科学家是如何在不观察的情况下,确定量子是处于叠加态的?

这个问题有很多答案。

就拿一个已经发生的实验来证明吧。

这个实验是单个粒子的双缝干涉实验。

这个实验是物理学史上最奇怪的。

双缝实验的理论基础是物质的波粒二象性和波的干涉性质。

科学家一次只向双缝板发射一个光子。

实验结束后，在双缝的另一侧仍然发现了光的干涉条纹。

科学家想知道光子是从哪个狭缝通过的，于是在双缝前安装了探测器。

这个实验叫做“路径检测实验”。

实验结果令科学家失望。

在双缝前安装探测器后，光的干涉条纹消失了。

科学家们认为观测影响了光子，他们想到了另一种方法，将探测器安装在双缝后面。

这个实验叫做“路径选择实验”。

按理说光子已经穿过双缝了。

然而，科学家仍然未能观察到干涉条纹。

最后科学家在实验装置后面加了一个量子触摸装置，可以消除粒子路径的信息，这样探测装置还在但是信息消除了，然后光的干涉条纹又出现了。

因此，科学家认为，在观测之前，粒子确实处于叠加状态，光子通过两个狭缝后，自身发生干涉形成条纹。

当“观察”行为发生时，光子从叠加态的各种可能性坍缩成一条路径，于是干涉条纹也就消失了。