关于量子力学的博士毕业论文

先用一句话来直观地表述爱因斯坦到底有多伟大，到底有多厉害，我们形容一个人的伟大和厉害程度都会用到这样一句话：某某领域的爱因斯坦！

一句话胜过千言万语！

那么爱因斯坦究竟取得过哪些成就呢？

大家多少肯定都有所了解。现代物理学有两大基石，相对论和量子理论，而爱因斯坦与这两大基石都有密切的关系！

首先，爱因斯坦是量子力学的奠基人之一，因发现光电效应而获得了诺贝尔奖，让我们知道光子波粒二象性，为之后量子力学的发展奠定了坚实基础！

而爱因斯坦最伟大之处在于他的狭义相对论和广义相对论。如果爱因斯坦创立爱因斯坦之前的物理学环境已经相当成熟，洛伦兹，庞加莱等人已经比较接近狭义相对论，那么广义相对论完全就是爱因斯坦一个人的功劳，凭借他异于常人的大脑和思维模式，独自一人提出了颠覆人类传统认知的相对时空观！

而如今，不管在哪个行业，也不管是男女老少，爱因斯坦这个名字可谓无人不知无人不晓！甚至可以这样说，爱因斯坦是人类 历史 上最伟大的两位物理学家之一，另一个是牛顿，想必没有谁反对吧！至于爱因斯坦和牛顿谁更伟大，仁者见仁智者见智，那是另一个问题！

如果说爱因斯坦是人类 历史 上，最伟大的人之一，我想这个评价一点都不为过，而且爱因斯坦虽然是一个物理学家，但他对于人类的贡献，却横跨了无数的领域，所以美国时代周刊在1999年的时候，将爱因斯坦列入20世纪，全世界最具影响力的100人之一，我想这一点就足以说明，爱因斯坦的伟大成就了。

其实当我们现代人还在享受生活，甚至吃喝玩乐的时候，爱因斯坦已经横空出世了，他在1906年的这一年当中，发表了5篇划时代意义的论文，这5篇论文以我们今天的角度去看，几乎每一篇都是诺贝尔奖级别的，而这一年爱因斯坦仅26岁，试问又有几个人能在26岁这个年纪，创造出这般的成就。

那么从1906年开始，爱因斯坦便开始了开挂一般的人生，他在接下来的十年当中，又发表了诸多的物理学论文，包括像固体比热，临界乳光，以及广义的相对论等，那么这个时候，爱因斯坦已经是享誉全球了，他的理论也被物理学界所认可，那么唯一的问题来了，爱因斯坦什么时候才能获得诺贝尔奖。

那么在1919年的时候，著名的物理学家普朗克便提名，要求将爱因斯坦列入诺贝尔奖的获选者之一，原因是因为广义的相对论，已经超越了过去几百年，统治物理学的牛顿定律了。

而且在1919年11月的时候，英国皇家学会正式宣布，相对论是人类 历史 上的最高思想，那么在种种因素之下，诺贝尔奖委员会在2021年，将当年的物理学奖授予爱因斯坦，所以爱因斯坦简直就不是人类……

这么说吧，爱因斯坦的成就让他可以成为人类有史以来最伟大的两位物理学家之一（另一位当然就是牛顿）。现代 科技 的发展基于现代物理学，而现代物理学的两大支柱——相对论与量子力学，爱因斯坦一人贡献了超过一半之多。

在20世纪初，物理学面临着两大难题，一个与迈克尔逊-莫雷的光干涉实验有关，还有一个与黑体辐射有关。对于第一个问题，爱因斯坦创造性地提出了狭义相对论，由此掀开了物理学革命，宣告着新的物理时代的到来。此后不久，爱因斯坦又着手解决引力问题，提出了广义相对论。也就是说，爱因斯坦几乎是仅凭一己之力创立了相对论。由于相对论的预言超前当时 科技 太多，很多都是等到几十年甚至一个世纪之后才得到实验的证实。

对于第二个问题，普朗克提出了量子假说，由此宣告量子力学的诞生。不久后，爱因斯坦提出了光量子假说，解释了光电效应，后来他也因此获得诺贝尔物理学奖。在量子力学进一步发展之后，虽然爱因斯坦对量子力学中的一些诠释很不满，但他提出了很多尖锐的批评又极大促进了量子力学的发展。因此，量子力学有现在的高度，这与爱因斯坦的贡献密不可分。

毫无疑问，爱因斯坦为现代物理学的发展奠定了极为重要的基础，他是当之无愧的人类史上最伟大的两位物理学家之一。

施郁

（复旦大学物理学系）

20世纪的物理学有两大支柱，量子力学和相对论。相对论包括狭义相对论和广义相对论。爱因斯坦以一人之力，1905年创立了狭义相对论，1915年又将它推广到广义相对论。 很多人对量子力学的创立做出了贡献，爱因斯坦是其中之一，而且是重要的“之一”。 爱因斯坦对量子力学的贡献表现在一下几方面。 1. 继普朗克引入作用量子的概念之后，爱因斯坦于1905年提出电磁波由一份一份的光量子组成。在这篇文章中，作为光量子假说的一个应用，爱因斯坦讨论了光电效应。而这个关于光电效应的讨论就是他1922年获得1921年诺贝尔物理学奖的基础。2. 爱因斯坦1916年提出电磁辐射的量子理论。后来人们在此理论基础上发展了激光。 3. 1924年，爱因斯坦提出玻色-爱因斯坦凝聚。 4. 1935年，爱因斯坦与合作者在质疑量子力学的完备性时，发现后来被薛定谔称作“量子纠缠”的特殊性质。

