高温的小点，名叫奇点，在强大压力作用下，轰地一声大爆炸，产生出无数的粒子飞向四方，其中包括电子，夸克、光子、中微子等基本粒子。夸克间相互结合，形成质子、中子，电子与质子、中子结合，形成氢原子和氦原子。这些原子凝聚为一团团星云，在引力作用下坍缩，成为无数的恒星、行星，从而形成现在这个宇宙。
图片：宇宙大爆炸
大爆炸论非常形象地描述了宇宙的产生过程。
但还是有一点缺憾―――它没有回答一个最原始的问题，这个无限密度与无限小又无限高温的小点，名叫奇点的东西是从哪来的呢？难道是凭空而来？或上帝创造的？如果是上帝创造的，那上帝又是哪路神仙创造出的呢？或者，上帝有妈妈吗？
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◎宇宙的真实起源
现在，人类已经可以掌握宇宙起源的秘密。
宇宙最初是没有什么奇点的，什么都没有。无边无沿的天空，一望无际，空无一物，比真空还真空，完全是绝对0度，完全的黑暗孤寂。也没有时间在流逝。这意味着，如果有一个时钟，这个时钟将不会记载哪怕一秒的时间。
但这种情况终于会有所改变。在于微观世界的特殊运行方式。宇宙最初没有时间没有空间没有物质没有能量的状态，等同于一个存在时间极短的微观世界，这里，量子力学的原理将发生作用。
量子力学直接引导了电子信息革命，使人们的生活发生了翻天覆地的变化。
德国科学家普朗克1900年提出“量子”观念，为量子力学打下理论基础，再由著名的哥本哈根学派：玻尔、海森堡、泡利发扬光大。其核心原理是“不确定性原理”：无法同时测到一个粒子的位置与速度的准确值；在极短的时间里，粒子的能量无法确定，可能会有一个超大值存在；极短时间里，在微观粒子世界，任何事情都有发生的概率存在。
不确定性原理决定了微观粒子世界有着区别于我们熟悉的宏观世界截然不同的特点。量子隧穿效应证实了这一点。在一束粒子中，每一个粒子的能量都是E。由于能量不够，它们无法跃上某个高度、或穿透某个障碍。但在一瞬间的极短时间内，很可能出现某个粒子，忽然具备了超高能量，轻松跃上这个高度并穿透障碍。
根据隧穿原理，科学家们已经发明了许多非常实用的灵敏度极高的微观粒子探测仪器。美国科学家宾尼希发明的扫描隧道显微镜，能看清纳米尺度的原子分布，是分辨率最高的显微镜。其原理就是利用隧穿原理。极尖细的探针接近被探测物，通常情况下，被探测物表面的电子能量低，不具备冲破空间阻碍让探针产生触动效应。但在某个极短时间，肯定会有某些电子忽然具备很高能量，冲上探针产生观测结果。正是因为这种隧穿效应很普遍，很均匀，所以会让显微镜看清原子级别的物体结构特点。
不确定性原理还表明，在极短一瞬间，微观世界有可能处于质能不守恒状态。有可能从虚无中偶然产生一对虚的正负虚粒子，又立刻中和泯灭。使系统总能量恢复为0 。
但是，在宇宙的最初，时间尚未流动的时刻，真空中产生的正负虚粒子对却并不能中和湮灭。因为正粒子代表着一种能量。这，正是宇宙最初那重要的初始能量来源。这个能量虽然极其微弱，但已可使时间流动。只要有了一点能量触发，时间的流动就是自动的，而且再也不会停止。要想让时间停止，就必须对时空施加特殊能量才行。
在宇宙最初，正是什么能量都没有，所以连时间都不能流逝。时间的流逝是需要有一个推动力的。具体的原因，大家在看了我日后对时间本质的揭示后就会明白。正是不确定性原理的作用，使得微弱的能量从虚无中释放出来，从而推动了时间的流动。这是非常关键的。
真空里的能量起伏，是量子力学里的一个非常特殊的现象。在一个极短的时间里，原本能量是0的空间，会忽然产生一对正负虚粒子对。这使系统在极短的时间内处于质能不守恒状态。一部分空间具有正能量，另一部分空间具有负能量。但这种状态并不会持久。产生的能量相当于粒子从真空银行里借贷出去的贷款，是要归还的。紧接着正负虚粒子对就会中和湮灭，使系统的总能量达到0，从而维持能量守恒。
但在时间运行之前，这个能量贷款就无法归还回去。时间的运行是自发的，迅速的，只要有一点点能量，哪怕是借来的虚能量，也立刻被时间利用，使自已流动。由于正负虚粒子是含有能量的，这微弱的能量已足矣使时间流动起来。
可见，使时间流逝的这点能量，是无法归还给真空能量银行的。真空能量银行要想追讨这份欠款，只能强迫时间停止流动。但这将耗费多得多的能量。不符合最省力实用原理。所以银行只能睁一只眼闭一只眼，不再追讨最初的这一点能量贷款。此后，质能守恒将会得到遵守，真空中的能量起伏无法改变系统的总能量值。
单靠由不确定性偶然产生的能量，宇宙要生成到现在这么多质能，是不可能的。每一点能量，都会被追讨偿还，使系统保持在能量守恒状态中。宇宙只能非常短暂地处于质能不守恒状态。
那，这个如此浩如烟海的宇宙，是怎么来的呢？
时间会解决这个难题。
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◎时间是万物之母
时间逐渐成为宇宙在最初时刻唯一的标志。需要指出的是，那时，时间的流动速度跟现在是完全不同的。真是非常的缓慢。如果能派一个人拿着一个时钟去创世之前的宇宙，把两个时间进行对比，那时的时钟只过一秒钟的时间，我们就已经历了上千年。
这段时间大概持续了十万亿年（我的估算，会有些误差的）。这是个非常漫长的时间概念。而人类测出的宇宙的存在的时间是一百四十亿年。这一百四十亿年其实只是有物质存在的时间。跟毫无一物的宇宙持续时间相比，真是太短了。
时间是有能量的。时间为什么会有能量？现在只提出这个使人难以置信的结论。具体的证明，将在下一章再陆续揭示。
这十万亿年的漫漫时间里，时间积累出了无穷能量。就象是一束光线，在数十万亿年的发射中，发出了无数的光子能量。这些光子能量越积越多，量变产生质变，最后发生了一个惊天动地的事件。
而伟大科学家爱因斯坦已经证明，能量和质量是等价的，在一定条件下，可以相互转换。
这些无穷的能量，渐渐旋转成为大涡轮，越转越快，内部温度也越来越高。又经过几千亿年的时间，这个大涡轮终于凝聚成为一个无限密度与无限小又无限高温的小点，也就是“奇点”。
接下来发生的事情，跟当代大爆炸论所描述的情况基本相符，不同点在于，宇宙大爆炸会产生成对出现的无数正粒子与反粒子。大爆炸论认为，正粒子会比反粒子多点一点点，大约是十亿分之一，当正反粒子相碰同时泯灭后，是这多出的十亿分之一的粒子，形成了现在这个宇宙。
反粒子和正粒子是一样多的，数量上不会有区别。只是在大爆炸发生的那一刻，正反粒子沿着不同的方向抛出，大部分正粒子和少部分的反粒子聚在一边，大部分的反粒子和少部分的正粒子聚在另一边。每一边都在中和泯灭一部分粒子后，由剩下的粒子相互作用，产生出一个宇宙。我们现在所处的宇宙，是由正粒子构成的正宇宙，而我们的邻居宇宙，将是那个由反粒子构成的负宇宙。
这个浩如烟海的无边无垠的宇宙，其实是在一无所有中由时间产生的。所以说，时间是宇宙万物之母。
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◎一沙一世界
佛学认为，一粒沙子里就有一个世界。这是有道理的。其实，每一个基本粒子，比如电子、构成质子中子的夸克，如果将其无限放大，会发现其内部是空的，其内部都有一个宇宙。这个宇宙产生的原因跟我们这个宇宙产生的原因是一样的，都是由于不确性原理产生出微弱的能量，使得时间流动，时间在万亿年的漫长岁月里积累无穷的能量，最后形成一个奇点，引发大爆炸形成了宇宙万物。
由于质子与中子并非最基本粒子，而是由3个夸克组成，所以质子与中子的内部宇宙分别存在于3个夸克中，每个夸克都可以在内部形成一个宇宙。电子作为基本粒子，其内部则有一个单独的宇宙。
其实，我们这个看似浩翰的宇宙，很可能就是装在另一个宇宙里一个微不足道的电子中。
我们地球的这个世界才存在了几十亿年，那地球上基本粒子内部是否没有足够长的时间来积累能量？其实不是。因为时空不一样，时间的快慢也不一样。地球的时空过去一年时间，地球上基本粒子内部的时间可能就过去了几十万年。所以还是有足够时间来积累能量形成奇点。
基本粒子内部的宇宙，大部分时间还是安全的。但这些宇宙也有瞬间毁灭的可能。大型强子对撞机里，加速到接近光速的基本粒子相互碰撞，会将基本粒子撞得粉碎。粒子内部的宇宙也就面临着灭顶之灾，彻底毁灭。除此以外，当我们给物质加热到高温时，这些物质处于高温的基本粒子，其内部的宇宙也会处于一个高温状态。很可能身处这个宇宙的生命无法适应，就灭绝了。我们这个宇宙也一样，万一哪天包含着我们宇宙的基本粒子被丢进高温炼钢炉，我们就会感觉到无法忍受的炽热。转眼间生命都被烤焦消失了。当然这种概率还是非常小的。我们这个宇宙既然能够坚持到智慧生命的产生，说明包含着我们这个宇宙的基本粒子处境稳定正常，温度恒定。当然我们还是要祈祷这个粒子千万不要被丢进炼钢炉或大型强子对撞机中去。
