為什么說雙縫干涉實驗恐怖？到底恐怖在哪里？ 為什么說雙縫干涉實驗靈異？
雙縫干涉實驗所顯示出來的結(jié)果是20世紀科學(xué)家集體遭遇的一次“靈異事件”，在這個簡單的實驗中微觀世界的基本本質(zhì)，疊加態(tài)、不確定性、觀察者效應(yīng)展現(xiàn)的淋漓盡致。
而這三個現(xiàn)象有是如此的燒腦、違反直覺、毀人三觀，所以我們常說雙縫干涉實驗的結(jié)果讓人覺得后背發(fā)涼，有那么一點“恐怖”的感覺。
我們?nèi)祟愖鳛橐粋€宏觀世界的一部分，在量子力學(xué)出現(xiàn)之前我們的科學(xué)認知都是建立在現(xiàn)實的確定性之上的，我們科學(xué)理論可以完美的解釋和預(yù)測宇宙中的任何現(xiàn)象。
例如，通過牛頓力學(xué)我們可以準確的預(yù)測一個事物未來的發(fā)展動向，前提是只要知道這個事物初始的狀態(tài)，以及它未來所經(jīng)歷的相互作用。
1846年，我們更是利用物理和數(shù)學(xué)預(yù)測的方式準確的發(fā)現(xiàn)了海王星的位置，可以說這是人類宏觀世界科學(xué)的一次偉大勝利。
毫不夸張的說，如果有一臺超級強大的計算機，它可以根據(jù)已有的理論預(yù)測出宇宙中所有事物的未來，這就是現(xiàn)實世界的確定性，以及可預(yù)測性。
這不僅僅是我們普通人心里的世界觀，也是20世界大部分科學(xué)家的世界觀，愛因斯坦也不例外。但是這一切都被一場物理學(xué)的“靈異事件”打破了。
是波還是粒子
微觀世界的尺度非常小，都是些原子、電子之類的小玩意，這些東西不僅在生活中看不到，就連科學(xué)家也一直被擋在門外，我們真正了解原子、建立模型也就是上個世紀的事。
但是有一個粒子經(jīng)常在我們眼前晃來晃去，可以說晃了數(shù)百萬年，那時我們還是樹上的猴子，它就是光子！
雖然光子很常見，但是關(guān)于光是什么？這個問題人類是想了幾千年，直到17世紀牛頓大哥才說光是微粒，是一種實物粒子。
不過當時就有人提出反對意見認為光是波，因為身為粒子的光無法解釋光的衍射現(xiàn)象，而且如果光是微粒的話為什么我們看不見兩束光發(fā)生碰撞呢？這個人就是惠更斯。
由于惠更斯并拿不出任何實驗證據(jù)，再加之牛頓學(xué)霸當時在科學(xué)家的威望極高，所以光是微粒就得到人們的認可。
那么關(guān)于光到底是什么？就在科學(xué)界形成了兩個不同的派別：波派和粒派！
粒派所認為的粒子，我們可以將其想象成為一個個光滑的小球，它們遵循實物粒子的運動規(guī)律。也就是說，當你打開手電筒的一瞬間既有無數(shù)顆光顆粒向炮彈一個沿著直線向外飛奔。
除了牛頓之前所說的實物顆粒，普朗克和愛因斯坦后來也認為光是一種粒子，稱為光量子，這個光量子和牛頓的微粒有著本質(zhì)的區(qū)別。量子是一份一份不可分割、且不連續(xù)的能量。
波派所認為的波，就類似于我們生活中常見的水波，有波峰、波谷，可以完美的解釋光的衍射和干涉現(xiàn)象。
可問題是波和粒子是完全不同的東西，在現(xiàn)實生活中我們看到的事物它是實物粒子就是實物粒子，它是波就是波，不可能存在兩面性，我們也無法理解即使波又是粒子的事物。
硬幣不是正面就是反面，不可能有即使正面又是反面的硬幣，事物不是黑就是白，這就是現(xiàn)實的確定性。所以波派和粒派就持續(xù)撕逼了百年，不分勝負。
靈異實驗：雙縫干涉
也許微觀世界有它自己的本質(zhì)，也許它真的跟宏觀世界不一樣，也許宇宙真的需要兩套不同的理論去解釋，也是事物真的存在兩面性，也就是波粒二象性，而我們只是各執(zhí)一詞、盲人摸象罷了。
那么光到底是什么？科學(xué)家決定做一個實驗，這個實驗可以完美探測波和粒子的不同特性。雙縫干涉實驗其實特別簡單，就是在光源和探測屏幕之間放一個開了兩個狹縫的擋板。
