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1 # 誰為紅顏醉了夢
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2 # 青山打卡許可馨
儘量通俗的科普。
先說波和粒。
有個房間,你對著門口開了一槍,子彈從門飛進去打在一個點上,這是粒子,直線傳播的。
還是這個房間,你對著門口吼了一聲,裡面的人站在任何一個位置都能聽到,這是波。
這兩種東西直覺上是覺得性質是截然相反的,但微觀上偏偏就不是。記住這句話,看後面的內容。
楊氏雙縫干涉實驗,一束光透過兩個縫隙,分成兩個完全相同的光源,然後波峰波谷疊加,出現明暗條紋典型的波特性。
如果是粒子,想象一下,你用衝鋒槍對著雙縫掃射,後面放一堵牆。只有在槍口和雙縫連線的延長線上,牆面才有彈孔,應該是聚集在兩個地方的,這是典型的粒子性。
電子雙縫干涉,是這樣的,發射一束電子出去過雙縫,唉,干涉的明暗條紋出現了,是波。
改成一個一個的電子發射,最後還是干涉條紋。那麼問題來了,每次只有一個電子,它是如何同時過雙縫,和自己干涉,然後出現明暗條紋的呢?
為了搞清楚這個問題,科學家在雙縫上分別設定了感應器,電子透過的時候就會有訊號,就知道電子是從哪個縫過去了,然後神奇的事情發生了,干涉條紋消失了,電子聚集在兩個區域,表現出了粒子的特性。
後面還設計了更巧妙的實驗,延遲擦除,懶得打字了,有人看再更。
雙縫干涉的恐怖就在於這個延遲擦除,異常的毀三觀。
現在我們已經知道,如果能測得電子透過哪一條縫,它就表現出粒子性(干涉條紋消失),如果不測就表現波動性(出現干涉條紋),那麼如果把是否觀測這件事放在干涉條紋這件事的後面,會出現什麼呢?這就是所謂的延遲。
先科普一個概念,量子糾纏,可以理解為一對粒子,測出一個就知道另一個的狀態,不管這倆粒子在天涯海角。
然後我用通俗的語言,概括一下延遲擦除。
還是光,透過A B兩個縫,然後放一個晶體,過了這個晶體後就會產生一對糾纏態的光子(甲乙),然後甲射向螢幕,觀察是否有干涉條紋,乙射進行另一個裝置,我們就叫延遲觀測裝置吧。我們觀測乙,就能知道甲的情況。
延遲觀測裝置針對A縫和B縫設計了兩條光路,從A縫射出的進入光路a,從B縫射出的進入光路b。兩條光路的路程不同,光路a需要 t1時間入射到檢測結構,光路b需要t2時間入射到檢測結構,那麼根據最後入射到檢測結構的時間,就知道乙到底走的是光路a還是光路b。知道它走哪一條光路,就能反推出它是穿過了哪個縫,這個時候螢幕上的干涉條紋消失了。
然後改變光路b中的一段,使得光路a和光路b的長度相同,也就是說擦除了二者差距那一段資訊,最後入射到檢測結構的時間相同,我們無法獲知乙走的哪一條光路,也就無法反推它穿過那一條縫,這個時候螢幕上的干涉條紋又出現了。
可能有人覺得奇怪,直接在縫上測不就行了嗎,搞這麼複雜幹嘛?
重點來了!!!敲黑板!!!
在延遲觀測裝置上,乙打到檢測結構的時間,在甲投射到螢幕的時間之後!!
什麼意思,比如說有個光子,它在透過雙縫的時候,已經“知道”了未來是否會被觀測,然後“決定”否進行干涉,是不是很奇怪?果出現在了因的前面,因果律還有用嗎?
這個實驗的延遲時間很短,零點幾秒。如果光程長到幾光年,那麼光子能夠提前幾年知道自己是否被觀測嗎?