20世纪或者说17世纪牛顿发现牛顿三定律和万有引力定律以后，物理学界一共有三大发现：相对论、量子力学和规范场论。其中爱因斯坦独自发现了相对论。并且对于量子力学的发展也有突出贡献。因此，他对物理学界的贡献恐怕在短时间内，根本不可能有人可以超越。

当然虽然有的人因为爱因斯坦发现的相对论，适用范围更广，更接近事物发展的本质，就说爱因斯坦甚至比牛顿还要伟大。这也不符合事实。要知道牛顿在200年前就可以发展出改变世界的理论，从而使人类可以进入理性思考的时代。这是人类 社会 一次跨越式的进步。因此，可以毫不夸张的说，没有牛顿打下的良好基础，就不可能产生爱因斯坦。

解答区的一个叫做@普明在学 的人，我送你四个字：痴人说梦。不过，佛家本来就推崇“梦”，他们分不清现实和梦 或者把现实当成是梦。也就是说，佛家的思想是扭曲的，不能正确的反应 社会 现实，以至于恬不知耻的想把爱因斯坦拉到佛家来。

这个@普明在学 妄想说：“如果爱因斯坦还活着，我想他最愿意做的就是研究佛学，研修佛法。”还吹嘘说：“佛法有他对宇宙各种能量运转规律的完美解答。”并且在神经兮兮的幻想——爱因斯坦由于修炼了佛法，成佛了，且看他鬼扯：“他通过研修佛法，终于明白了，彻悟了。”

科学从来不讲究所谓的“悟”。“悟”这个字，本身就带着神棍气息。宗教家说的“悟”，其实不过是胡思乱想，乱想越乱，类似心灵鸡汤，何曾是真正的悟，其本质是“误”，错误的误。科学不神秘，不过是脚踏实地，每日刻苦钻研的学问。

好比有一座大山，科学就是每天挖山，今天挖一点土方，明天挖一点土方，后天再挖一点，日复一日的挖下去……终有一日，把这一座大山挖空、挖尽。科学从来不妄想掌握了某种神通，一下子让大山自行飞走，或者让大山化为乌有。

你问爱因斯坦有多么厉害，爱因斯坦不过是用了正确的方法挖山，挖的比其他人更快一点。

佛家却吹嘘所谓的“悟性”，其实就是躺在地上拼命的做梦，等有一天梦见大山原来是不存在的，就是“彻悟”了。

而所谓“佛法有对宇宙各种能量运转规律的完美解答。”这更是无知低劣的臆想，佛法既然如此万能，为什么连地球是圆形的都不知道?其实，佛法是古人在南亚此大陆狭隘的世界观上空想出来的，很多都是没有依据的瞎说。而获知宇宙规律，需要的是严谨的科学方法之 探索 。

真理不是“彻悟”出来的，而是科学者前赴后继的挖出来的。历代“高僧大德”，他们悟了一辈子，为什么没有一个人成佛?

在138年前的3月14日，一个拥有外太空智慧的重大人物出现了，这位震惊世界的人物名为：阿尔伯特·爱因斯坦。

在过去100年中，世界经历了前所未有的变化。

科技 进步影响了世界的改变

如爆炸般进化的科学技术

以及那个前所未有的超级大脑

阿尔伯特·爱因斯坦

1905年3月，提出光量子说，解释了光电效应，于1921年获得诺贝尔奖。

1905年6月，提出狭义相对论，推翻了牛顿绝对时空观的经典理念，重复赋予了物理学新的定义。

1905年9月，从狭义相对论中得到质能方程（E= mc?2;），给予了人类从远古时期以来所能掌握的最强大的力量（核能）。

仅仅一年的时间，爱因斯坦建立起了现代物理学的两大根基——相对论和量子力学，原本应该经过几十年不懈努力才能诞生的科学成就，被爱因斯坦如开外挂一般一年完成。

1915年，广义相对论的诞生，打开了人类文明对宇宙的真正认知。从此之后人类可以真正有信心把目光投向深空，未来也因此有了全新的高度。

更令人惊叹的是，广义相对论的诞生几乎没有任何前人的积累，全凭爱因斯坦单枪匹马创造而出，强行把人类文明加快一个世纪的进程。

这就是智慧的力量

有些人的智慧可以完成无比复杂的计算和谋略

有些人的智慧可以在最短的时间内做出最快的反应和判断。

有的机器不仅所向披靡，还能满足你的爱美之心。

而他的智慧，你们不得不承认，那是一种超越了时代和认知，将宇宙万物容纳在脑中的终极思考。

一别人都谈他怎么厉害，我来砸个场，谈谈他多“不厉害”吧

1927年索尔维会议

1901年 爱因斯坦22岁，这一年是爱因斯坦一生中最落魄彷徨的一年，虽然拿到了毕业证，但班里一共五位同学，他未来妻子同班同学米列娃没有拿到毕业证，其余三名都顺利留校担任助教。爱因斯坦提出了留校申请，被拒之门外，试着像瑞士德国波兰的物理学家申请助教职位，但都石沉大海。