由于我们这个宇宙温度极低，只比绝对零度－273摄氏度高了3度，这3度还是宇宙大爆炸经过亿万年散发后残存的余温。可以确定包纳着我们这个宇宙的电子当然绝不会是恒星，温度太高。也不会是有生命的行星，那种行星温度适宜，电子的温度会保持在摄氏20度左右。电子里面的宇宙的温度当然也不会太低。一个有生命的行星，这个行星上的一个电子内部的宇宙通常很难产生出生命。因为有太多不可控的因素，电子的温度会由于人为因素而变得极高，内部的宇宙就会变得炽热，导致好不容易产生的生命就消失了。这个电子应该是处于寒冷孤寂的太空里的一个行星上。这个行星的温度就是－273度。很可能这个行星的附近并没有恒星，所以行星没有得到任何的热辐射，接近绝对零度。我们宇宙里就确实有接近绝对零度的地方。如果太阳系有什么地方适合电子内部宇宙产生智慧生命，那一定不是水星、金星、地球，而是天王星、海王星、冥王星这样的寒冷且无生命的星球。
现在可以解释我们这个宇宙为什么可以产生生命了。
分析我们所在的宇宙，就会发现，真的是太巧夺天工了，使一些物理定律常数不多不少，正好适合生命的产生，适合人类的出现。这些常数哪怕是偏离一点点，人类都是不可能生存的。为什么会这样巧呢？就是因为在无数个宇宙中，刚好有几个宇宙是适合生命发展的。人类，当然只能出现在这极少数的几个宇宙中。
普通人认为生命仿佛是理所应当，科学家则有太多理由为人类庆幸，为生命惊喜。
事实上，质子质量如果稍微重千分之一，同中子相当，原子就不会稳定，物质就不会形成。生命的出现更是妄想。
假如强核力不像现在这么强，原子核就会变得不稳定，就会蜕变。
强核力如果比现在强一点，两个质子便有可能克服它们共有的电斥力而粘在一起。
在大爆炸期间，质子要比中子多得多。当原初物质冷却下来时，中子就寻找质子以与之黏合起来。质子与中子的结合构成了氘，氘很快又经过进一步的结合，形成了氦元素。但是，剩余的质子完好如初，构成了制造恒星的原料。假如这些质子可以成对地黏合在一起，那么，每一质子对当中的一个质子就会衰变为中子，使质子对变为氘，然后再变为氦。这样，在一个核子力强出百分之几的世界里，几乎就不会有氢从大爆炸时留下来。就不会有以氢为核燃料的大量恒星诞生。液态的水也不会存在。没有了水的宇宙，生命的产生不会有丝毫可能。
而且，强核力只要强万分之一，恒星燃烧速度将大大加快，寿命显著降低，不会有充足的时间留给生命去进化，智慧生命就再也不会产生……
恒星越大，内部核反应就越剧烈，寿命就越短。恒星的质量能保持为多少，取决于电磁力与引力的平衡。依照现在电磁力与引力的数值，太阳能够稳定存在。物理学家发现，太阳这类能燃烧百亿年的中等质量恒星的存在其实非常幸运。引力的强度哪怕变化，足以破坏掉这种数值巧合，所有的恒星便只能不是质量巨大的蓝巨星就是质量很低的红矮星。像太阳这样质量适中的恒星就不会存在，依存于太阳一类的恒星的生命也不会存在。
具体到人类的产生，那就更加让科学家觉得不可思议。那么多幸运的、出现概率为几亿分之一的美事，全让地球给摊上了：如果地球离太阳远一些，就不能从太阳上获得足够的光和热，生命就无法产生。如果不是有大量的水和海洋，生命同样无法生成。如果不是有巨大的木星存在于地球轨道外侧，地球被小行星碰撞的概率将猛增几万倍，生命也将消失。如果不是刚好有月球这颗大卫星的存在调整地球轴线，地球将无法稳定地绕太阳公转，气候无法持久恒定，生命同样无法持久进化从而形成智慧生命。而一颗行星拥有如此巨大的卫星，在宇宙中极少被发现过，概率真的极其之小；最不可思议的是，水凝结成冰后，冰会浮在水面上。这使得生命的产生成为可能。海洋不会因为结冰而全部冻结。事实上，物质固体比液体密度高是一个普遍的情况，只有水除外，水的固态比液态轻。一旦冰比水重，那一旦进入冬天，表面结冰后沉入海冰，表面继续结冰，最后整个海洋都会冰冻，所有生命都不可能生存下去。可想而知，冰比水轻是多么的关键。而能作到这一点的宇宙，想来非常罕见。其它宇宙，多半因为冰比水重而无法产生任何生命……
有人认为水分子由两个氢原子与一个氧原子构成，由于原子结构固定，想必任何一个宇宙中的冰都会比水轻。但还真不能这么肯定。因为每个宇宙通过大爆炸产生的基本粒子如质子、中子、电子等的质量体积属性很可能每个宇宙都是独特的，不会相同。有的宇宙质子比中子重，有的宇宙质子带负电，电子却带正电。有的宇宙水分子由两个氢原子两个氧原子构成，只因氢与氧的价电子刚好互补。
所以，不可不珍惜生命。生命，出现得真不容易！能进化到现在的智慧阶段，开始去认识宇宙的奥秘，更是一个奇迹！
宇宙的初始条件好像是经过设计，于是，为了解释这一点，有人就可以求助于人择理论，假设存在着很多宇宙，在这些宇宙中，基本常量因某种原因具有不同的值。只有在那些基本常量恰好合适的宇宙中，才会形成生命和观察者。
基本常量的数值巧合也可被看作是设计的证据。常量的数值十分微妙，没有它们，物理学的各个不同的分支就不会接合得如此巧妙。
这可被看作是上帝的所为。宇宙现今的结构显然对基本常量数值的微小变更十分敏感，因而，人们很难不这样想，宇宙的结构是经过精心设计的。
我们之所以存在，生命之所以存在于这个宇宙，之所以有这么多巧多天工的巧合，是因为我们这个宇宙绝对不是孤立的。在我们这个空间，确实只有我们这一个宇宙。但我们这个宇宙其实只是另外一个宇宙里的一个微不足道的基本粒子。在时间能量的累积下，会在不同的基本粒子内部陆续形成奇点。每一个奇点都会通过大爆炸产生正反两个宇宙。这些宇宙中，只有极少数宇宙可以产生生命。因为生命的出现需要的条件太复杂太苛刻。而大爆炸那么一下，不确定性太多。而无疑我们这个宇宙恰恰是那极少数适合于产生生命的宇宙之一。
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◎电子波
法国物理学家德布罗意在1924年提出一个假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式λ＝h/P 推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比，即λ＝h/mV。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。
三年后，通过两个独立的电子衍射实验，德布罗意的方程被证实可以用来描述电子的量子行为。在阿伯丁大学，乔治•汤姆孙将电子束照射穿过薄金属片，并且观察到预测的干涉样式。在贝尔实验室，克林顿•戴维森和雷斯特•革末做实验将低速电子入射于镍晶体，取得电子的衍射图样，这结果符合理论预测。
电子波这种物质波是怎么回事呢？
不要把电子波等物质波等同于需要介质才能传递的机械波。其实，这种波是概率波。
由于海森堡测不准原理在微观尺度起作用，电子的具体位置与速度都是无法同时确定的。电子某一时间位于何处，也是有一个概念分布的。这就会形成一种波动现象，单个电子在通过双缝时，会以相同的概率同时通过双缝，会形成自我干涉。但一旦要观察这个干涉现象时，波函数会坍缩，电子只会在屏幕上形成一个点。
单个电子一个个被发射通过双缝，会在屏幕上形成明显的干涉现象，产生明暗相间条纹。电子在某一时刻的位置无法被确定，那么在某一时刻电子就会以相同概率同时通过双缝。这两条缝会成为两个电子波源。这是惠更斯原理决定的。惠更斯原理：球形波面上的每一点（面源）都是一个次级球面波的子波源。
一个水波通过双缝时，形成两个水波源，两个水波源同时发出水波，并互相干涉。某位置到两个水波源的长度差是水波半波长偶数倍时，两列水波到达这里都是波峰或波谷，形成增强干涉。水波的振幅增加一倍。某位置到两个水波源的长度差是水波半波长奇数倍时，两列水波到达这里一个是波峰，一个是波谷，形成相消干涉。水波振幅为0 。
电子的行为与水波完全一致。两列电子波发生干涉，某位置到两个电子波源（两条狭缝所在处）的长度差是电子波半波长偶数倍时，两列电子波到达这里都是波峰或波谷，形成增强干涉。电子波的振幅增加一倍。这是出现概率最大的地方，会出现亮纹。
某位置到两个电子波源的长度差是电子波半波长奇数倍时，两列电子波到达这里一个是波峰，一个是波谷，形成相消干涉。波振幅为0 。这是出现概率最小的地方，会出现暗纹。
实验表明，多个电子会在通过双缝后产生干涉现象。即便一个电子一个电子地发射，同样会出现通过统计后发现这种干涉现象。这证明，单个电子会发生自我干涉。很多电子的干涉图案重叠起来变得明亮了，就能清楚看到明暗相间的干涉条纹。