然后用光源向擋板啪啪啪發(fā)射光子，然后觀察屏幕上的呈現(xiàn)。這個實驗無外乎兩種可能：
光就是粒子，就是我們所說的實物小球，或者是生活中的石子、子彈，當光經(jīng)過中間的擋板時，大部分的光會被擋住，只有兩條狹縫可以允許光通過，并且光在屏幕上留下兩道杠。這就是粒子運動的典型特性。
光是波，它可以像水波那樣在經(jīng)過兩條狹縫以后發(fā)生干涉，波峰和波峰疊加，波谷和波谷疊加，波峰和波谷抵消，最后在屏幕上留下干涉條紋，看起來就像是斑馬線。
第一次實驗，我們對準雙峰發(fā)射光束，實驗的結(jié)果是在屏幕上產(chǎn)生了明暗相間的干涉條紋。這無疑說明，光確實是一種波，可以發(fā)生干涉。
這是否就說明波派勝利了？其實不然，上面你是發(fā)射的光束，你能不能改成一個個光子來發(fā)射。也就是我們上文說的光量子。粒派認為這樣鐵定是兩道杠！
第二次實驗：重復(fù)做上述過程，一個一個發(fā)射光子，起初由于光子的數(shù)量很少，在屏幕上出現(xiàn)了雜亂無章的圖案，但是當光子數(shù)量增多時，神奇的事情發(fā)生了，屏幕上開始顯示出了干涉條紋！
到這里先不談波粒之間的競爭，因為出現(xiàn)了一個全新的問題，我們知道要想產(chǎn)生干涉條紋，必須得有兩個波進行干涉，這就是為什么要開雙峰的原因，但縫的話任何波都不會產(chǎn)生斑馬線。
但是一個一個發(fā)射光子，單個光子要么經(jīng)過右狹縫、要么經(jīng)過左狹縫，單個光子在和誰發(fā)生干涉？難道它同時經(jīng)過了雙縫，并且和自己發(fā)生了關(guān)系？所以說波粒之爭的事情在雙縫實驗上變得越來越復(fù)雜了。
如何解決這個問題？科學(xué)家想到了一個辦法，我們可以在左右狹縫后加上光電探測器，來看一下單個光子到底是通過了哪條狹縫，還是它會分身分別經(jīng)過了兩條狹縫？
這里需要注明一點：觀察粒子經(jīng)過哪條狹縫這個實驗，歷史上使用的是電子而不是光子，因為我們可以向電子發(fā)射光子來進行探測它到底經(jīng)過了哪個狹縫，而光子本身我們無法去探測，所以使用光子的實驗我們本身也做不出來，不過這不影響我們的思想實驗。
第三次實驗：還是以點射的方式發(fā)射光子，探測的結(jié)果是，光子要么經(jīng)過左狹縫，要么經(jīng)過右狹縫，并沒有分身，也沒有同時經(jīng)過兩個狹縫，光子還是一個一個的粒子。
這時波派和粒派都松了一口氣，這說明光子具有波粒二象性（其實粒子的性質(zhì)也在光電效應(yīng)上得到了證實），它即使波也是粒子，處在兩種狀態(tài)的疊加態(tài)，微觀世界還真是詭異，粒子處在混沌的兩面性。
但是到這里真正刷新人們?nèi)^的靈異事件發(fā)生了。
我們不就是探測了一下光子到底經(jīng)過了哪個狹縫，居然導(dǎo)致了屏幕上的干涉條紋消失了，變成兩道杠。這說明我們的觀測行為導(dǎo)致了光子的狀態(tài)發(fā)生了改變。
這也意味著我們的觀測行為，影響了結(jié)果。這聽起來十分的玄學(xué)，難道我們看不看一個事物能夠改變它的最終狀態(tài)。
觀察者效應(yīng)
微觀世界畢竟離我們很遠，我們無法體會到這件事道理靈異到了哪里。下面我就舉個宏觀世界的例子。足球這項運動看過吧。
足球運動員射球的一瞬間這個球進不進和足球當時所處的位置、運動員發(fā)力的大小和位置、風(fēng)速等等這些物理因素有關(guān)，只要經(jīng)過足夠精細的科學(xué)分析，我們就能判斷出這個球到底能不能進。
但是唯獨沒有關(guān)系的就是你當時有沒有看這場比賽，你看與不看都不妨礙球是否能進。但是微觀世界的實驗告訴我們，球進與不進這個結(jié)果和你有沒有看球有關(guān)。
這簡直令人發(fā)狂，不可思議。尤其是當有些人給觀察者這件事上加入了人類的意識以后，整件事情就變得更加的詭異了。