“我已经长大成人，可是仍然无所作为，一点忙也帮不上，这真使人肝肠寸断。我只能加重家庭的负担。确实，如果当初根本没有生我，情况可能会好一些唯一使我坚持下来的，唯一使我免于绝望的，就是我自始至终一直在自己力所能及的范围内竭尽全力，从没有荒废任何时间。日复一日，年复一年，除了读书之乐外，我从不允许自己把一分一秒浪费在 娱乐 消遣上。” 这是爱因斯坦在最落魄的时候写给妹妹玛雅的信，他最无助的时候一度想放弃科学志向，改行去卖保险。 第一次读到这段文字的时候，不敢相信这个屌丝和我们现在很多985，211大学多年寒窗苦读，但毕业就失业的学生有什么区别？

四年后的1905年3月，爱因斯坦完成光电效应论文。4月，用新理论测量分子半径完成博士论文。11天后爱因斯坦关于布朗运动的论文完成对原子学说盖棺定论。6月 ，关于移动物体的电动力学论文出世，也就是狭义相对论，改变人类认识宇宙的方式。最后一篇论文关于质能方程的论文，推导出 E=MC2，5篇论文的发布建立起现代物理学两大基石 ——相对论和量子力学。

什么叫厉害？

1896年 爱因斯坦在阿劳中学时与同学合影

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补充一下 爱因斯坦

1879年\t1岁。阿尔伯特·爱因斯坦出生于德国乌尔姆市（3月14日）。

1881年\t2岁。妹妹玛雅出生。

1884年\t5岁。父亲给他看一个罗盘。

1885年\t6岁。开始在慕尼黑上学。

1888年\t9岁。进入慕尼黑的卢伊特波尔德高级中学学习。

1889-1892年\t10-13岁。开始自学数学和科学。没有行受戒礼。

1894年\t15岁。未等毕业离开卢伊特波尔德高级中学。赴意大利和父母会面。

1895-1896年\t16-17岁。在瑞士阿劳州立中学学习。

1896年\t17岁。放弃德国国籍。

1896-1900年\t17-21岁。在苏黎士的瑞士联邦理工学院学习并毕业。

1901年\t22岁。取得瑞士国籍。申请科研职位无果。发表第一篇科学论文。

1902年\t23岁。女儿出生。开始在伯尔尼的专利局工作。（6月23日）

1903年\t24岁。和米列娃·玛里奇结婚。女儿可能被收养。与索洛文和哈比希特创建“奥林匹亚科学院”。

1904年\t25岁。长子汉斯出生。

1905年\t26岁。完成五篇科学论文（第二篇是其博士论文），分别关于光量子（3月）、分子大小（4月）、布朗运动（5月）、狭义相对论（6月）和E= mc2（9月）

