科學家是如何在不觀察的情況下,確定量子是處于疊加態的?

這個問題有很多答案。

就拿一個已經發生的實驗來證明吧。

這個實驗是單個粒子的雙縫干涉實驗。

這個實驗是物理學史上最奇怪的。

雙縫實驗的理論基礎是物質的波粒二象性和波的干涉性質。

科學家一次只向雙縫板發射一個光子。

實驗結束后，在雙縫的另一側仍然發現了光的干涉條紋。

科學家想知道光子是從哪個狹縫通過的，于是在雙縫前安裝了探測器。

這個實驗叫做“路徑檢測實驗”。

實驗結果令科學家失望。

在雙縫前安裝探測器后，光的干涉條紋消失了。

科學家們認為觀測影響了光子，他們想到了另一種方法，將探測器安裝在雙縫后面。

這個實驗叫做“路徑選擇實驗”。

按理說光子已經穿過雙縫了。

然而，科學家仍然未能觀察到干涉條紋。

最后科學家在實驗裝置后面加了一個量子觸摸裝置，可以消除粒子路徑的信息，這樣探測裝置還在但是信息消除了，然后光的干涉條紋又出現了。

因此，科學家認為，在觀測之前，粒子確實處于疊加狀態，光子通過兩個狹縫后，自身發生干涉形成條紋。

當“觀察”行為發生時，光子從疊加態的各種可能性坍縮成一條路徑，于是干涉條紋也就消失了。