物质波的波粒二象性根源在于测不准原理。不要将电子波与水波、声波、光波等经典波搞混。在经典波中，波确实是上下起伏地前进的，显得很有规律。比如水波，可以清楚看到水分子在上下起伏振动。光波中的光子则一会而波峰，一会儿波谷，振荡着向前飞行。经典波的波峰是指波形偏离波前进路线最大且位于路线上面的位置，如水波到到波峰时的情况。波谷则是波形偏离波前进路线最大且位于路线下面的位置。
电子波并非如此。电子可没有那么规矩。电子波的波峰并非指它偏离飞行路线的距离达到最大，而是指电子在这个位置出现的概率最大。这个位置往往是偏离飞行路线为0，也就是电子作为一个飞行物体原本就应该处在的飞行路线。振幅为0处则是电子绝对不会出现的位置，出现概率为0.这种位置往往偏离飞行路线很大。即使以电子这么不安份想到处乱窜的小不点调皮鬼，也是不会去涉足的。
事实上电子飞行时看起来确实是一团乱麻，完全找不到什么规律。它唯一还守的规矩是，它会更多地出现在预定到达位置上，更少地出现在偏离预定到达位置的地方。
物理学家是擅长总结规律的。他们就是从电子的这一飞行规则里，总结出电子是一种波，并推导出了波动方程。并不是指电子是按照波的形态在上下震荡飞行，而是指电子在空间中的概率分布有紧有散，很有规律，象波一样上下起伏。
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◎电子的飞行轨迹——电子概率云
电子绝对不是按直线前进的粒子，而是以预定到达位置为中心，也会以不同的概率出现在预定位置周围的波动，每个位置会有一个特定的概率，但越靠近预定位置，电子出现的次数越密集。后来形象称这种位置分布为电子云。例如，预定1秒钟后电子出现在X点，那么电子并不会真的只出现在X点，而是以X点为中心的球体中每一点都存在出现的概率。当然，距离X点越近，出现概率越高。
电子的运动轨迹可以用波动方程来描述。与普通波动方程比如声波水波不同的，普通波动方程在确定的某个时间，波的位置有一个确定的位置；而薛定鄂波动方程描绘的不是普通波动，而是量子空间的基本粒子波动，在确定的某个时间T，粒子并没有确定的位置，而是在一些位置存在一些不同的概率分布可能。这个概率分布可以通过电子双缝实验来观察。单个电子通过双缝后到达观察屏时的位置，呈现出一种概率分布状态。有的位置电子经常出现，有的位置电子只是偶尔出现。这个概率并非无规可循，而是严格遵守着一种规则。薛定鄂找到了这个规则，写出了波动方程。电子波函数都从原来的三角函数cos转化为EXP函数，即自然数e的指数函数，这样可以方便运算。而标准的正态分布函数就是这种函数。说明电子波的函数都是正态分布的——中心有一个山顶般的最大值，从两侧渐渐减少至接近于0.
一个子弹打出去，我们可以很确定它在某一时刻会处于的位置。因为子弹是以粒子形式传播的。而一个电子打出去，我们在某一时刻却无法确定它所处的位置。电子不会有确定的位置，而是在一个球形区域内都会有存在的概率。
我们可以很确定，一个速度为1公里每秒的子弹，在一秒钟后会位于距原点1公里处（假设这是在无重力的太空），坐标点为（1km，0）。
而一个速度为1公里每秒的电子，在一秒钟后其位置是一个电子云团。这个云团以坐标点（1km，0）为中心，是一个球形，在这个球形内部，电子都有出现的概率。
电子作为粒子以V运动，在时间t时原本预计会出现在X＝Vt这一点。电子是在x这一点为中心的一个圆球范围内都有出现概率。圆球中心处出现概率最大，距中心越远，出现概率越小。所以电子并不是仅仅会偏离直线轨道，还会出现在X点的前方或者后方。X点为中心的这个圆球范围内，电子都有出现的概率。甚至这个圆球的范围可以扩散到仙女座星云那么遥远的地方。在仙女座星云上，也有找到这个电子的极微小概率。
详见下图1－5所示：
图1－5 电子的飞行轨迹象是一团云
电子的这种飞行特征使电子象一团云。
此时要描述电子的飞行轨迹，需要使用波函数。电子的这种电子云团形式的飞行方式，还是很有规律的。无疑，越靠近球中心，电子出现概率越大。离中心越远，电子出现概率越小。这种分布的图像画出来，就是一个波浪形态。在波顶几率振幅最大，电子出现的机率最大。大多数情况下，这个波顶会出现在偏离中心最小的地方。注意，不要将电子偏离中心的飞行振幅与几率波振幅搞混。电子波函数研究的是几率波，偏离中心的振幅越大，几率波振幅则会越小。在知道电子的动能、势能之后，就能根据薛定鄂方程求解出波函数。想要知道时间t这一刻电子的位置，就将t代入波函数，画出函数图形。这个图形清楚表明偏离中心的每一点的几率振幅。几率振幅越大，表明电子在时间t出现在这个位置的概率就越大。
可以用一个波函数来描述它此刻所处的位置。通过这个波函数可以知道在空间中的任一点，电子位于此处的概率。大部分位置这个概率是0.只有在某些位置，具有发现电子的最大可能性。
子弹击出去，在某一时刻，发现子弹位于某位置的概率要么是100%，要么是0.子弹也会有一个波函数，但这个波函数代表的不确定性太微弱，完全可以忽略不计。电子击出去，在某一时刻，在空间的某位置，发现电子的可能性则是由波函数决定。要想知道这个波函数是多少，就需要解薛定鄂方程求出这个函数。求出函数后，要想知道时刻t时，电子在某坐标位置出现的概率，只要将t与坐标值代入这个函数，就可以求得概率。
对于质量远远大于电子的普通物体而言，由于测不准原理失效，其波动现象基本不会出现。不过严格意义上来讲，也还是会具有一定的波动，只是波长相比物体的尺寸而言太小，可以忽略不计。一个子弹，如果在太空中向前发射，毫无疑问，由于没有重力的作用，子弹会以直线飞行。但量子力学告诉我们，并不是如此。子弹只是看起来象一条直线，实际上，子弹在飞行时并非严格的直线，而是以一个很小的范围偏离出飞行路线。但这个偏离值是可以利用德布罗意物质波方程计算出来的。
这也是电子轨迹看起来象是一团云的原因。Ψ2就是电子分布位置的概率。这说明在一个时刻T，粒子位于什么地方，是无法确定的，只能给出一个概率上的分布。但这个概率分布并非杂乱无章，而是很有规律，只要在电子前方立起一块屏幕，观看电子打击到屏上的位置，就可以看出这个规律。可以用单电子来进行多次实验，也可以用一束电子群来进行实验。两种方式得到的结果是一样的。
如果在电子与屏幕之间竖起一块遮挡板，上面开一单缝，电子将穿过单缝后再飞行到屏幕上，屏幕上就显示出一种类似于正态分布的图样，接近中央的部份电子出现的密度最高，这个部分亮度最高。从中间向两边密度逐渐减小，直至完全看不到电子的痕迹。这令我们想起什么？想起山峰现山谷之间的起伏。山峰最高，就象中间电子出现次数最密集的那部分空间；山谷最低，就象电子出现的次数越来越少，直至完全不出现。这正是波动所描绘的现象。波动就是振动粒子在能量最高的波顶与能量最低的波谷之间的过程。比如水波的波动，水分子一会儿被抛上波顶，一会儿被甩向最低谷。在电子运动时，电子在屏幕上出现的次数，在屏幕中间部分亮度达到最高峰，然后向两测逐渐下降到最低谷0 。
在任一时刻T，子弹的分布就是一个确定的点。电子的分布却是一个球体。在这个球体里都有出现的概率。但明显圆心出现概率最大，最明亮。离圆心越远，出现概率越低，就越暗。这种从出现概率高到出现概率低，从明亮到黑暗，与从波顶到波谷类似。所谓电子的波动，其实就是指这种情况。薛定鄂方程与波函数，就是用数学手段描述这种波动。
如果在遮挡板上开两个狭缝，那电子将在穿过双缝后飞行到屏幕上，屏幕会显示出什么图样呢？此时屏幕会显示出更加类似于波动的图案，电子的亮度光条明暗相间，明亮光条会紧跟着黑暗长条，然后是明亮光条，再接着黑暗长条。而在屏幕中间部分，电子的亮度达到最高，显示这里到达的电子个数是最多的。向着两侧，明亮光条的亮度会逐渐减弱。见下图1－3所示：
图片：电子双缝干涉实验示意图
这让我们想到光通过双缝的干涉实验。产生的正是这种明暗相间的条纹带。这说明，电子在通过双缝后，会产生干涉现象。使电子出现在屏幕的次数被改变。原本电子可能出现在屏幕某处，但由于来自另一个孔的电子也出现在这里，两个电子正好一个是能量的峰值，一个处于能量的负峰值，而被抵消。使电子不在那里出现。
根据这些实验显示的特征，电子的运动过程应该是这样的：