1906年\t27岁。运用量子理论完成固体比热的论文。

1907年\t28岁。发现对广义相对论至关重要的等效原理。

1908年\t29岁。闵可夫斯基用四维时空重新表述狭义相对论。

1909年\t30岁。在萨尔茨堡讲演，提出波粒二象性。离开专利局，到苏黎世任理论物理学教授。

1910年\t31岁。次子爱德华出生。

1911年\t32岁。到布拉格任理论物理学教授。在布鲁塞尔出席第一届索尔维会议。

1912年\t33岁。回苏黎世任理论物理学教授。

1914年\t35岁。迁居柏林，任普鲁士科学院院士。与米列娃分居，米列娃和儿子回到苏黎世。公开反对德国国家主义者发动战争。

1915年\t36岁。发表广义相对论（11月）

1916年\t37岁。完成关于辐射的量子理论的论文，提出自发辐射和受激辐射概念。

1917年\t38岁。完成关于宇宙结构的论文，引入宇宙学常数。

1918年\t39岁。完成引力波的论文。欢呼德意志帝国在第一次世界大战中的垮台。

1919年\t40岁。与米列娃离婚，与表姐爱尔莎结婚。英国天文学家对日食的观测结果（5月29日）证实广义相对论所预言的光线弯曲。

1920年\t41岁。德国开始攻击相对论和“犹太物理学”。

1921年\t42岁。初访美国，为耶路撒冷的希伯莱大学筹款。

1922年\t43岁。访问日本。被授予1921年诺贝尔物理学奖。

1923年\t44岁。访问巴勒斯坦。在希伯莱大学首次发表演讲。发表统一引力和电磁力的首次尝试。

1925年\t46岁。发表关于玻色-爱因斯坦统计和玻色-爱因斯坦凝聚的两篇论文。

1925-1926年\t46-47岁。海森堡、薛定谔等人创立量子力学。爱因斯坦表示怀疑。

1927年\t48岁。出席索尔维会议，开始与玻尔就量子力学展开争论。

1929年\t50岁。在普朗克70岁生日时获马克斯·普朗克奖章。

1930-1933年\t51-54岁。三赴加州理工学院讲学。

1933年\t54岁。纳粹掌权后宣布不再回德国。从普鲁士科学院辞职。迁居美国，在普林斯顿高等研究院工作。不再访问欧洲。

1935年\t56岁。发表关于量子力学的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬。

1936年\t57岁。第二个妻子爱尔莎在普林斯顿去世。

1938年\t59岁。与英菲尔德合作出版《物理学的进化》。长子汉斯及家眷移居美国。

1939年\t60岁。妹妹玛雅来到普林斯顿。在致罗斯福总统的信上签字，敦促研制原子弹对付德国。

1940年\t61岁。入美国国籍（保留瑞士国籍）。

1943年\t64岁。开始为美国海军做战时工作，但未参与原子弹研制工程。

1946年\t67岁。担任原子科学家紧急事务委员会主席。支持军控，敦促建立世界政府。反对美国的种族主义。

1948年\t69岁。经诊断患动脉瘤。前妻米列娃在苏黎世去世。

1950年\t71岁。在遗嘱中指定遗稿存放在耶路撒冷的希伯莱大学。反对研制氢弹。接美国联邦调查局局长胡佛命令，被秘密调查是否是从事颠覆活动的共产主义分子。

1951年\t72岁。妹妹玛雅在普林斯顿去世。

1952年\t73岁。以色列政府邀请担任总统，被拒绝。

1953-1954年\t74-75岁。公开反对麦卡锡主义，引发激烈争论。

1955年\t76岁。在罗素-爱因斯坦宣言上签字，反对核武器扩散。在普林斯顿去世（4月18日），临终时仍在思考统一理论。

爱因斯坦一手建立起来了现代物理学的两大支柱之一的相对论，这可是完全凭借爱因斯坦一人之力建立起来理论。即便是量子力学，爱因斯坦也是发起者之一。可以说，现代物理学80%都归属于爱因斯坦理论管，可见爱因斯坦的厉害之处。

如果说旧物理学归属于牛顿，那么现代物理学则归属于爱因斯坦!也不说别的，仅仅爱因斯坦的一个引力场方程（广义相对论），就可以吃遍天下，把整个宏观宇宙囊括进去。我们现在知道的很多相对论预言，都是出自这个引力场方程的解。例如时空弯曲，引力波，黑洞等等，随便一个相对论的预言，都够一群科学家研究一辈子。比如大名鼎鼎的霍金，就是研究爱因斯坦相对论预言的天体--黑洞而出名。

既然这个引力场方程（广义相对论）如此厉害，那它到底长什么样呢？看下面式子：

是不是觉得很简单？就几个字母而已，那如果你看看下面的字母含义再说：

是不是感觉有点意思了，是的，这个引力场方程是一个二阶非线性偏微分方程组，数学上想要求得方程的解是一件非常困难的事。爱因斯坦运用了很多 近似方法，从引力场方程得出了很多最初的预言。那我们看看黑洞是怎么解出来的：

