量子力学为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。但是，关于它产生的一些令人匪夷所思的现象！我们暂时能做的也只是认识它，接受它！而这些现象背后的原理，我们却一无所知。
单粒子双缝实验
单粒子双缝实验的结果，是科学史上最颠覆人们常识的实验结果之一！它是对，与符合物理直觉的宏观世界，截然不同的量子世界的一种完美诠释！根据实验结果来看，现实的本质可能完全不是物质的！至少与我们熟知的世界大相径庭！
首先，我们要从水波双缝实验开始说起。当实验中，人为制造的水波纹向四周扩散时，一段距离外我们设置了一个，中间有两条缝的障碍物。那么，绝大部分水波都被阻挡，但是两条缝隙处，是有波纹可以穿过的。从两条缝隙处穿过的波纹，形成了两个新的波纹。而这两个波纹在并行状态下，各自的波峰和波谷会产生相互干涉相互作用。那么，它们就会形成一种特有的典型图形！我们把它称作干涉条纹！
这里说明一下，任何具有波的特性的物质都会产生相似的干涉条纹！比如，刚才说到的水波还有声波或者是光波。托马斯杨，就在1801年首次观察到了光的双缝干涉！一束光，经过两条很窄的缝隙后，产生了数条明暗不等的条纹。很明显，跟水波实验得到的干涉图形非常相似，当然现在的我们都知道光是电磁场中的一种波，这点毫无疑问！鉴于光同属于波的特性，那么出现和水波相同的结果也是非常合理的。同样我们也知道！光是由不可再次分割的一小束电磁能量，也就是“光子”组成的。所以，每个光子都是电磁场的一小段波！且每段都是不能再次分割的最小状态。
光子双缝实验
那么在这样的情况下，我们用光子继续实施双缝实验。当同时发射多个光子时，每个光子都只能穿过其中一条缝，因为它是不能再次分割的最小个体。不可能分为两个分别穿过两条缝，然后再合为一体。所以，如果我们同时发射多个光子，让他们分别穿过两条缝，那么出现干涉条纹是不成问题的。因为它们波的特性，依然会相互作用，并最终产生干涉条纹。
实验进行到这里，一切似乎都没有跳脱宏观世界的物理规律，完全一目了然，很好理解！看起来似乎量子力学并没有多少神奇之处！别急，接下来让人匪夷所思的疯狂现象发生，当科学家们稍稍修改了一些实验流程。在每次只发射一个光子的情况下，发射多个光子后，干涉条纹依然诡异的出现了！等等，之前我们说过，干涉条纹的形成不是由至少两个类波特性的物质，穿过两条缝隙，在并行状态下，相互干涉、相互作用的结果吗？为什么只发射一个类波的光子，一次只穿过一条缝隙，在没有和任何物质发生干涉和作用的情况下，仍然会出现干涉条纹？
情况是这样的，当发射第一个光子穿过其中一条缝隙后，它就会落在一个能观测落点的屏幕上。然后发射第二第三第四个也是一样，穿过缝隙留下一个落点！但是，当你不断发射单个光子，随着落点越来越多。你会发现，神奇的干涉条纹产生了！可是明明每次只发射了一个光子，在过程中，它能跟谁产生互相作用呢？这一点非常神奇！而且，不只是光子发射单个电子，也会有同样的结果产生，这还包括原子分子或者是由60个碳原子组成的巨型球状分子， 也能在实验中得出同样的结果。所以，我们不得不接受！这些组成世界万物，包括你我的最小物质，都是以某种波的形式，穿过这两条缝。穿过之后，又与其自身，干涉，作用！最终形成了干涉图形！
什么是波函数
这样的说明非常抽象！这里举一个不一定恰当的例子，来解释一下这个现象！这就好像在实验中光子从出发到落点的范围内，有一张特定规律波动的网。当发射单个光子时，光子会被这张网的特定规律波动而影响，最终在这张网的特定规律波动下！随机产生了一个落点。严格来说这个光子的落点，会落在这个规律波动的绝对范围内的任何一个点。当发射的光子数量越多，那么在这张网的特定规律波动下随机产生的落点，就会越多！也就必然形成了干涉条纹。
或者与其说，看似实验中同时发射多个光子，它们穿过缝隙后由于波的特性，相互干涉相互作用而产生干涉条纹。不如说，它们之间其实并没有产生相互干涉，而是这张看不见的特定规律波动的网，所作用的结果！这张特定规律波动的网就是量子力学的核心—波函数！
我们岁提到这张网是特定规律波动的网，那么这个特定规律又是什么？当这张网开始作用于光子的那一刻！这个特定规律就包含了光子，所有可能落点的信息，也包含了行程中每个阶段，光子所有可能的位置以及轨迹信息。也就是说我们一开始就知道这个特定规律发生作用后的绝对范围！每次发射一个光子，只要总的发射数量足够，就能够显示出干涉条纹。但是在特定规律开始作用于光子，到没有产生最终结果的这一阶段，光子的准确位置及运动轨迹，是一个无法判断的“随机”状态。也就是说，这个“特定规律”里面的规律，我们暂时还不了解！
波粒二象性与波函数坍缩
我们在光子被射出后，架设一台观测设备来看看，每个光子在过程中的运动轨迹，不久好了？可是，当我们试图观测光子的运动轨迹时，诡异的事情发生了！这些被全程观测行为轨迹的光子没有了波的特性！实验中记录光子落点的屏幕，也没有像我们想象中那样出现完美的干涉条纹，不管发射多少光子，也不管一次只发射一个光子，或同时发射多个光子。记录落点的屏幕上，显示的只是跟两条缝隙大小一致的光直射图形！这些被全程观测行为轨迹的光子，完全展现出了另外一种特性，即宏观世界中的粒子特性。这两个只观测结果和想要观测过程而展现出不同特性的奇怪现象，就是量子力学中所称的“波粒二象性”。而那张网因为被观测了过程就失去了特定规律的诡异现象在哥本哈根的诠释中被称为“波函数坍缩”。
可是，为什么当我们试图完整观测光子运动轨迹和最终落点时，这张特定规律波动的网就不存在了？我们都知道，蝙蝠的超声波定位系统是如何工作的。首先蝙蝠拥有一套超声波发射和接收装置，它向四周发出一段超声波，当超声波遇到物体时，会被反射回蝙蝠的声波接收器。再有蝙蝠的一套信息处理系统根据超声波返回的方向、大小、时间等一系列信息得出物体的方位、大小和距离。
超声波属于围观世界中的物质，其质量和作用力都不会对宏观世界的物体产生影响，进而发生位置改变！所以蝙蝠就会收到准确的信息，来帮助它做出正确的判断！但是，鉴于我们的双缝实验中观测设备，也会发出某种微观世界的物质，再通过这种物质的反馈，从而得到观测信息。而被观测者“光子”本身就是微观世界中的一种物质，所以在微观世界中他们的作用关系是对等的！