电子很不安分，原本应该直线向前飞行的它，却经常偏离飞行路线，这是其天性如此。所有质量小的粒子，都是这样的天性，不肯老老实实按照规定路线位置飞行。但是它偏离路线位置是有一定规则的，会展现出波动性。它在预定路线位置上出现频率最高，这里概率最密集，相当于波到了波峰。它在偏离路线位置比较远的位置出现频率很低，这里概率波相当于到了0.这就是它完成了一个波峰到0的过程，接着就0到波谷，波谷时它又回到路线上，这里概率波得到最大值，但其能量方向跟波峰完全相反。也就是说，虽然电子在波峰时与波谷时都飞行在同一条路线轨迹上的预定到达位置，处于概率波振幅最大、出现频率最多的路线上，但能量的方向是相反的。电子的波动周期假如是0.01秒，那它在0.01秒内就会在中心点上出现两次，分别是波峰与波谷时。下一个0.01秒，电子又会开始下一个波形的波动过程。详见下图1－4所示：
图片：电子波波形
薛定鄂波动方程，正是正确描述了电子的这种运动状况。这里的波动不是指电子本身以波的方式在前进，而是电子出现的概率，在屏幕上出现的次数，会以波动的方式，密疏分明地出现。
单个电子通过双缝时，根据波函数，电子会以相同的概率同时通过双缝，所以会出现干涉现象。
电子的运动为什么这么麻烦？是可以有更好解释的。那就是“时空波动论”的公设基础：最省力实用原理。
无论是在原子核内的电子，还是从电子枪里发射出的高速电子，它们并不以严格的直线在飞行。在人未观察之前，象一团波一样不确性其位置的运动，只需要遵守波函数对其出现方位概率的限制——在飞行路线中央出现次数最多，偏离路线越远出现次数就越小。这就象一个教练在学员的打耙考试时不要求每弹都直中耙心的10环，只要打在耙心一定范围以内，拿到8环就算合格。如果要求弹弹都10环，除非是天生的神枪手，那学员就是再怎么苦练也无法做到。这是为了省力与实用。我们都有经验，如果工作生活中被规定得死死的，几点出现在哪，几点出现在哪，一秒钟不能迟到，不能偏出位置，那我们会觉得很累，很没意思。太死板太没趣。电子也是这样。电子在运动时，也喜欢自由自在，喜欢随意漫游，不愿被规定必须以直线来飞行，只要它大致飞行的路线是一条直线，出现在飞行路线中央的次数最多，就算是合格了。电子最喜欢这种自由的运动方式。无拘无束，多么省心省力，还能在一个大的范围里四处观光，远远好过只被限制在一条笔直的行动路线上。也并不限定某时刻电子必须到达某个位置，只要差不多到达那个位置就可以了。
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◎电子双缝实验
在19世纪以前，牛顿一直认为光是一种粒子，他的光粒子学说统治了物理学界长达一百多年的时间。
到了1830年英国的物理学家的托马斯·杨向这个观点挑战。他在百叶窗上开了一个小洞，然后用厚纸片盖住，再在纸片上戳一个很小的洞。让光线透过，并用一面镜子反射透过的光线。见下图所示：
图 光双缝干涉实验
然后他用一个厚约1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两束。结果看到了相交的光线和阴影。后来他换了个方式把光源放在一张开了一个小孔的纸片前，然后在后面再放一张开了两道平行狭缝的纸片。
光从第一张纸片的小孔中射入，再穿过后面纸片的两道狭缝，然后投到屏幕上，这样形成一系列明、暗相间的条纹，这说明两束光线可以像波一样相互干涉。
托马斯·杨的实验在物理学史上是一个闻名而经典的实验，撼动了牛顿长达一百多年光粒子学说的统治，是光的波动学说被再次确认的有力证明，所以意义非同凡响。
为了理解光双缝干涉实验，可以以水波为例介绍。水波通过双缝后会发生干涉现象。见下图所示：
图 水波双缝干涉实验
1905年爱因斯坦提出光量子理论，虽然在当时很多人们感觉难以接受，认为光怎么可能又是粒子，又是波；
而随着时间的推移，大量的科学家进行实验认证，爱因斯坦的光量子理论被认可，光的粒子学说才再次翻身。
从此，光既有波性，又有粒子属性的波粒二象性，最终被物理学确定下来。也奠定了量子物理学的基础。
随着量子物理的诞生，粒子世界被知晓，物理学家们突发奇想，把光的双缝干涉实验由光粒子变成了电子，重复这这个实验。
物理学家使用电子发射源发射电子束从前木板的双缝小孔中射入，让电子概率性的穿过孔后的双缝板，最后落入到后面的屏幕上，屏幕上有可以显示电子最终位置的探测器，实验方式其实和光的双缝干涉实验差不多。
通过不断的重复射入电子，屏幕上居然也出现了同光一样的多条明暗相间的干涉条纹，见下图所示：
图 电子双缝干涉实验
这让很多科学家大为不解，要知道，电子可是真正的实体粒子，电子通过双缝为什么会产生干涉现象呢？
物理学家做出一个假设：因为射出的一束电子里，含有多个电子，电子之间会互相干扰，因此产生了干涉现象。
如果上述推理正确，那么实验时，一次只射出一个电子，就应该不会再发生干涉现象。
于是，物理学家就使用电子发射源一次只射出一个电子来随机通过双缝，在连续射了好几十个小时后，怪事发生了，干涉现象居然还是出现了。
这怎么解释？单个的电子又与谁发生了干涉？一个电子怎么可以同时进入两个缝隙而发生干涉呢？难道电子有分身术？这也太怪异了！
那是因为，一个电子表现出是能够同时穿过两个缝。
这同我们日常经验完全不符。电子要么穿过缝1，要么穿过缝2，怎么可以同时穿过两个孔呢？难道电子会分身术不成？
可在微观的量子力学里，电子就是这么奇特。它具有同时穿过两条缝的能力。
因为电子是以波动的方式在飞行的。想像一下水波，面对前方的两个孔时，水波会同时穿过两条缝，从而形成干涉效应。
电子就象水波一样，形成了波动，同时穿过两个缝。电子的这个波动，就是概率波。它以50%的概率穿过缝1，以50%的概率穿过缝2 。至于一个电子到底是穿过了缝1还是缝2，这种提问本身就不正确。电子确实是同时穿过了两条缝，这是波的天性，绝不会厚此缝而轻彼缝。既然电子作为波有这个能力，它就会同时穿过两条缝。
电子束里的电子从一个源发出，再从两条缝射向屏时，本质上两束电子流是完全相同的，是一个电子各以一半的概率通过双缝后产生的电子流，故是同相的，所以其波形会叠加在一起，产生干涉现象。
同直线飞行的电子不同，双缝干涉实验中的双缝可以看作两个电子发射源，发射源发出的一束电子，并非仅以一条直线向前飞行，而是如同光源一样，以球面波的形式向前扩散。因为显然这两个电子发射源是没有发射方向的。球面波在传播时，以球心为中心，向外辐射，每一条球面半径都可以看作是一条电子流直线飞行路线。这条线上的电子波的波形在波峰与波谷之间来回往复，但电子并非如水波一样在上下振荡，而是其出现的位置在中心与两侧之间振荡。表现得是一条中心密集两侧稀疏的电子云。
两条缝作为两个电子源A与B各发出一个半球面波，各有无数条从源心辐射出去的电子线。详见下图1－6所示：
图片：电子双缝干涉原理
图1－6 电子双缝干涉原理
电子线共同进行波动，形成共同的波形线。A与B各发出的无数条电子数形成的这些波形将会象水波一样交汇，进而如水波一样发生干涉。
具体来说，波峰与波峰相遇时，振幅增加2倍。波谷与波谷相遇时，振幅增加2倍。这些位置概率密度最大，电子到达这些位置的频率最多，所以最明亮，形成亮条纹。图中以红色线条表示。这些位置的特点是，到达两个电子源的距离之差是半波长的偶数倍，或波长的整数倍。比如距离之差是1个波长或2个波长。
一个电子源形成的波峰与另一个电子源形成的波谷相遇时，由于两者能量方向相反，故相互抵消，电子将不会到达这些位置。这些位置会形成暗条纹。图中用紫色圆点表示。这些位置的特点是，到达两个电子源的距离之差是半波长的奇数倍，或波长的非整数倍。比如距离之差是0.5个波长，1.5个波长等。有人会说，两个概率都是正的，迭加后怎么会变成0呢？应该是概率直接相加吧。话虽如此，但如果一个是因为能量向上使概率为正，另一个却是因为能量向下使概率为正，那两者迭加后的概率并非两个概率之和。因为能量都抵消为0了，没能量的电子，怎么能显示出来呢？
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◎电子双缝监测实验
1974年，意大利米兰大学的梅里教授进行了一次电子双缝干涉实验。他在双缝的入口安装了极高清的摄像头，它可以直接观察到电子的运动情况，以此拍摄单个的电子是如何同时穿过双缝而形成干涉。
实验依然是将电子一个一个进行发射，然后梅里教授通过监视器观看电子的运动情况，梅里教授惊讶的发现：原本预想的探测器上很多相互干涉的条纹不见了，电子如最开始人们预想的一样，直线的通过双缝，并且留下了两条平行、对应的亮纹。
梅里教授实在想不出其中的原因，于是他将摄像头关闭，又重新进行了一次实验，这次探测器上却出现了很多相互干涉的条纹，梅里教授再将摄像头开启，探测器又变成了两条平行对应的亮纹，简单的说就是当用摄像机试图看着电子的时候，干涉条纹竟然消失了。不看的时候，干涉条纹又出现了。反复都如此，不论谁做，在什么地方做，结果都一样。好像电子是有意识的，知道有人在看着它。