此引力场方程第一个严格解就是史瓦西解出来的，解出来了一个黑洞，简称史瓦西黑洞。没错，著名电影<星际穿越>里面的黑洞，就是一个史瓦西黑洞：

以上就是史瓦西解方程的过程，最终解出来这么一个式子：

没错，这个就是史瓦西黑洞。看完之后，各位网友觉得怎么样？

我来谈谈的对爱因斯坦的工作的看法，第一个谈谈爱因斯坦对布朗运动的看法，因为最近刚好在做布朗运动，Fokker—Planck方程相关的东西。爱因斯坦在布朗运动上做出的贡献不仅是突破性的，还是激励性的，他首次提出了爱因斯坦关系描述布朗运动，这一创举随后又被朗之万在1908年用他认为特别简单的朗之万方程正面，需要说明的是，朗之万的工作虽然物理图像清晰，但是在数学上还是差了一点，后来爱因斯坦、朗之万的工作被发展为Fokker—Planck方程，被普遍的应用于非线性模型上。另一方面，爱因斯坦的工作激励了另外一位数学家，维纳，维纳在数学上严谨的完善了前人在布朗运动的工作，严格的布朗运动理论被建立起来，后来又产生了伊藤积分，这一套理论成为欧式期权定价Black—Scholes模型的基础。第二，他对狭义相对论的贡献，实际上狭义相对论中的洛伦兹变换中的一部分早在1905年之前就被提出了，与爱因斯坦同期的庞加莱等人也有了和爱因斯坦类似的初级想法。爱因斯坦对狭义相对论的贡献主要是两点1.大胆的推翻Newton时空观，才用Maxwell方程组作为新时空观的基础，赋予了洛伦兹变化真实的物理意义2.接受其老师闵可夫斯基的想法，将代数形势作为狭义相对论的核心，这才产生了我们所说的四维时空，并且也为他提出广义相对论打下了基础。第三，他对广义相对论的贡献，最为能反应出其天才的一面的，是爱因斯坦场方程的构造居然是他猜出来的（实际上他使用了错误的办法），这要比数学家希尔伯特采用作用量严格证明的要早，其次，能够大胆的采用黎曼几何也是很重要的，在这一点上闵可夫斯基的四维时空形式贡献很大。从狭义相对论和广义相对论的产生可以看出，老爱敢于质疑人们思维里认为是理所应当的东西，这是他能获得巨大成功的原因。第四，光电效应，光电效应是爱因斯坦获得诺奖的项目，这个项目实际上是和普朗克方程与实验、波尔模型与氢原子光谱一同打造了旧量子论的核心，也为薛定谔提出薛方，海森堡的矩阵力学奠定了基础。除此以外，爱因斯坦对德布罗意博士论文的肯定也直接导致了一大堆新观点，诺奖的诞生。爱因斯坦还肯定了玻色的工作，并提出了所谓爱因斯坦玻色凝聚的东西，在当今凝聚态物理中也有巨大贡献，还有EPR佯谬，导致了量子纠缠理论的发展，最近潘建伟的量子隐态传输也有一部分功劳是老爱的（我跟的老板也是做这个的）。引用我第二崇拜（第一爱因斯坦）的物理学家朗道的观点，爱因斯坦是个级的物理学家，他与物理之神牛顿只差。爱因斯坦的一生，激励了无数后来人投身物理学中。他是以一人之力斩开物理学头顶乌云的人，这就是老爱的伟大，也是我们崇拜他的原因！最后，如有谬误，欢迎大家斧正。应评论区要求，补充下爱因斯坦和牛顿两者的比较，首先，爱因斯坦比牛顿低这是最后一个物理全才朗道的看法，并不是我的看法，而且这个看法一直以来都被坚信（这是有原因的）首先，牛顿的贡献主要在数学，力学，和热光声的小方面中，可以说，当代物理专业的学生学的四小力学，除了电学，基本都脱胎牛顿哪一套。需要特别指出的是，牛顿的数学贡献，第一，不仅仅是微积分，还有非常著名的牛顿迭代法等，第二，关于牛顿和莱布尼茨，他两个实际上切入微积分的角度不同，事实上，如果没有牛莱之争，微积分学发展可能不会发展的如 历史 上那么迅速，牛顿那一套比较偏向物理，而莱布尼茨从几何上多一点，基本所有现代的微积分学教材都保留着牛顿和莱布尼茨的双重特征，即物理模型和几何模型并重。那么牛顿和爱因斯坦谁更伟大呢?这需要建立一个评价标志。第一，影响力（时间方面），所有的当代物理学家/数学家都是牛顿的徒子徒孙，这一点牛顿占有。第二，在世时的影响受众数，这一点爱因斯坦占优。第三，其理论的意义，这一点我认为基本上是不分高下的，他们两个人都是开创了物理学新纪元的人。第四，理论在应用上的影响力，这一点牛顿的更为普遍，但诸如原子能，GPS的影响力在今天也是非常巨大的，平手。第五，其理论在文化领域的贡献，这一点爱因斯坦的相对论简直是为人类开了脑洞了，爱因斯坦胜。实际上对二者评价的高低，与评价者所处的时间有很大关系。今天的人多给爱因斯坦评价多，其中又一个很重要的原因是，牛顿那一套在今人眼里已经是常识了，相比起来，爱因斯坦的理论更具神秘性和高大感，但如果我们把它放到朗道那个时间，这一点是未必的，因为那时候相对论方兴未艾，而且爱因斯坦的一些观点也遭包括哥本哈根学派在内的许多人诟病，那个时候对爱因斯坦评价确实能比波尔高一点，但绝不会超越牛顿。另外一点，所有的神话中神都是古代的，而物理学的远古之神就是牛顿，这其实是很自然的，人们对近代人物的争议是要比古人多的。对当时的朗道而言，爱因斯坦的确很神，但物理的神是牛顿，实际上物理学的确需要一个远古的神。当然，我更喜欢爱因斯坦。//感谢

@王海

@Ray Chi

随着科学技术的发展，人们对世界的了解越来越深刻，当然通过天神的观察再来惩罚一些恶人，这种说法并不可靠。但在一些微观世界里面，这些微观粒子好像就是拥有灵性一样，会懂得识别观察者的观测，这就不得不说双缝干涉延迟实验了。

早在牛顿提出光的粒子性之前，就已经有人提出了光的波动性，他就是惠更斯。那时候惠更斯已经提出了光的一套综合理论，对于光的传播、反射定律和折射定律，都能解释一些相应的自然现象。

但这个理论在一些其他的自然现象的解释当中就遇到了困难。同一时期，另外的一位伟大科学家牛顿，就提出了光的粒子性，它认为光是有很多不同颜色的粒子混合在一起，并且可以通过三棱镜折射出不同的颜色，牛顿也通过光的粒子性来建立起光的颜色理论。

由于当时牛顿在科学界上的地位已经非常高，现在常常所讨论的万有引力定律就是由牛顿证明的，而且他还是英国皇家科学院院长，加上他的这个身份，人们认为牛顿所提出来的光的粒子性更拥有权威性，所以在之后的很长一段时间内，光的粒子性都占有了非常大的位置。

