在整个十九世纪，物理学家一致认为光的行为像波，这在很大程度上要归功于托马斯·杨（Thomas Young）著名的双缝实验。一个世纪以来，在实验的洞察和它所展示的波特性的推动下，物理学家们找到了光在其中波动的介质——发光乙醚。虽然这项实验在光下最为显著，但事实上，这种实验可以在任何类型的波（如水）下进行。然而，目前我们将重点关注光的行为。

实验是什么？

19世纪初（1801年至1805年，取决于资料来源），托马斯·杨进行了他的实验。他允许光通过障碍物中的狭缝，因此它作为光源（根据惠更斯原理）在该狭缝的波前扩展。这束光依次穿过另一个屏障中的一对狭缝（小心地放置在与原始狭缝的正确距离处）。每个狭缝依次对光进行衍射，就好像它们也是单独的光源一样。灯光照射在观察屏上。这显示在右侧。

当一条狭缝打开时，它只是在中心以更大的强度撞击观察屏幕，然后随着你离开中心而褪色。本实验有两种可能的结果：

当进行实验时，光波确实显示出这些干涉图样。您可以查看的第三个图像是根据位置的强度图，它与干涉的预测相匹配。

杨氏实验的影响

当时，这似乎确凿地证明了光是以波的形式传播的，从而使惠更斯的光波理论焕然一新。惠更斯的光波理论包括一种不可见的介质，以太，波就是通过它传播的。19世纪的几次实验，最著名的是著名的迈克尔逊-莫利实验，试图直接探测乙醚或其效应。

他们都失败了，一个世纪后，爱因斯坦在光电效应和相对论方面的工作导致不再需要以太来解释光的行为。光的粒子理论再次占据主导地位。

扩大双缝实验

然而，一旦光的光子理论出现，说光只在离散的量子中运动，问题就变成了这些结果是如何可能的。多年来，物理学家们进行了这一基本实验，并以多种方式对其进行了探索。

在20世纪初，问题仍然是光——由于爱因斯坦对光电效应的解释，光现在被认为是以粒子状的量子化能量“束”传播的，称为光子——如何也能表现出波的行为。当然，一群水原子（粒子）在一起作用时会形成波。也许这是类似的。

一次一个光子

设置光源，使其一次发射一个光子成为可能。从字面上说，这就像是将微小的滚珠轴承扔进狭缝。通过设置一个灵敏度足以检测单个光子的屏幕，您可以确定在这种情况下是否存在干涉图案。

一种方法是设置一个感光胶片，并在一段时间内进行实验，然后观察胶片以了解屏幕上的光模式。就这样一个实验被执行了，事实上，它与杨的版本完全匹配——交替的明暗带，似乎是由波干涉造成的。

这一结果既证实了波动理论，又使之困惑。在这种情况下，光子将单独发射。因为每个光子一次只能通过一个狭缝，所以根本不可能发生波干涉。但观察到了波的干扰。这怎么可能？好吧，试图回答这个问题已经产生了许多有趣的量子物理学解释，从哥本哈根解释到多世界解释。

它变得更加奇怪

现在假设你进行了相同的实验，只做了一个改变。你放置了一个探测器，可以判断光子是否通过一个给定的狭缝。如果我们知道光子通过一个狭缝，那么它就不能通过另一个狭缝来干涉自身。

事实证明，当你加上探测器，这些波段就会消失。您执行完全相同的实验，但只在早期阶段添加一个简单的测量，实验结果会发生巨大变化。

关于测量使用哪个狭缝的行为，完全去除了波元素。此时，光子的行为与我们预期的粒子行为完全相同。位置的不确定性在某种程度上与波浪效应的表现有关。

更多粒子

多年来，该实验以多种不同的方式进行。1961年，克劳斯·琼森（Claus Jonsson）用电子进行了这项实验，它符合杨的行为，在观察屏幕上形成了干涉图样。2002年，琼森的实验版本被《物理世界》读者评选为“最美丽的实验”。

1974年，这项技术通过一次释放一个电子来进行实验。干扰模式再次出现。但当探测器被放置在狭缝处时，干涉再次消失。1989年，一个日本团队再次进行了这项实验，该团队能够使用更为精密的设备。

这项实验是用光子、电子和原子进行的，每次都会有同样的结果——测量狭缝中粒子的位置会消除波动。有许多理论可以解释原因，但到目前为止，其中大部分仍然是猜测。