后来物理学家利用光子、原子、甚至分子做双缝干涉实验，得到的结果也与梅里教授相同，为何人的意识能决定微观粒子的运动状态呢？为何微观世界的粒子仿佛像有意识一样呢？
摄像头开启时，为何干涉条纹消失？原因很简单，电子因为被观察，展现出叠加态中的一个态，从此失去了波动性，只能以粒子形式一次通过一条缝。电子同时通过双缝时会形成干涉现象，电子只通过一条缝时干涉条纹消失。
那么，为什么一个摄像头就能让电子失去波动性呢？原因后文再详加阐述。
实际上，摄像头不仅在电子通过双缝前放置会使干涉条纹消失，在电子通过双缝后放置，会达到同样的结果。这就让人更加惶恐：电子本来已经同时通过了双缝，成为两个电子飞往显示屏。现在对其中一个电子进行摄像，得知其踪迹，另一个电子就会立刻消失。
这些量子奇异现象，令无数人困惑不解，一团雾水。
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◎薛定鄂的猫
电子双缝干涉实验中，如果在双缝前面或后面安装一个观测器，看电子是从哪个缝穿过去的。那电子就不会表现出波动的特性，只会象粒子一样，选择一条缝穿过。干涉条纹消失。
玻尔为了解释这一现象，提出“观察导致波函数坍缩”。
爱因斯坦非常反对这种说法，哥本哈根解释把意识放进自然规律中，使意识可以决定物质。
薛定鄂也反对这种意识导致波函数坍缩的看法，他提出“薛定鄂的猫”理想实验，来进行反驳。
试想一只猫和一个毒气瓶被放在一个黑箱子里。见下图1－5所示。
图1－5 薛定鄂的猫
一种放射性物质，一个小时内有50%的可能性进行衰变，放射出射线，这种射线将会冲击一个装置，使一瓶毒气倒出。这只猫就被放在这个毒气瓶旁。按照哥本哈根解释，在一个小时内，放射性衰变发生的可能为50%，那这只猫存活的可能也就是50%，这是一种波函数。这只猫将处于不死不活的状态。只有打开箱子看一眼，波函数突然坍缩，这只猫才能从这种不死不活的状态里解脱出来，活着或死去。而根据常识，这只猫在箱子里，要么活着，要么死去，怎么可能会不死不活呢？这种状态当然是不存在的，所以哥本哈根解释是错误的。
哥本哈根派的反驳是：确实是这样的，人的意识充当着一个重要角色。在观察之前，这只猫就是不死不活，观察之后，猫才能确定是生还是死。
这种反驳并不能让反对者信服。爱因斯坦的追问是：难道你不去看月亮，月亮就不存在吗？上帝不掷色子。玻尔的回应是：你不去看月亮，月亮的状态是不确定的。你看了一眼，月亮才能确定它的位置。上帝怎么做是上帝的事，不要告诉上帝应该怎么做。
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◎几个粒子干涉实验展现了量子力学的真正令人困惑之处
光子双缝干涉实验中，当实验人员无法知晓光子具体是从哪个缝隙飞到显示屏时，显示屏上会显示出明暗相间的干涉条纹。这证明光子象水波一样，同时通过两条缝。因为只有这样，才能形成干涉条纹。光子的波动性，使它有能力同时通过两条缝。
为了更深入探索量子力学的秘密，有物理学家在双缝干涉实验的基础上设计了新的实验。
■1）对光子进行监测
光子双缝实验中，单个单个发出光子，光子仍然会发生干涉，形成明暗相间条纹。这证明光子能以波的形式同时通过双缝。
如果在某条缝隙前安装监测器，探测出光子是否经过这个缝隙，那显示屏上不会显示干涉条纹。这是因为光子受探测前，通过这个缝隙的概率只有50% 。受到探测时，波函数坍缩，通过这个缝隙的概率上升为100% 。自然无法用波函数来表示其运动轨迹。光子这时就不再具有波动性，只是以粒子的形态飞到显示屏前。这样一来，就不会出现干涉条纹。
这些实验有一个重要特点，就是光子或电子可以单个单个的发射。这样并不会影响干涉条纹的形成。这只有在粒子能同时通过双缝才能行得通。
对于光子或电子单个单个发射的双缝干涉实验，我的理解是：只要形成干涉条纹，就证明粒子是作为波同时通过两条缝，波函数存在。如果没有形成干涉条纹，就证明粒子是作为粒子，只通过其中一条缝，波函数坍缩。下面有几个实验可以证明我的观点。
■2）延迟监测实验
双缝实验中，监测器安放在双缝处。我们算好光子通过双缝的时间，待它通过缝后，再迅速加上监测器，来探测光子。由于这时光子已经通过了某条缝，这个监测器理应不会对光子是通过哪条缝产生干扰。干涉条纹应该不会消失。
但实验结果显示，只要加上监测器，干涉条纹就会消失。
■3）量子橡皮实验
玛兰.斯考利和凯.德鲁尔于1982年做了量子橡皮实验。这是对光子双缝干涉实验的一个改动。每个缝隙前面都放置一个标记装置，它会为每一个经过的光子做记号。这样一来，稍后只要查验光子，你就可以知晓它所通过的到底是哪一个缝隙。如何标记一个光子？粗略地讲，可以用这样的方法标记，让光子自由地通过某个缝隙，然后迫使其自旋指向某个特殊方向。如果左右缝隙前的装置能使光子的自旋指向特定但又不同的方向，那么我们就可以借助于一台更加精密的接收屏——这个新的接收屏不仅可以标记光子落在屏上何处，还可以记录下光子的自旋指向——来搞清楚光子到底通过的是哪一条缝隙。
实验见下图1－7所示：
图1－7 量子橡皮实验 图（a）在量子橡皮实验中，双缝前面的设备用来标记光子，以便弄清每一个光子穿过的究竟是哪一条缝隙。我们在图（a）中看到，这个判断路径的信息破坏了干涉图样。在图（b）中，另一个设备，用于抹掉光子上的标记的设备，被放置在探测屏前，由于判断路径的信息被抹掉了，干涉图样又重新出现了
实施这个带标记的双缝实验时，光子并没有形成干涉图样。现在我们应该已经很熟悉这里的解释了：新的标记装置会获得有关哪一条路径的信息，而哪一条路径信息又能够选定或这或那的历史；实验数据会告诉我们，某个光子通过的到底是左边的缝隙还是右边的缝隙。如果没有经过左边缝隙和经过右边缝隙的轨迹的组合，就不会有概率波的叠加，因而就不会产生干涉图样。
具体的擦除方法：不管光子是从左边的缝隙还是右边的缝隙进入，擦除装置都会使其自旋指向同一个固定方向。这样一来，通过测量自旋就不会获得任何信息，没法发现光子通过的是哪条缝隙，所标记的那一条路径信息被擦除了。神奇的是，擦除之后，屏幕探测到的光子确实产生了干涉图样。当擦除装置被置于接收屏之前时，它消除了——擦除了——光子通过双缝时被标记所带来的影响。就像延迟选择实验中的情形一样，理论上，这种擦除可以在其所要干扰的事件发生的几十亿年后才进行，即使这样也会有效消除过去，甚至是久远过去的影响。
现在，我们来看看斯考利和德鲁尔的想法。在光子撞击接收屏之前，如果你把标签装置对光子所做的标记擦除，从而消除了获知光子通过哪条缝隙的可能性，那又会怎样？这样一来，即使从理论上讲，也没有办法从探测到的光子中获取哪条路径的信息，这会使两种历史发生相互作用，从而形成干涉图样吗？按下标签装置的开关时，我们可以想象每个光子都像粒子般运动，穿过左边的缝隙或右边的缝隙。不管通过什么方法，在光子撞上屏幕之前，我们将其上所记录的有关通过哪一条缝隙的信息擦除掉了；但是，这似乎对于形成干涉图样而言已太晚。在干涉中，光子呈现波动性，它必须同时经过两条缝隙，这样它才能在到达探测屏的过程中相互混合。但我们起初对光子所做的标记似乎保证它会像粒子一样运动，要么经过左边的缝隙，要么经过右边的缝隙，从而使干涉过程不会发生。
实验结果显示，只要标记被擦除，光子就会出现干涉图样。这似乎在说，标记擦除后，光子就会同时通过双缝。标记擦除前，光子就只能通过一条缝。这个解释当然令人难以置信。因为标记擦除事件，发生在光子经过缝隙之后。
斯考利和德鲁尔的解释是：标记装置虽然对经过的光子动了点手脚，但比探测装置对光子的干挠导致波函数坍缩要轻，光子仍然同时通过两条缝。但标记装置使经过一条缝的标记后的光子概率波比经过另一条缝的波要模糊。因此无法在显示屏上形成干涉。当标记被擦去，模糊的波重新清淅。就像一副眼镜一样，它会抵消模糊，使两列波重新聚焦，从而得以再次形成干涉图样。
■4）分光镜干涉实验
这个实验与迈克尔逊莫雷干涉实验比较相似。
将激光射入分光镜。分光镜可以使一半光反射回去而使另一半光通过。初始的单束光分裂成两束——左边的光束和右边的光束，就像双缝实验一样，一束光分成了两束。如下图1－8所示：
图1－8 分光镜干涉实验 （a）在双缝干涉实验中，激光束分成两股，沿两条路径分别进入探测屏。（b）将激光调小，使得光子一个一个地出来；一段时间以后，我们还是会看到干涉图样