到了1807年，有一个医生改行研究物理学的，他就是托马斯·杨，他设计出了光的双缝干涉实验，以此来证明光的波动性。但牛顿在英国科学界的地位非常牢固，这种新的实验带来的证明，并没有在英国得到很好的传播，但这个实验一传到了法国之后，就得到了法国科学家的确认，并且使他们对光的波动性的确认。

不过这并无法否定光的粒子性学说，基本上科学界对于光的性质又分成了两派，其中一派支持光的波动性，另一派是支持光的粒子性。这又引起了人们的争论，人们纷纷通过实验来证明自己支持的学说，但在很长的时间里，谁也无法说服谁，总的来说还是光的波动性占据了上风。

随着光电效应被人们所发现，紧接着爱因斯坦也提出了光量子学说，可以很好的解释了光电效应，又使得人们对光的粒子性得到重新的认识。爱因斯坦也因此获得了1921年的诺贝尔物理学奖。

由于这些新的发现，和任何一派的学说都无法说服对方，所以物理学者不得不承认，光除了波动性之外，还拥有粒子性，这也就是波粒二象性。

1924年，在光的波粒二象性启发下，法国的物理学家德布罗意认为，不仅仅是只有光才会拥波粒二象性，他认为一切的微观粒子，包括电子、质子和中子，都应该拥有波粒二象性。

德布罗意按照这一思路，并且应用了狭义相对论，计算出了这些波长与速度之间的关系，并且还弄成了一篇博士毕业论文，但当时他的导师无法作出决定，就将这篇论文发给了爱因斯坦，请爱因斯坦对论文进行评价。

此时的爱因斯坦在科学界已经拥有了很大的权威，他的评论自然会在科学界上受到很大的重视，而爱因斯坦所给出的评价，大概也就是这篇论文里面拥有的一些狠心很有趣的思想等等。

有了爱因斯坦的回信，对论文进行评审的评审委员会成员也就不敢随意地下定论了，在论文的答辩过程中，他们就问德布罗意应该如何才可以通过实验验证他的这个假设。

按照这个假设，德布罗意认为可以通过电子加速之后投射到一些晶体上，这样就可以给电子进行衍射实验，以此来证实电子拥有波动性。其实当时已经有一些科学家利用电子来进行衍射实验，但他们并没有获得成功，在德布罗意的假设指导下，他们给电子加大了能量，最终使实验获得了成功，也证实了电子拥有波动性，德布罗意也因此获得了1929年的诺贝尔物理学奖。

值得一说的是，德布罗意原来只是读 历史 的，后来才转行去读物理，但却获得了如此巨大的发现，所以说转行的人也有可能从中获得很大的成就。

也正是因为发现了电子的波动性，所以人们就利用电子去做一些以前的波动性实验，像双缝干涉实验也就是其中的一种。

但电子是可以一个一个地发射的，当只发射一个电子的时候，难道电子还可以进行自我干涉？人们通过实验发现，还真的发现了电子自我干涉的现象，当电子进入到其中一个缝的时候，它就会一分为二，这样就可以自我干涉，并且产生干涉条纹。

这个现象让人们百思不得其解，就像是踢一个足球，且可以同时的将它踢进两个球门，这种现象对于人们来说是匪夷所思的。

然后科学家为了想了解电子穿过双缝之后到底做了什么？所以在后面加了一个监控器，以此来对电子进行行为监测，但令人想象不到的是，加了这个监测器之后，人们完全无法监测得到后面的干涉条纹。

这种现象就更加诡异了，当加了监测器之后，电子之间的自我干涉就消失了，试验可以得到的结果就是双缝，但当人们关闭监测器进行实验的时候，干涉条纹又出现了。

这就是它们的诡异之处，但在实验中加入了一个监测室之后，可以得到完全不同的两种结果，就好像人们想要观察电子的时候，电子就好像会通灵一样，完全就表现出了另外一种姿态，还故意不让人们观察它的另外一种姿态，科学家也无法解释这种现象。

其实这一现象已经指向，这些微观粒子并不是一种物质而已，而是拥有一种意识，当人们想要对它进行观察的时候，它却有意识的改变了这种姿态。也正是因为这种现象，才令科学家感到恐惧。

综上所述 ，科学家对于双缝干涉延迟实验的恐惧，并不是对于这个实验的恐惧，而是对于这些微观粒子的表现的恐惧，因为从实验的结果来看，这些微观粒子就好像拥有了意识一样，可以自主的进行改变姿态，并不是一种单纯的物质，这当然会令科学家感到恐惧了。

如果说宇宙不是完美的，它有BUG（漏洞），你信么？双缝干涉实验似乎一步步地发现了这个宇宙“漏洞"

