在微观世界里，粒子的行为和我们在宏观世界看到的物质的行为是不一样的，也有违我们的直觉和常识。量子力学为我们研究微观世界打开了一道大门，它用完美的数学解释了微观物理世界很多奇异的现象。在量子力学诞生后近一百年的时间里，一直存在着论争；科学家也一直在设计各种实验，来验证关于粒子奇异行为的理论，揭示量子世界的本质，其中最有影响力的实验就是单电子双缝实验。
19世纪初叶，科学界对于光到底是波还是粒子，存在泾渭分明的两种观点。1801年，有一位年仅24岁的英国医生，做了一个实验，引起了科学界的轰动，为光的波动说提供了有力的证据。这位医生叫托马斯·杨，他做的实验叫杨氏双缝干涉实验。让太阳光透过一个红色的滤光镜，再穿过一张开了一个小孔的纸，这样就形成了一个比较集中的“点”光源；在纸后面再放第二张纸，在上面开了两道平行的狭缝。
托马斯·杨利用太阳光的双缝实验装置。托马斯·杨认为，如果光是粒子组成的，从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，会形成两道条纹。但是，实际观测到的是一系列明、暗交替的条纹，这和水面上两道涟漪相遇而形成的纹路一样。干涉现象是波特有的，因此如果出现了干涉条纹，就证明了光是一种波。光波到了两道狭缝处，形成了两个波源。
当左边出来的波峰与右边出来的波峰相遇的时候，强强叠加，就会变得更加明亮；而当左边出来的波峰与右边出来的波谷相遇的时候，相互抵消，就会变暗，从而在屏幕后面形成明暗相间的干涉条纹。
杨氏双缝实验之后一百年，又有一位23岁的年轻人重做了这个实验，又一次引起了学术界的轰动。这位年轻人叫泰勒，他当时还是一位在读研究生。英国物理学家杰弗里·泰勒。他研究了爱因斯坦的光量子论文，接受了光是一种粒子的理论。
他在光源后加了一层烟熏玻璃，使得光的强度非常低，以至于可以把到达双缝的光看作是一个个光子。这个“弱光”双缝实验，后来被解读为单光子双缝实验，好比用一把“光子枪”，把光子一个一个地朝着双缝发射。请注意，这里的细节和重点是：光子是“一个接着一个”发射的，中间是有时间间隔的（约几个毫秒），而不像杨氏实验里的光是一直亮着的。因为是非常弱的光，要在感光屏幕上留下光影，需要很长的曝光时间，整个实验历时三个月。
1924年，德布罗意出来“打圆场”了，他认为光既是粒子又是波，具“波粒二象性”。不仅光是如此，电子也是如此，所有的微观粒子都是如此，都具波粒二象性。1926年，为了描述微观粒子的“波”的特性和微观粒子的状态随时间变化的规律，天才的物理学家薛定谔研究出了一组波函数方程—薛定谔方程。通过解薛定谔方程，我们就可以得到“波函数”，也即得到微观粒子系统的状态。
但是，薛定谔在发明这组方程的时候，并不清楚这个“波函数”到底在物理上是一个什么样的存在。1926年，玻恩解释了薛定谔方程的“波函数”对应的物理意义。在玻恩看来，光子不是确凿的粒子，而是某一时刻在某一点附近发现粒子的概率；而无论德布罗意提出的“物质波”还是薛定谔方程中的波函数所描述的，都不像经典波（如水波）那样代表什么实在的物理量在空间分布的波动，而只不过是刻画粒子在空间的概率分布的概率波而已。
光子在穿过缝隙的时候，确实“神奇”地变成了两个带有“波”特性的东西，而这个“波”既然是概率波，那么它就可以既出现在这一条缝，又出现在另一条缝，让自己和自己发生了干涉—这够神奇吧？