那样，合理地放置完全反射的镜子，两束光被一起反射到下面的探测器上。把光看成一种波，就如麦克斯韦描述的那样，我们期望在探测屏上找到干涉图样。左边和右边的光束距离探测屏上除了中心点以外的所有点的光程都略有不同，因此当左边光束在探测屏上某点形成波峰时，右边光束在该点形成的则可能是波谷、波峰或波峰波谷之间的部分。探测屏会记录下两列波合起来的高度，因此会有独特的干涉图样。
当我们显著地减弱激光的强度，使其发射出单个光子，比如说每隔几秒发射一个光子时，经典物理和量子物理之间的区别就变得非常明显了。当单独一个光子进入分束器时，经典物理学会告诉我们，它要么穿过去要么被反射回来。经典物理不允许存在一点干涉，因为没有什么可干涉的：从光源射出到达探测屏的只是一个个独立、特殊的光子，一个接一个，有的从左侧过去，有的从右侧过去。但真正实验时（图4.4），记录下来的一个个光子确实产生了如图（b）所示的干涉图样。
这个实验的图a很好解释。对迈克尔逊莫雷干涉实验有过了解的人都不会对这个实验觉得陌生。对于图b，显示了量子力学的特殊性。它表明，光子打在分光镜上，是同时被透射与反射的。这样才能解释干涉条纹的产生。
由于光子是一个个被发射，这里的干涉条纹不会是不同光子之间的干涉结果，只能产生于每一个光子的自干涉。即，每一个光子都同时被透射并反射。这只能用光子波动来解释。光波与水波一样，具有同时通过两条相邻窄缝的能力。
光子一个一个发射时，每一个光子都是同时被透射与反射。每一个光子都在显示屏上留下了明暗相间的干涉条纹。
用电子代替光子，做这个双缝干涉实验，会得到同样的结果。这说明，电子同时通过双缝。电子波与水波一样，具有同时通过双缝的能力。
前面两个实验比较好理解，用粒子的波动就可以解释。接下来的两个实验会展现出量子力学真正令人困惑的地方。
■5）闲频光子实验
这个实验也是斯考利和德鲁尔提出的。首先要对分光镜干涉实验加以改进，插入两个降频转换器，一边一个。降频转换器是这样一种设备，输入一个光子，它就能输出两个光子，而每个光子的能量都是原始光子能量的一半（“降频”）。其中一个光子（被叫作信号光子）直接沿着原始光子飞向探测屏的路径运动。同时，降频转换器产生的另一个光子（被叫作闲频光子）则沿不同方向发射出去。见下图1－9所示：
图1－9 闲频光子实验（a）添加了降频转换器的双缝实验，不会带来干涉图样，因为闲频光子会带来路径判断信息。（b）如果闲频光子没有被直接探测到，而是被送进了图中的迷宫，那么就可以从数据中抽取出干涉图样探测器2或探测器3，探测到的闲频光子不会导致判断路径信息，因而其信号光子还会带来干涉图样
每次做这个实验时，我们通过观测降频转换器发射出来的闲频光子伴所走过的路径，就可以确定信号光子走的是哪条路径。又一次，获知信号光子走哪条路径的能力——即使是完全间接的，因为我们与任何信号光子之间没有一丝相互作用——阻碍了干涉图样的形成。
现在我们来看一下更加诡异的部分。要是我们改变实验设置，使我们无法获知某闲频光子到底来自哪一个降频转换器，会怎样呢？也就是说，如果我们擦除了闲频光子所带有的那一条路径信息，又会怎样呢？令人惊奇的事情发生了：即使我们并没有直接对信号光子做什么，通过擦除闲频光子所带有的那一条路径信息，我们又可以观测到信号光子所形成的干涉图样。让我来告诉你这个过程是怎样发生的，它实在太神奇了。
看一下上图（b），它包含了所有实质性的信息。图中的设置不同于图（a）中的设置，其区别在于如何探测发射出来的闲频光子。图（a）中，我们可以直接探测到它们，因此很快就可以确定每个光子是从哪个降频转换器发射出来的——也就是说，特定的信号光子走的是哪条路径。在新的实验中，每个闲频光子都要走一个迷宫，从而使我们没法定出信号路径。比如说，想象一下有一个闲频光子从标着“L”的降频转换器发出。这个光子并没有立即进入探测器[如图（a）所示]，而是被送到分束器（标记为“a”）中，这样它就有50%的概率沿着标为“A”的路径运动，50%的概率沿着标为“B”的路径运动。如果光子沿着A路径向前运动，它就会进入一个光子探测器（标记为“1”），并且会被恰当的记录下来。但如果闲频光子沿着B路径向前运动，那它将继续经历这一切。它将向另一个分束器（标记为“c”）运动，并且有50%的概率沿着E路径运动到达标记为“2”的探测器，有50%的概率沿着F路径运动到达标记为“3”的探测器。现在——跟上我，关键之处要到了——相同的论证也可以应用于标记为“R”的另一个降频转换器发出的闲频光子，如果这个闲频光子沿着D路径运动，它将被探测器4记录；如果它沿着C路径运动，那么根据其通过分束器c后所走的路径的不同，它将被探测器3或探测器2探测到。
现在这个迷宫似的路径使得闲频光子路径无法被分析出来。这意味着实验人员无法知道一个信号光子是被分光镜透射还是反射后到达显示屏。神奇的是，干涉图样就出现了。
闲频光子是否被实验人员探知究竟变得很关键。只要信号光子知道闲频光子行踪败露，它立刻就心虚了，变成一个粒子，只通过透射或反射中的一条路径到达显示屏。这样就没有干涉图纹。如果闲频光子将自已的秘密保守得很好，信号光子就信心十足，以波动表式，同时通过透射与反射两条路径到达显示屏。于是干涉条纹出现。
这个实验似乎表明信号光子具有意识，能明确探知闲频光子的处境，并据此来决定自已是以波的形式前进，还是以粒子的形式前进。这就是量子力学最让人感觉到神秘的地方。
■6）量子纠缠试验
量子纠缠实验是爱因斯坦最先提出来反驳量子力学的。1935年，在普林斯顿高等研究院，爱因斯坦、博士后罗森、研究员波多尔斯基合作完成论文《物理实在的量子力学描述能否被认为是完备的？》，并且将这篇论文发表于5月份的《物理评论》。这是最早探讨量子力学理论对于强关联系统所做的反直觉预测的一篇论文。在这篇论文里，他们详细表述EPR佯谬，试图借着一个思想实验来论述量子力学的不完备性质。
假设一个零自旋中性π介子衰变成一个电子与一个正电子。这两个衰变产物各自朝着相反方向移动。电子移动到区域A，在那里的观察者会观测电子沿着某特定轴向的自旋；正电子移动到区域B，在那里的观察者也会观测正电子沿着同样轴向的自旋。在测量之前，这两个纠缠粒子共同形成了零自旋的“纠缠态”。
爱因斯坦因此提出哥本哈根学派的量子力学阐述并不完备。他认为量子纠缠本质上是一个粒子被分割成两个粒子后形成的纠缠现象，它们各自的状态在分离后的那一瞬间就被决定好了，就象一双手套，被分开时，一只手套是左手套还是右手套，在一开始就已经决定。这样一来，量子纠缠就不能超越光速了，没有违背他的相对论。
如果按照爱因斯坦的说法，只要第一次测量的纠缠粒子自旋为下，那么远在异地的另一个纠缠粒子的自旋就必然为上，而且第二次，第三次一直到第无数次的测量都应该是这个结果。
玻尔则坚持认为两个粒子在分开时，其自旋态并不确定。只有其中一个粒子被测量后，才会确定其自旋态，第一个粒子的自旋态也才会得到确定。
斯坦福大学物理学家伦纳德·萨斯金德对这一事件的记载是：玻尔对爱因斯坦的最后一项重大发现（量子纠缠）的唯一回答是无视它。
据报道，当波尔读到爱因斯坦、波多尔斯基和罗森的论文时，他惊呆了。他花了六周的时间才对论文做出回应，论文的题目完全一样:对物理现实的量子力学描述可以被认为是完整的吗?也发表在《物理评论》上。
在发表EPR论文之前，玻尔认为观测行为引起的扰动是量子不确定性的物理解释。然而，在听完EPR思维实验后，玻尔被迫面对“被调查的系统不存在机械扰动的问题”。
爱尔兰物理学家贝尔提出“贝尔不等式”，可以来检验爱因斯坦与玻尔哪方才是正确的。贝尔原本是爱因斯坦的迷弟，支持爱因斯坦的主张。但后来的科学家用实验证实玻尔才是正确的一方。
量子纠缠如果成立，就似乎表明存在超光速通信。这是物理学家所不能接受的。现在诸多实验都表明量子纠缠现象确实存在，如何在超光速通信不存在时，让量子纠缠现象变得合理呢？
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◎量子共同波函数原理：大粒子分为两个粒子后，两个粒子相隔再远，其波函数仍是一个整体
第2个延迟监测实验，在光子通过缝后迅速监测光子导致干涉条纹消失，说明了什么？本来，光子已经以波的形式同时通过了双缝。光子一分为二。可这两个光子在飞往显示屏的时候，由于其中一个光子被监测器发现了踪迹，那么另一个光子立刻就会消失。这种诡异的现象令人费解。
第5个闲频光子实验说明光子似乎拥有意识，能侦知另一个光子的踪迹是否暴露，并以此决定自已的行迹是波还是粒子。
第6个量子纠缠又说明似乎存在超光速通信。这是很多人无法理解量子力学的一个原因。
这几个实验有一个合理的解释：两个粒子分开后，波函数并没有分开，仍然是一个整体。其中一个粒子被观测会导致波函数坍缩，另一个粒子的状态才得到确定。
