“双缝实验”的结果 , 使人们或多或少的对这个世界的真实性产生了怀疑 , 如果我们没有观测的时候 , 那些除了我们自己可以观测到的人和事以外 , 其他的很多人和事会不会都是以“波函数”形式存在?
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你观察一只飞行中的蚊子时 , 尽管它不停的飞来飞去 , 让你眼花缭乱 , 但实际上它在每一个时间点里只会出现在一个位置 , 这就是粒子性 。
波动性的现象也简单 , 你往平静的水平扔一颗小石头 , 当它落入水中的时候所产生的涟漪就是波动性 。
而当你连扔两个小石头的时候 , 当它们产生的波纹互相接近时 , 就会产生波的干涉现象 。
在我们的常识中 , 我们观测到的现象 , 要么表现出粒子性 , 要么表现出波动性 。而在微观世界里 , 我们的常识就不是那么好用了 。
因为那些微小的粒子 , 它们具有“波粒二象性” , 简单的讲 , 就是它们的行动方式既可以是波动性质 , 也可以是粒子性质 。
“双缝干涉实验”就是为了演示微观粒子的波粒二象性而做的实验 。
其具体方式为:连续发射单个的电子穿过有着两条缝隙的障碍物 , 最后这些电子会落在用于观测的屏幕上 , 以便于观察 , 在重复了很多次的这个过程之后 , 其实验结果如下图所示 。
我们可以看出 , 这个实验结果显示出了干涉现象 , 也就是说电子在运动过程中表现出了波的性质 , 它能够以波的形式同时穿过两条缝隙 , 并且“与自己产生干涉现象” 。看到这里 , 你肯定会认为这并没什么“恐怖”的 , 别急 , 我们接着讲 。
虽然我们无法直接看见电子 , 但是可以通过感应装置来观察它 。为了搞明白电子在这个过程中的运动轨迹 , 研究人员在两个缝隙上都安装了能够观察电子的感应装置 。这样我们就可以知道 , 电子到底是通过了哪一个缝隙 。
然后诡异的事情就发生了 , 当研究人员安装了感应装置之后 , 再次进行双缝实验时 , 他们惊奇的发现 , 电子的干涉条纹消失了 , 不管发射了多少个电子 , 它们都只表现出粒子性 。而当研究人员移除了感应装置 , 电子的干涉条纹马上就又出现了!
这个实验的结果让科学家非常困惑 , 为了保证电子的运行轨迹不被干扰 , 研究人员使用了摄像机来对电子进行观测 , 但其结果还是和以前一模一样 。
“好吧 , 既然这样 , 那么我在确定你通过了缝隙之后 , 再来拍摄你总可以了吧?”研究人员这样想到 , 于是就有了“延迟双缝干涉实验” 。
其过程是这样的 , 当研究人员通过高科技手段确定电子处于“已经穿过了缝隙 , 但是还没落在挡板上”的时候 , 马上用摄像机来观测电子 。
然而令研究人员目瞪口呆的是 , 这个实验的结果依然和之前的实验结果相同!
研究人员并不甘心 , 他们又做了更高级的“量子擦除试验” , 这次他们的实验对象是光子 。
这个实验利用了光子的偏振性以及量子纠缠原理 , 他们在两个缝隙上安装了不同的介质 。
当光子通过某个缝隙的时候 , 由于介质的存在 , 它的偏振性就会发生改变 。
【双缝干涉实验诡异的地方 最恐怖的物理实验双缝干涉】如果这个光子是与另一个光子处于量子纠缠态的话 , 那么另一个光子的状态也会发生相应的改变 。
简单的讲 , 有一对处于量子纠缠态光子A和B , 一个研究人员将光子B用来实验 , 另一个研究人员却“偷偷的”通过光子A来观测光子B的状态 。
由于量子纠缠的超距作用 , 研究人员就可以神不知、鬼不觉的观测用于实验的光子 。
看到在这里 , 我们不得不佩服相关研究人员的脑洞 , 居然能想出这样的方法 。然而事实上 , 这个实验的结果仍然和以前的相同:当有观测者的时候 , 根本就不会出现干涉条纹 , 而没有观测者的时候 , 干涉条纹又诡异的出现!
关于“双缝干涉实验”还有很多的升级版 , 这里就不一一描述 , 但是这些实验的结果都是一样 , 即微观粒子就像是一个个有思想的、无所不知的精灵 。
当没有观测者的时候 , 它们是一个个波函数 , 而当它们知道有人在观测它的时候 , 它们马上就只表现出粒子性 , 从不例外!
“双缝实验”的结果 , 使人们或多或少的对这个世界的真实性产生了怀疑 , 如果我们没有观测的时候 , 那些除了我们自己可以观测到的人和事以外 , 其他的很多人和事会不会都是以“波函数”形式存在?
当我们观测到某个人的时候 , 这个人就变得真实了 , 他(她)的过去、现在也就被确定了?而当我们不再观测这个人 , 那么他(她)是不是又回到了“波函数”的形式呢?
这种问题想多了 , 人会变成“神经病”的 , 也许这就是“双缝实验”的恐怖之处吧!
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