当我们在水中丢下一块石头，那么水面就会产生波纹，如果同时丢下两块石头，两个水波之间就能够出现交叉的干涉条纹。这就是波能够互相干涉的特征。

双缝干涉实验既在一个光源前放置一个开了两条缝隙的不透明挡板，挡板后面再放置一个能够观测到的背景。当我们打开光源，会看到背景上出现明暗相间的条纹，这就是简单的双缝干涉实验。 这个实验证明了光是一种波！ 因为光在穿过两条缝隙后产生只有波特有的干涉，相反的波被抵消，相向的波被增强，导致背景上明暗相间的条纹。（日常生活中主动降噪耳机就是利用了这个原理，用相反的声波抵消了噪音）

下面我们把实验升级一下，光源变得非常小，背景换成高灵敏高分辨的底片。打开光源后，一开始我们看到了无数随机分布的小点，随后这些小点越来越多最终形成明暗相间的条纹！实验升级后证明光是一种粒子并且还具备波的特征 ， 也就是光的 波粒二象性 ！

虽然双缝干涉实验已经让人赞不绝口，不过科学家们还是在这个实验上再次升级。将光源变成一次发射一粒的电子！电子要通过这块挡板只能随机通过两条缝隙。

我们知道，要干涉就必须有对象，没有对象怎么被干涉？然而这一次实验结果出事了，即便单个电子在随机穿过两条缝隙后依然在最后形成了干涉条纹。

这个结果震惊了科学界！为什么单个电子能够自我干涉？难道他还有一个分身？更诡异的是当我们观察电子是通过哪一条缝隙时，干涉条纹消失了。当取消观察时，干涉条纹又神奇的出现了！冥冥中仿佛有一双眼睛窥视着我们，只能让我们看到电子穿越缝隙的路径（粒子特征）或者电子的干涉条纹（波特征）其中之一！

看到这里，你也许认为上面的实验会有很多未知的漏洞，我们观察电子时已经打扰了电子的正常运动导致电子属性改变，只是我们没有办法找出这个因素。接下来科学家用更加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的光子A和B（纠缠的量子能够无视距离影响对方）

AB分别做双缝干涉实验（互不影响的环境），而B距离感应屏比A远，这样 A会比B要先到达感应屏 。当我们在B实验中放置相机观测到B通过双缝的路径时，A实验的干涉图像消失，显然，纠缠的两个光子是互相影响了，B得不到的波属性A也得不到。接下来，我们通过技术手段把B获得的路径信息擦除,然后A和B都出现了干涉条纹。这里就出现了两个个非常诡异的现象。 测量到光子的路径信息只是"泄露”，没有主管观意识去查看，干涉条纹会消失！把这个路径信息擦除掉，干涉条纹又会出现！

更诡异的是，实验中我们设定从B获得路径信息时，A早就已经到达了感应屏形成了图像！这时候擦除B的路径信息，A感应屏已经"拍好照"的图像会鬼魅般地变成干涉条纹！

很多人一开始认为，观察光子路径就是人类意识干预了实验。不过我们从最后一个实验得知，在延迟选择实验中，测量到的路径信息，你看与不看，宇宙程序它已经认定了你泄露了天机！光子波动属性就被隐藏了！我们得不到干涉图像。如果我们把这个泄露的天机抹除掉，宇宙程序马上修复了光子的波动性，让我们得到了干涉图像。没想到的是，我们人类在实验室上利用量子纠缠钻了个空子，让图像形成之后再得到路径信息。接着我们再去选择是泄露还是擦除，宇宙程序任然按照原来的指令执行了。让已经形成的图像变了回去（曾经不干涉的光子，在曾经又干涉了。这话很绕）？这是不是意味着我们找到了一个宇宙程序的BUG，用现在的决定，改变了过去！还是另有其他原因？我们生存的宇宙，这个看不到边无比真实的世界，难道是一个设定好的“程序”？或者说宇宙这个看似无比完美运行的世界其实还有一些漏洞。如果人类将来利用这些漏洞未来的世界会发展成什么样子？

很多人听过双缝干涉实验后会认为“玄之又玄”，于是有了“遇事不决量子力学”。实际上，量子力学是人类了解宇宙底层逻辑的敲门砖，而双缝干涉实验则是量子力学核心的显现，下面我聊聊双缝干涉实验到底多“诡异”，它揭示了宇宙哪些核心？

由于量子太过抽象，因此我们把量子现象过渡薛定谔的猫，再回到双缝干涉实验就容易理解了。这是薛定谔给我们理解量子力学的好例子。

话说啊，有个封闭的盒子里面装一只猫，然后一个量子装置连着毒药瓶，猫的生死取决于量子性质，如果量子发生衰变猫死，反之则没事。换句话说，猫的生死间接表现了量子的性质。实验的问题是猫最后是死的，还是活的？

各路大佬都说出了自己的看法，主流看法有三个：

哥本哈根学派，波尔：这是只 量子猫，它在盒子里的概率是100%的可能性是活的，同时100%可能性是死的，两种状态同时存在，叠加在一起，当你打开盒子一瞬间，猫的生死才会表现出来，生死的结果是随机的。