一个波函数ψ原本是作用于一个粒子A。粒子A分裂为B与C时（可以是通过波的形式同时通过双缝形成两个粒子，也可以是大粒子在形体上分为两个小粒子），波函数并不会分裂。无论B与C相隔多远，哪怕是一万光年，粒子B与C仍然受到同一个波函数ψ的作用，被ψ所描述，分开后仍然受到同一个波函数支配。就象它们从未分开一样。
延迟监测实验中，光子A同时通过双缝，形成两个光子B与C，它们飞往显示屏。这两个光子拥有共同的波函数ψ。其中一个光子B在缝到显示屏之间的途中被监测器迅速侦测到踪迹，导致共同波函数ψ坍缩，光子B飞行路径所在的这条缝通过概率变成100% 。光子C立刻受到影响，飞行路径所在的这条缝通过概率下降为0 。光子C因此消失。只有一个光子到达显示屏，不会形成干涉条纹。
闲频光子实验中，光子经过分光镜后，被降频器分为信号光子与闲频光子。闲频光子会拥有独立的波函数ψ1；信号光子会拥有独立的波函数ψ2。但两个光子仍然是一个整体，由共同波函数ψ掌控其行踪。ψ1、ψ2并非完全独立，它们任何一个发生变化，都会立刻影响到共同波函数ψ。
闲频光子被实验人员观测后，不仅仅是导致闲频光子的独立波函数ψ1坍缩，还会导致与信号光子共同波函数ψ坍缩。共同波函数ψ的坍缩，使信号光子立刻确定其运动轨迹，无法以波的状态同时通过透射和反射两条路径到达显示屏。因此无法形成干涉条纹。信号光子不需要存在意识，其运动轨迹受共同波函数影响而发生改变。
量子纠缠实验中，介子的波函数是ψ。介子衰变成为电子与正电子，两个粒子分开远离后，分别由独立波函数ψ1、ψ2来描述。两个粒子仍然作为一个整体被共同波函数ψ监测。其中一个粒子被观测人员探知其自旋态时，其独立波函数坍缩，同时导致共同波函数ψ坍缩。这种坍缩是瞬间发生的，不存在超光速通信的问题。
用共同波函数可以完美解释量子力学的这些困惑人类多年的疑难。
量子共同波函数原理
大粒子分裂成两个粒子后（1、粒子以波的形式同时通过双缝；2、粒子分割为两个小粒子），两个粒子虽各有独立波函数，但仍共用同一个波函数ψ。只要一个粒子被人观测到状态，就会导致共同波函数坍缩，另一个粒子立刻以粒子方式确定其运动状态，不再以波的方式运动。
此原理是我冥思苦想很久后才得到的。在看到闲频光子实验之前，我确实怎么也无法明白量子纠缠的内在机制。知道了闲频光子实验的结果后，我忽然想通了，提出“量子共同波函数原理”。因为这个实验太不可思议了，如果两个光子之间没有必然的函数联系，信号光子就一定存在意识，能觉察到闲频光子的状态是否被暴露。光子怎么可能有意识？所以两个光子必然在分开后仍然共用同一个波函数。
但我并不想磨灭量子先驱玻尔的成就。他曾经说过的一段话，表明他对这个原理已经有了预感。只是由于时代局限，使他不具备提出这个原理的条件。
当年在面对爱因斯坦“EPR佯谬”质疑时，玻尔反驳时说：被测量的微观物体与做测量的仪器形成一个不容分割的整体，这就是为什么EPR思想实验提出的实在要素判据，当应用于量子现象时，显得含混不清。专门测量位置的仪器，可以用来准确地测量粒子A的位置，从而准确地预测粒子B的位置，但也因为不能准确地测量粒子A的动量，无法准确地测量粒子B的动量。实在要素判据应该将测量仪器与被测量的粒子共同纳入考量。按照这观点，物理性质的客观实在与观测有关，不被观测的物体不具有物理性质。因此，在玻尔看来，EPR论文并没有消除海森堡的不确定性原理。
玻尔认为，实在性判据的“对于系统不造成任何搅扰的状况”这句话的语义含混不清。玻尔承认，在一人测量电子时，另一人的正电子并没有遭受到任何“机械性搅扰”，但是，测量电子这动作着实影响了某些条件，而这些条件恰巧地设定了对于另一人的正电子未来行为可以做哪些预测。由于在区域A测量电子的位置这动作，可以预测在区域B正电子的位置，但也因此无法预测正电子的动量；同样地，由于在区域A测量电子的动量这动作，可以预测在区域B正电子的动量，但也因此无法预测正电子的位置。问题是，怎么可能同时存在位置与动量的实在要素？从此可推断，EPR悖论的假设局域实在论不成立。
玻尔对爱因斯坦的回复被萨斯金德描述为“无视它”。但我认为这段回复有着其意义，意味着玻尔已经对这两个粒子是由一个量子函数描述的一个系统有所意识，蕴含了量子力学原理萌芽。只是由于时代局限性，客观实验条件使玻尔未能更进一步成功总结出理论，提出“量子共同波函数原理”，来为量子力学打下牢固基石。
事实证明，玻尔虽然反驳了爱因斯坦的诘难。但其实他仍然存有疑虑，不敢肯定自已的说法是否正确。所以论战风波之后并未从这条路上走下去，深入探索，形成权威理论。原因也很简单：量子到底是不是真的发生了纠缠，玻尔也不太确定。他可以在争论时嘴硬，但回到家后，他肯定会思忖再三，悬疑难决。毕竟，量子纠缠太象超光速通信了。
很多年来，人们无法领悟出量子力学的真谛。对量子纠缠，始终哀叹难以理解，无法作出合乎逻辑的解释。有些物理学家深为量子纠缠所困惑，甚至宣称：只要能让他了解量子纠缠原理，哪怕让他立刻死了也愿意。
我一直深受量子纠缠的困挠，思考了很久，找不到答案。直到近期灵光突现，才终于发现了这个秘密，总结出量子共同波函数原理，为困惑人类多年量子力学提供了一个找到谜底、清除雾霾的思维工具。自从明白这一原理后，我对量子力学的很多疑难迷题都迎刃而解。
玻尔为什么能在与爱因斯坦论战时触碰到真理的边缘，最后却与“量子共同函数原理”失之交臂呢？玻尔当然是个绝顶聪明的人，不可能放着这么一个量子力学基础原理不去发现。我认为，这个原理的重要性完全可以与“不确定性原理”、“泡利不相容原理”相当。如果缺少它，量子力学很多时候都会成为一团迷雾，让人雾里看花，一团雾水。面对粒子的各种神奇行为莫名惊诧。如果能提出这个原理，扫清各种量子迷团，玻尔当然梦寐以求。
他之所以始终无法做到，只因为他当时所处的时代使他无法走到这一步。
“贝尔不等式”提出于1964年，由于验证条件要求颇高，一直到20世纪70年代此项工作才得以开展起来。从1972年起到世纪末的近30年间，陆续公布了不少验证贝尔不等式的典型实验，其中大多数是用孪生光子对做的，因为人们逐渐认识到利用光的偏振性作检验更好。1982年，以阿莱恩·阿斯派克特为组长的法国奥赛理论与应用光学研究所里的一群科学家第一次在精确的意义上对EPR作出检验。实验结果和量子论的预言完全符合，而相对局域隐变量理论的预测却偏离了5个标准方差。也就是说，1982年之前，物理学家并没有能力来分辩玻尔与爱因斯坦哪个才是正确的一方。
直到“贝尔不等式”被验证的结果表明量子纠缠确实存在，玻尔才成为论战的赢家。可早在1962年就去世的他，此时早已做古。
现在人们对量子纠缠现象已经司空见惯，耳濡目染，对量子的特性已心中有数，不会象玻尔那样存有“不确定性”的疑虑。
况且，现在已不仅仅是量子纠缠实验，很多其它的量子干涉实验结果都出来了。例如，1982年完成的闲频光子实验，这个实验表明粒子仿佛具有意识。粒子当然不可能有意识。将这个实验与量子纠缠联系起来后，怎样才能得到合理的解释呢？
所以我才能在总结量子现象时，信心十足地提出“量子共同波函数原理”。只有这个原理成立，粒子才能在没有意识、不存在超光速通信的情况下，使量子纠缠与闲频光子实验的结果同时变得合理。所以，科学事业的进步，也得益于那些勤奋做实验的物理学家。我正是在他们充满智慧的实验结果基础上，才能够提出这个原理。
玻尔生前未能见识到这些实验与实验带来的神奇结果，所以他无法迈出那关键的一步，深入研究，推出“量子共同波函数原理”，使它成为量子力学基础性权威理论。这是时代局限性使然。历史上发生过很多这样的事情，由于条件不具备，而与科学发现失之交臂。例如，狄拉克提出“正电子”假说后，我国物理学家赵忠尧先生率先在实验中发现了正电子。可惜的是他不认识这个粒子，也没听说有人预言过“正电子”。故不能正确把它称为正电子。安德森听说了他的实验，也听说了狄拉克刚刚预言了一种名叫正电子的东西。于是发现正电子的荣誉被安德森夺走。赵先生与诺奖失之交臂，非常可惜。
理查德.费曼感叹：没人能真正理解量子力学。我觉得，费曼如果理解了量子共同波函数原理，以他对量子力学的深厚功力，应对量子力学再无疑惑，想必不会再发出“没人真正懂得量子力学”的慨叹。
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◎量子橡皮实验该如何理解？
第3个量子橡皮实验该如何理解？
光子被标记后飞往双缝。由于无法形成干涉条纹，说明光子标记后很可能是以粒子形式只通过其中一条缝。标记被擦除后，这个光子不再是粒子，变成了波。竟然就可以迅速分成两个粒子，从另一条缝穿过来发生干涉。这个实验更加诡异。这与延迟监测实验刚好相反。
