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为什么说双缝干涉实验很恐怖?

时间:2020-08-26 04:29:54

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为什么说双缝干涉实验很恐怖?

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关于干涉现象其实很好解释,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。

在中学课本上有一个杨氏双缝干涉实验,就是把光源放在一张开了一个小孔的纸片前,然后在后面再放一张开了两道平行狭缝的纸片。

光从第一张纸片的小孔中射入,再穿过后面纸片的两道狭缝,然后投到屏幕上,这样会形成一系列明、暗相间的条纹,这就是光的双缝干涉现象。

这个实验在物理学史上是一个闻名而经典的实验,撼动了牛顿长达一百多年光粒子学说的统治,是光的波动学说被再次确认的有力证明,所以意义非同凡响。直到爱因斯坦的光量子理论被认可,光的粒子学说才再次翻身,从此,光既有波性,又有粒子属性的波粒二象性,最终被物理学确定下来。

而随着研究的逐渐深入,科学家们发现电子,包括其它粒子在内,都与光一样具有双缝干涉现象,这表明粒子也具有波性,粒子也具有波粒二象性,这是量子物理的一次颠覆性认识。

“双缝干涉实验”

“双缝干涉实验”具体方式是: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。

实验确实出现了干涉现象,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”。

这个实验引发了量子物理的大地震,以波尔为首的哥本哈根派和以爱因斯坦、薛定谔为首的一派为此长期争论。波尔和海森堡为首的哥本哈根学派们认为:粒子具有波粒二象性,而且粒子性和波性处于叠加态,就是说粒子在某个时刻的特征态既是粒子,也是波,具有概率叠加态。

这种解释如果扩大到宏观世界就是:“是这个样子,又不是这个样子”,“ 你走了又还在”。

但更让人难以接受的是,当科学家们为了排除外界干扰,选择在封闭的真空盒内进行实验,并在在盒内装上摄像镜头来观察时,干涉条纹却没有了,取出摄像镜头再实验,干涉条纹又有了,反复都如此,不论谁做,在什么地方做,结果都一样。

“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?

但科学无限,它之所以会在探测器观测的时候就会失去波的表现,更多的可能是人类对光子,电子的认知有限,还没有真正弄明白光子、电子的本质和特性。

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