被搬倒了幾千年的唯心主義差點復(fù)活。人類的意識可以改變宇宙的狀態(tài)。
以上的實驗都是在光子經(jīng)過雙縫的時候我們對其進行了觀測，導(dǎo)致了光子的疊加態(tài)坍縮到了單一的量子態(tài)，表現(xiàn)出了粒子的特性。
那么我們這次讓光子首先經(jīng)過雙縫，在它經(jīng)過雙縫的時候應(yīng)該會保持原有的疊加狀態(tài)，我們這時在以非常快的速度加上探測器，那么結(jié)果會怎么樣？
不論我們加上探測器的速度有多快干涉條紋都會消失。反過來，一開始有探測器，只要在最后的一瞬間撤掉探測器，干涉條紋就會出現(xiàn)。
這次實驗類似于惠勒的延遲選擇實驗，光子貌似是事先已經(jīng)知道了我們要對它進行探測，在經(jīng)過雙縫時就表現(xiàn)出了粒子的特性導(dǎo)致干涉條紋消失。而我們只要停止觀測，光子在雙縫處又開始與自己發(fā)生干涉。
反過來說，我們未來的選擇，決定了光子最初的狀態(tài)！因為光子做出選擇在先，我們觀測在后。
在微觀世界中，因果律貌似也失去了作用。這就是量子力學(xué)的世界，這就是微觀世界的詭異和恐怖之處。
哥本哈根詮釋
雙縫干涉實驗包含了量子力學(xué)中的三大基本原則：疊加態(tài)、不確定性、觀察者。
疊加態(tài)是微觀粒子的本質(zhì)，一個粒子可以處在不同狀態(tài)的混沌態(tài)，它具有多面性。以光子來說它就是波粒二象性。一個光子可以同時處在左縫和右縫這兩種路徑的疊加態(tài)中，可以同時穿過兩條狹縫，并于自己發(fā)生干涉。
不確定性原理，也稱為測不準原理，在微觀世界中我們宏觀世界中科學(xué)準確的預(yù)測性完全不起作用，微觀粒子的行為只滿足概率統(tǒng)計，我們不能準確的同時知道一個粒子的位置和動量。
這兩個物理量的測量誤差的乘積一定大于某個值，也就是說，如果我們準確的知道了一個粒子的位置，那么它的動量可能會是0到無窮大，變得十分不確定。
而在單個發(fā)射光子的時候，這個光子到底會落在屏幕的那個位置，我們無法準確的知道，只能說出它出現(xiàn)在某個位置的概率是多少。這一點和宏觀世界有著本質(zhì)的區(qū)別，需要用不同的理論去解釋。
測量這件事會導(dǎo)致微觀粒子的波函數(shù)發(fā)生坍縮，也就是從混沌的疊加態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定的狀態(tài)，例如，我們對光子（電子）的觀測就導(dǎo)致了光子從疊加態(tài)坍縮到了粒子態(tài)。這樣也會導(dǎo)致光子不能神奇同時處在兩個路徑的疊加態(tài)中，只能選擇一個單一的狹縫經(jīng)過，從而導(dǎo)致干涉條紋消失。
那么這跟人類的觀察有何關(guān)系？
觀察這個行為確是具有人為的因素，貌似是人的因素導(dǎo)致了量子態(tài)發(fā)生坍縮，導(dǎo)致結(jié)結(jié)果發(fā)生改變，甚至導(dǎo)致未來決定過去。
但是觀察這種行為是怎樣發(fā)生的呢？上文我已經(jīng)提過，歷史上對雙縫實驗的觀察我們無法用光子做出來，而使用的是電子，因為在我們觀察的時候，我們要想獲得粒子的信息，就必須要使用另外一個粒子和其發(fā)生相互作用，來反饋給我們。
你想一下我們?nèi)绾稳ビ^察電子？是不是要向電子發(fā)射一定能量的光子，當光子在被反射回來時，我們才能知道電子的狀態(tài)。
沒有這種交互作用，也就沒有所謂的觀察！但是這個測量的過程就會導(dǎo)致電子的狀態(tài)被限制單一的狀態(tài)中，換句話說，當電子穿過狹縫時，我們強迫電子與光子發(fā)生相互作用，正是這個過程導(dǎo)致電子波函數(shù)的坍縮。
所以說觀察行為也是一種量子行為。跟人類的意識沒有任何關(guān)系。
我們看到一切是真的嗎？為什么雙縫干涉實驗可怕，其中密秘何在？
為什么說雙縫干涉實驗恐怖?到底恐怖在哪里?