爱因斯坦、薛定谔：猫50%是死的，50%是活的，我们打开盒子之前它就已经死了，或者还活着，我们打开盒子看到的是结果，而不是诱发结果。

爱因斯坦：波尔，按你的意思是打开盒子时，上帝发现有人要来看结果了，赶紧摇号决定了猫的生死？

波尔：你别管上帝能干什么！

休·埃弗雷特：安静安静，我还没说呢！首先波尔的叠加态我是认同的，但是100%+100%=200%，打开盒子前与打开盒子后应该守恒才对，因此我认为如果打开盒子时猫死了，那么活着的猫应该存在于另外一个世界中——平行宇宙。

爱因斯坦、薛定谔、波尔：你厉害， 我们竟然不知道如何证明你说的是错的！

故事先到这里，看得懂看不懂没关系，先说结果：波尔是对的！而平行宇宙证明不了，最多算假说。在这个故事中有几点很重要：

1. 猫即死又活的状态——叠加态

2.打开盒子意味着观测， 观测会让叠加态随机坍缩为单一状态 。（上帝摇号！）

3.前两点， 打开前与打开后，还隐含了波粒二象性。 （下面再说）

接下来我们看双缝干涉，这事要先从牛顿说起，源于一个看似简单，然而谁都答不上来的问题——光是什么东西？

图：牛顿三棱镜实验

牛顿作为当代学霸，为光学做出了不少贡献，比如阳光是由多种光混合而成的三棱镜实验就是他搞出来的。他认为光又能反射，还折射，运动轨迹会改变，就像乒乓球扔墙上会反弹回来，因此它最小的单位应该是粒子。

十九世纪，托马斯·杨反击牛顿，他只干了一件事，让一束光通过了两条小缝，后面有块感应屏。“按照牛顿的说法”这个实验的结果应该是两条条纹，如下面：

实际上却出现了下面的结果：

于是老杨说光就像下面的水波一样，其实波：

通过缝隙的光波变成了两个波，两个波接触干涉，出现和水一样的现象，于是在屏幕上显示出干涉条纹。

这就是双缝干涉实验，但是诡异的事情是量子力学的双缝干涉实验。

好景不长，随着黑体辐射实验，普朗克发现光能量是一份一份不连续的，爱因斯坦发现光电效应，即光与原子作用时是以粒子的形式交换能量的。于是大家重新审视双缝实验，对它进行升级。

既然光是一粒一粒的，那么我们把光子一粒粒通过双缝会发生什么？（实际实验用的是电子，道理是一样的）

大佬们很快地照着两条缝像机关枪一样发射一梭子电子，显示屏上随机出现大量的粒子，但站远点看这些粒子同样组成了干涉条纹。既然是粒子，为何会发生干涉？

于是有人认为一大堆电子在一起挤来挤去的所以发生了干涉，有点像儿童乐园里的海洋球，当你跳进去，海洋球虽然是一粒一粒的，但是会像波一样往向外扩散，于是就有了虽然是粒子但同样会发生干涉。但真的只是这样吗？

图：实验结果

科学家再次做了实验，改成了“手枪式”发射，“啪”打一发电子，电子到达了感应屏，再打下一发，杜绝了两个电子在运动时发生干涉。然而科学家懵了，快点打和慢点打，结果是一样的，屏幕还是出现了波动性，才会出现的干涉条纹，而不是两条条纹！也就是说单个电子发生了干涉，那么它和谁干涉呢？就两个缝，它只能选一个穿过，另一个缝没有电子出来，上哪干涉去？

为了解决了问题，大佬们就在实验中安上了光电探测器“去看它”，看看电子是如何完成干涉的！结果发现电子老老实实的在感应屏上形成了两条条纹。大家：上帝，告诉我发生了什么！

先按不靠谱的平行宇宙理论来解释：你不看时，电子即从A缝过去，又从B缝过去，然后发生了干涉，你可以理解为量子出现了一个分身。如果你去看它，宇宙就分裂了，如果电子从A缝进入，那么平行宇宙中的电子就从B进入，是我们去探测引起了宇宙的分裂，导致处于两个宇宙中的电子（分身）无法形成干涉。

波尔的解释：前半段和平行宇宙一样，电子处于叠加态，这是一个波的状态，但当你去看它，就随机坍缩成了粒子态。

爱因斯坦：无法解释！肯定有什么我们还没弄清楚的，反正上帝是不会摇号的。

图：我们印象中电子在原子中是这样的

图：实际上它是这样的，因此也叫电子云，具有概率性、波动性。

到目前的科学研究成果来看，波尔是对的。量子具有波粒二象性，这是量子力学的核心。一个电子同时具有波与粒子的性质。

当它没有坍缩成粒子时，虽然也是以单个粒子发射，但波的性质也在发挥着作用，当你发单个电子就类似于发射出水波，你发射了一堆电子，其实就是在发射一堆波，这些波都会按着干涉后的结果显示在感应屏上。当你探测电子，它坍缩成单独的粒子性质，所以一堆电子打出去，没有发生干涉，只出现两条条纹。

如果不理解量子的性质就会觉得，我不看出现干涉条纹，我看了却不干涉了，似乎有点“恐怖”，理解了就理所当然了，量子力学是目前人类发现的宇宙最底层的逻辑，它可以解释宇宙起源，大到宇宙的构成，小到组成宇宙最小结构的粒子的形成。