雙縫干涉試驗的觀察者效應究竟是怎樣的？

01-06

最近對量子力學很感興趣，特別是雙縫干涉這個實驗，我是外行人，太多不懂的，希望有個人幫助我解答我的疑問。
第一：「觀測」的定義是什麼？試驗表明人眼看到的電子通過雙縫是有干涉條紋的，而只要有能觀察電子通過情況的攝像機就沒有干涉條紋，那請問怎樣才算是被「觀測」了，人眼不也是觀測嗎？
第二：如果攝像機只是擺設，把攝像機打開，其功能並不能捕捉到粒子的運動，那麼會怎樣？電子是如何知道「自己」是不是被真實觀測了？
第三：人的意識是否與干涉有關係，如果設置一個在隨機時間內打開的攝像機，被試不知道攝像機開沒開，會發生什麼？會不會被試一直看到有干涉條紋，後來告訴他攝像機有一段時間開了，他的記憶會不會改變，那段時間的干涉記憶會消失嗎？

謝邀。

首先，關於不確定性原理是否能被形容為觀察者效應稍微有點爭議，我過我個人認為這種爭議僅僅在於這種效應在理論上是否能夠避免。如果認為不能避免，那麼我覺得稱作觀察者效應是沒問題的。

傳統的觀察者效應是可以避免的，比如你盯著看一個小女孩，她害羞臉紅了，然後你寫報告說這是一個「紅臉的女孩」，這個結論是不正確的，因為你的觀測本身影響了實驗對象，解決方法是用不同的實驗方法進行實驗，比如用攝像機暗中觀察女孩（俗稱偷窺），讓跟女孩很熟的不會讓她害羞的親人觀察她等。量子力學的不確定性原理最開始也被認為是這種傳統的觀察者效應，於是大家在理論上和實驗上想盡各種辦法來試圖消除這種由於觀測產生的影響，但是後來所有的努力的結論都是「這種影響存在一個下限」，換句話說不能讓這個影響小到零。

具體到雙縫實驗，探測器給系統的影響如果剛剛好能夠夠探測到電子通過哪個狹縫的話，那麼剛剛好就不產生干涉條紋，而能夠剛剛好勉強產生干涉條紋的時候人們發現恰恰探測器不能探測到電子通過哪個狹縫。而量子力學的神秘和令人驚奇就是這一切是高度定量的，而且似乎和人的意識聯繫起來，畢竟觀測的最後結果是人腦獲得了信息，而在這最後一步之前你根本無法得出任何結論。這也是物理是實驗科學，一切立足於實驗觀測的意思。

不知道你哪看來的，你的問題反應了你對「攝像機」這個東西理解的錯誤。這裡所謂的「攝像機」是指發射和電子相互作用的光子然後探測光子的變化從而探測電子的探測器，所以不是擺設不擺設的問題，是真的有東西和電子發生了作用，我們無法探測一個不和任何東西發生作用的電子，因為對那樣的電子我們不能實施任何「觀測」。

觀測就是指人的，狗不算，但不是指某個人的，而是指的人類的。再者，是指的能夠被觀測，而不是具體去執行觀測。

雙縫實驗，架設好測量設備去測量電子具體從哪個縫通過時，如果這個設備達到了能顯示明確的結果的條件，即如果人類能夠通過這個設備看出明確的結果，不管最終有沒有人看還是不看，實驗結果就是粒子性，沒有條紋了。不會說實驗者架好設備後卻選擇不觀察設備，或者心裡計劃一下過幾天根據彩票結果再決定看不看設備記錄，這個意願跟實驗結果無關。否則這玩意就可以當女巫的水晶球了。

但是這個觀測的定義最終是指向的人類的知識體系的。測不準原理里說位置和動量不能同時測得，位置是什麼？動量是什麼？都是我們人類的知識定義。也就是說讓人類去認識微觀世界，就是會出現這樣的結果。以我們的定義，我們只能說在觀測的一瞬間，電子的坐標是xyz，但是這個時刻按我們的定義，再探討電子的動量是多少，怎麼說呢，就好比你問太監性福么一樣。是人類的知識體系，這樣一個客觀存在，和微觀世界這樣一個客觀存在，兩個客觀存在湊一起出現的一個客觀規律。