延迟监测实验中，光子A原本以波的形式同时通过双缝，分成光子B与C飞往显示屏。一旦光子B被探测后，光子B成为粒子，光子C就会消失。
量子橡皮实验中，光子A原本以粒子的形式只通过一条缝。一旦光子A标记被擦除，成为波，它就能使通过另一条缝的路径上出现一个光子。两个光子形成干涉条纹。
延迟监测实验中，光子A同时通过双缝形成2个光子，其中一个被观测到，会导致另一个光子消失。这用共同波函数原理可以解释。
量子橡皮实验中，光子A被标记后，如果它只能以粒子形式通过狭缝1，那么它仍然对狭缝2留有后手。后来在到达显示屏前标记被擦除，光子A重新成为波。就可以神奇地在狭缝2这条路径上出现光子，来相互干涉。这无论如何都难以理解。难道变成波后，它就能重新通过狭缝2？
综合来看，最可能的情况是，光子A被标记后，仍然以波形式同时通过双缝，形成两个光子B与C，飞向显示屏。但由于B与C都带有标记，只能有一个光子有资格到达显示屏。所以无法干涉。B与C共用波函数，擦除其中一个光子B的标记后，C的标记也被擦除。两个光子都有资格到达显示屏，发生干涉形成条纹。
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◎揭示波函数坍缩的真正原因——波函数定态原理
玻尔与哥本哈根学派是这样解释波函数坍缩的：“观察导致波函数坍缩”。这使爱因斯坦十分不满。从而与玻尔发生了长期争执，成为一段著名的科学史公案。玻尔始终无法说服爱因斯坦相信他的量子学说，为此耿耿于怀，成为终身憾事。
为此，爱因斯坦被很多人视为对新科学进行抵制的顽固不化典型。其实，爱因斯坦无法接受“观察导致波函数坍缩”是一个严肃物理学家的科学态度。这与固执无关。
事实上，我发现，确实并不是观察导致波函数坍缩。
波函数为何坍缩？这是一个我思考了很久的问题。曾经我接受的是玻尔的解释“观察导致波函数坍缩”。但日益发现这个解释很难自圆其说。
薛定鄂就用“薛定鄂的猫”假想实验来反驳。如果这个解释成立，在被观察之前，猫就是处于不生不死的状态。而且，猫的观察为何不会导致波函数坍缩？
我想得更多。为何波函数坍缩后干涉条纹就会瞬间消失？我认为，干涉条纹消失的原因并没有如此简单。它说明一旦一个光子A被监测到踪迹，另一个原本要与它发生干涉的通过另一条缝的光子B就会迅速消失。这个光子B原本已经穿过了一条缝，正在飞往并即将到达显示屏与A发生干涉。却因为观察者对光子A的一次观测行为而消失。这一切难道不令人深思吗？
直到我总结出“量子共同波函数原理”，其中的奥秘才被我所完全理解。量子共同波函数原理完美解释了为何一个光子被探测到了，另一个原本正在飞向显示屏的光子就会迅速消失。因为光子同时通过双缝，分别以光子A与B沿着两条路径飞往显示屏。它们有共同波函数。观测人员对任意一个光子的观测，都会导致共同波函数坍缩。使另一个光子未被观测的光子迅速消失。例如，对光子A的观测，使共同波函数在这一路达到100%概率呈现。相应的，光子B的呈现概率立刻降为0，消失不见。可以认为共同波函数崩溃。也可以认为共同波函数并未崩溃，光子A与光子B的呈现概率和仍是100% 。因为观测行为使光子A的呈现概率上升为100%，自然光子B的呈现概率下降为0 。
波函数坍缩，就是玻尔为了解释观测行为导致波的其它态消失，只保留观测中的这个态而给出的原因。与其说观测导致“波函数坍缩”，不如说真正发生的事情是观测行为使光子A呈现概率上升为100%，使得拥有共同波函数的光子B呈现概率下降为0，不得不消失不见。
经过深入思考，我终于发现波函数坍缩的真正原因并非玻尔所称的“观察”。观察只是一个表面现象。量子共同波函数原理才是波函数坍缩的真正原因。
量子世界的那些奇异现象，终于逐渐被揭开了面纱！
玻尔为了解释量子世界的奇异现象，提出“叠加态原理”：粒子的状态都是叠加态，可以同时处于不同的状态。各种可能性并存。例如，双缝实验中，粒子会可以同时处于左缝与右缝，可同时通过两条缝。这是粒子世界最普遍的状态。反而是我们看来“非黑即白”的正常状态，才是一种特例。
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◎光的“波粒二象性”根源
光线是波动还是粒子束，这个争论持续了几百年。
十七世纪英国物理学家胡克提出了“光是以太的一种纵向波”， 惠更斯提出了波动学说比较完整的理论。新的波动学说牢固的建立起来了。
而牛顿却用微粒说阐述了光的颜色理论，驳斥了波动说。由于牛顿在科学上的巨人地位，微粒说占据统治地位。整个十八世纪，几乎无人敢向微粒说挑战。
终于托马斯•杨开始对牛顿的光学理论产生了怀疑，他提出了光的干涉的概念和光的干涉定律。微粒说开始转向劣势。1819年，菲涅耳成功的完成了对由两个平面镜所产生的相干光源进行的光的干涉实验，继杨氏干涉实验之后再次证明了光的波动说。
但人们在为光波寻找载体时所遇到的困难，却预示了波动说所面临的危机。以太被设想为光波传递的载体。但以太终于被迈克尔逊莫雷实验证明为不存在。1887年，德国科学家赫兹发现光电效应，光的粒子性再一次被证明！
二十世纪初，普朗克和爱因斯坦提出了光的量子学说。在新的事实与理论面前，光的波动说与微粒说之争以“光具有波粒二象性”而落下了帷幕。但对于波粒二象性的根源，科学界仍然没有找到解释的理由。波动说与微粒说，仍然在不同的证据现象面前面临着难休的争论与对抗。
为何光会具有“波粒二象性”呢？这一点并不好理解。这也是光的波粒之争持续几百年的根本原因。粒子都是象子弹一样直线向前飞行，何以又能象海浪波动一样上下振动起伏来前进呢？这完全是两种截然不同的运动模式，确实很难联系到一起。
后来科学家发现，不仅仅是光子，其实电子，质子等基本粒子都有波动性。这种波动性更是延伸到普通物体。只是由于其波动性太低，可以忽略不计，而不会在日常生活中表现出来。当然，物质波的波动性与光波水波完全不同。物质波只是概率波，指出现在空间的概率密度在上下波动，并非指物体的位置真的在上下波动着。比如，电子的波形虽然是如水波一样的上下波动，但电子的波动却是中心密集两侧稀疏的图象，实际上是很杂乱无章无法预测的，绝非真的很有规率的上下有节奏在振荡。
“最省力实用原理”就是光子具有波动性的真正原因。光子也是不喜欢受约束的东西，飞行时喜欢大一些的自由度。所以，光子具有波动性，就是自然而然的了。
在理解了电子波后，就能对光子的运动有一个真正深入的认识。光源发出光子后，首先会象子弹被击发出膛一样，光子做直线的飞行运动。但光子跟电子一样，是不会老老实实走一条直线的。电子在一个球形区都有出现的概率。球形中心则出现概率最大。这使得电子飞行得有如一团电子云。
光子的波动性比电子更强。不再只是概率密度上的波动性，而是本身的运动就具有波动性，在有规律地上下起伏振荡着向前飞行。
光子与基本粒子在飞行时，为什么选择波动的形式呢？
波，上下起伏，一会高潮，一会低谷。这种运动方式，其实最有节奏感，也最省力。
我醉心于音乐的美妙。曾对节奏拍子进行研究，我很好奇，为什么音乐都能自然而然的形成拍子，一会儿轻，一会儿重，非常有规律。音乐里最常见的节奏是4拍。轻，重，次轻，重。也有3拍，轻，轻，重。2拍子的最有节奏感，轻重交替，在军歌、进行曲里应用普遍。
总结音乐节奏的规律，发现，轻、重，这是一个基本的规律。轻点与重点交替而发生。从来不会有轻点连续出现，或重点连续出现。这倒底是什么原因呢？
经过深入思索，我终于明白了这个道理：最省力实用原理在生活中的体现，就是轻、重交替。那样最省力，最实用。
举个例子，一个人拼命学习，从来不肯休息，不会放松。那他的身体可能就差了，学习效率也不会太高，最后的成绩也不会是最好。真正的善于学习的人，都是学习与休息两不耽误。劳逸结合，磨刀不误砍柴功，学习与休息交替进行，人就最轻松，学习成绩才会最理想。
一个人的脉博，同样是轻重交替的，心跳声砰，砰之间，必然会有一个间隔。如果一个人的心跳一直是砰砰砰不停，没有间隔，那这个人离生病也就不远了。
这样的例子太多了。所以，最省力实用原理决定了，起伏与波动是宇宙的本质特点。所以，无论是光子，还是基本粒子，在飞行时，都不会老老实实按中心那一条直线去飞，而是以那条直线为中心，进行波动。距中心的距离时大时小，高峰低谷上下起伏。
波动是物质世界的一个普遍现象，后文还会详细展开，以波动为手段揭开宇宙神秘的面纱，真相会越来越精彩。
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