雙縫干涉實驗所顯示出來的結(jié)果是20世紀科學(xué)家集體遭遇的一次“靈異事件”,在這個簡單的實驗中微觀世界的基本本質(zhì),疊加態(tài)、不確定性、觀察者效應(yīng)展現(xiàn)的淋漓盡致。 而這三個現(xiàn)象有是如此的燒腦、違反直覺、毀人三觀,所以我們常說雙縫干涉實驗的結(jié)果讓人覺得后背發(fā)涼,有那么一點“恐怖”的感覺。 我們?nèi)祟愖鳛橐粋€宏觀世...
雙縫干涉實驗恐怖嗎?恐怖在哪?
雙縫干涉實驗的結(jié)果令人感到震驚。這個實驗揭示了微觀世界的基本特性，包括疊加態(tài)、不確定性和觀察者效應(yīng)。這些現(xiàn)象違反了我們的直覺，挑戰(zhàn)了我們對世界的認知，因此給人帶來了一種“恐怖”的感覺。實驗的目的是為了觀察微觀物體在運動時是否會相互干涉。如果它們不會相互干涉，那么在終點將形成兩條痕跡。如果...
雙縫實驗為什么恐怖
1、雙縫實驗的恐怖之處在于：雙縫實驗的結(jié)果完全超出了人們平時的認知。雙縫實驗的結(jié)果使人們或多或少的對這個世界的真實性產(chǎn)生了懷疑。2、雙縫實驗的結(jié)果都是一樣，即微觀粒子就像是一個個有思想的、無所不知的精靈，當沒有觀測者的時候，它們是一個個波函數(shù)，而當它們知道有人在觀測它的時候，它們...
雙縫干涉實驗為什么恐怖
之所以雙縫干涉實驗令人感到恐怖，是因為它揭示了量子世界的非直觀特性。在實驗中，當有觀察者存在時，光粒子不再呈現(xiàn)干涉現(xiàn)象，而是形成兩個單獨的條紋。這好像光粒子具有意識，能夠感知觀察者的存在，并在被觀察時改變其行為。這種現(xiàn)象令人不安，因為它挑戰(zhàn)了我們對物質(zhì)本質(zhì)的直觀理解。另一方面，當沒有觀...
雙縫實驗為什么恐怖
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為什么說雙縫干涉實驗恐怖
之所以說其恐怖，是雙縫干涉實驗，這個實驗當觀察者出現(xiàn)的后，光線粒子的干涉會消失，然后變成兩個條紋。好像這些光線粒子不喜歡別人的關(guān)注一樣，看到就出現(xiàn)，不看到就不出現(xiàn)，這不得不讓人涌起恐怖的懷疑！當有人開始看一個物體的時候，這個物體就開始發(fā)出具有粒子特性的光，因此我們就看見了。當沒有人...
雙縫干涉實驗為什么恐怖?
很多人都說雙縫干涉實驗是很恐怖的，因為在實驗中會發(fā)現(xiàn)很多奇怪的現(xiàn)象，這些奇怪的現(xiàn)象也算是好事情，因為在實驗中又有了新的發(fā)現(xiàn)，這個實驗是屬于物理實驗，在實驗中找到了很多的物理知識，驗證了很多事情。1、雙縫干涉實驗的恐怖之處 光照在傳播時是會呈現(xiàn)粒子的，但是在實驗時光線中互相干涉的現(xiàn)象會...
雙縫實驗為什么恐怖 原因是什么
雙縫實驗之所以恐怖，是因為它挑戰(zhàn)了我們對客觀實在和因果律的基本認識。雙縫干涉實驗起源于光學(xué)研究，以它的發(fā)現(xiàn)者托馬斯·楊（Thomas Young）的名字命名：楊氏雙縫干涉。楊氏干涉實驗里，光從隔板上的小孔S1發(fā)出來，經(jīng)過隔板S2上間隔很小的兩條縫b和 c。當光經(jīng)過隔板時，它會被窄縫b、c散射，散射后光...
雙縫干涉實驗為何會有人感覺很恐怖?到底怎么了?
那就是解釋了一個現(xiàn)象,這個雙縫干涉實驗有時間通道,基礎(chǔ)物理的瓶頸已被觸摸。未來的我們不想現(xiàn)在的我們觸摸這個領(lǐng)域而修改物理規(guī)則,就是不可知之地。 觀察本身也有意思,能觀察證明能看見,能看見證明有光的反射和眼球接受到光信號,這里面會都也出現(xiàn)干涉??還是我們看到的的穩(wěn)定狀態(tài)也是出于粒子分布規(guī)律的概率穩(wěn)定而已,...
為什么說雙縫干涉實驗恐怖?到底恐怖在哪里?
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