至於說有沒有比人類高級的生物建立起更高級的知識體系，還是說以後的人類刷新自己的知識體系，從而消除量子不確定，波粒二相等等這樣一個外觀表現，有待，有待

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圖拍於——曹天元的《上帝擲骰子嗎》量子物理史話

這個問題如果只是觀察者效應，那麼還好理解，探測設備發出的光子影響了電子，造成電子沒有了干涉條紋就是了。

關鍵這個實驗有趣的地方在於：探測設備是在電子穿過干涉縫隙之後才對電子有了影響，但卻能影響到電子穿過干涉縫時的狀態（是穿過雙縫還是穿過了雙縫）

這點就很有意思了，按說穿縫在前，是因，被探測在後，是果。按因果律，因能決定果

但在這實驗中，果卻能決定了因

這就是有些人說這實驗打破了因果律的原因。

我是這麼理解的，在很短的時間內，很快的速度上（比如電子和光子），時間的前後是不重要的，所以才會出現果決定因的現象。

作為一個現代物理門外的愛好者，好希望大家能多指教指教

還有另外一個類似的實驗也是有這樣的因果倒置現象，就是用一個一個的光子穿過一個透鏡，有一定的概率被透鏡反射，也有一定的概率穿過透鏡，然後在兩條可能的光路上都放上探測器，就會發現有些光子被反射，有些光子直射。

但如果用反射鏡把兩條光路合到一起，讓他們互相干涉後只能向一個方向輸出，那麼在這個方向放一個探測器，然後一個光子一個光子的向透鏡發射。結果卻發現每次這個探測器總能探測到光子，也就是說一個光子同時經過了兩條光路，無論這兩條光路之間有多麼的遠。

按說光子射向透鏡後直射或反射是因，到最後光路合不合到一起是果，但在這裡，果又一次決定了因

這個問題，我的理解用一句話來解釋就是（你永遠觀測不到』它『的秘密）

也就是說，觀測指的是，你觀測到『它』的秘密了。也觀測到『它』穿過縫隙後的變化了。

也就是說壓根兒就不讓你知道『它』穿過縫隙後是什麼狀態。

與觀測的儀器，人，無關。

遊戲規則就是：未來的時間，永遠不會出現』我們』中的『誰』破解了『它』的秘密。

@王宏淇你難道還不明白嗎，從經典物理到量子力學的種種神秘性，都是意識（上帝）刻意有所隱藏真相，人類無法超越自己的意識去探索真相，你越接近真相，意識的影響越大，直到你真的認識到意識才是一切真相的關鍵，雙縫干涉的電子也是有意識的，你沒去觀察他，他就表現出波動性（意識性），你用經典的人類意識去觀察他，他就表現為經典粒子性，電子能夠看透人類的企圖（百分之一百能夠看透，不管你用什麼方法去觀察他），你說的干涉條紋的變化是探測光子的侵入而引起的，而不是意識的作用，你是如何理解意識的，你又怎麼知道，意識在科學的描述中不會是光子的侵入，科學就是對自己的大腦太自負了，好像再神秘莫測的事物在他們眼中都是一個原理，一系列粒子的相互作用，如果科學能夠放下自己的頭腦，換一個角度站在意識的方向思考問題，或許能有所突破，科學在自己的道路上走的太遠了

首先：人的意識只不過是一個一系列的動作，是由一系列的非意識物質和動作完成的，究其實是一種特別的物質運動形式。光和電子的干涉本是極小能量的相互作用，外界的影響就很明顯不可忽略了。總之，人的意識是一個複雜的功能系統，但沒有關那麼神秘，起碼干涉條紋的變化是探測光子的侵入而引起的，而不是意識的作用。