有人說這個實驗順帶證明了上帝不存在,如果有全知全能的上帝,那麼他一定知道粒子從哪個縫過去,那粒子就不可能出現干涉了。
還有一個奇怪的地方,粒子是怎麼知道,人類具有足夠的知識,能從光程差反推出來哪個縫的?比如做實驗的是一個小學生,他並不知道改變光路b意味著什麼,光子還是知道自己被觀測了。
光子“預設”人類具有足夠的知識能從一些條件推理得出它從哪個縫過去,他就認為出現那些條件的時候自己被觀測了,這聽起來多麼的荒謬。
還有很多別的思考,手機打字不方便,就不展開了。
感覺到這個實驗的恐怖所在了吧。
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3 # 與你奇思妙想
雙縫干涉延遲實驗的敗筆,就是把一個體積光源,認定為一個面積光源,把無數光子或電子組成的立柱體的光段認定為單個光子,根據現有科技水平,人類只能觀測單個原子,並不能單個移動原子,單個電子和光子根本看不到,是什麼形狀還無從說起,怎麼認定的透過雙縫是單個光子或是單個電子。一顆子彈從門縫穿過去,只有一個落點,一顆散彈從門縫穿過去結果會一樣嗎?錯誤的認定實驗,得到恐怖實驗結果,不奇怪。
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4 # 好奇心與狗
這個實驗驗看似是得到了一個細思極恐的結論,甚至說是打破了“因果律”,但是,其實這只是一種對“我們能夠觀測”的現象的解釋,我試著說一說。
雙縫干涉
一束光透過一個雙縫後分為兩束光,從光的波動學說上說,光由於是一種波,那麼兩束波相遇是會發生干涉效應的,也就是:
波峰+波峰=疊加
波峰+波谷=相消
波谷+波谷=疊加
於是就得到了干涉條紋。
但是對於單光子來說,有兩個縫會經過哪個縫呢?
哥本哈根的解釋是同時透過。那麼這就匪夷所思了。
惠勒延遲實驗
為了驗證單光子干涉的結論,惠勒改進了雙縫干涉實驗。
首先解釋下實驗裝置。一束單色光經過一個半反半透鏡,分成兩束強度相等的光,再分別經過反射鏡反射後在一個位置相遇,如果在這個位置再放上一個半反半透鏡,精密地調整兩束分光的光程差,那麼可以使得兩個探測器中一個總是得到干涉疊加的光,另一個總是得到干涉相消的光。
單光子實驗
那麼如果對於單個光子是什麼情況呢?
對於單個光子在遇到半透鏡1的時候,從機率波角度解釋,它有50%的機率走反射鏡1的通路,有50%的機率走反射鏡2的通路。
如果不使用半透鏡2,那麼探測器1和2各有50%的機率探測到這個光子,這時候光子是一個粒子。
而如果使用半透鏡2,實驗的結果是,其中一個探測器會總是收到光子,另一個卻總是收不到。也就是說,就算只有一個光子,也是有干涉效應的。
那麼問題來了,從粒子角度來看,這是沒法解釋的。因為粒子在半透鏡1的時候,要麼走反射1的通路,要麼走2的通路,那在半透鏡2怎麼能干涉呢?
所以只有用波動解釋才能解釋通,即它同時通過了兩條通路。
打破因果律了嗎?
接下來的實驗,才叫人大跌眼鏡。
單光子實驗時,如果沒有半透鏡2,單個光子是粒子,而如果有半透鏡2,則它又是波。那麼,首先不使用半透鏡2,如果能在光子透過半透鏡1之後的瞬間,這時候光子已經有50%的機率選擇了通路1或者通路2,在它還沒到達半透鏡2 的時候的瞬間把半透鏡2加上去,那麼這時候光子在半透鏡2上還是有50%的機率去探測器1或者探測器2的。
但是,實驗結果是,只要一個探測器是始終接收到光子,而另一個沒有。
也就是說,在光子經過半透鏡1以後,透過放入半透鏡2這個行為,改變了光子過去的行為,使它總單路線變成了同時走雙路線。
這樣後面發生的行為影響了前面的行為,所以說打破了因果律。
但是,這不過是一種解釋,實際的情況,我們既不能把光看做單純了粒子,也不能看做單純的波。粒子性和波動性只是它的兩個方面而已,限於人類的觀測條件所限,我們要麼看到了粒子性,要麼看到了波動性,這是片面的。
就好像盲人摸象,他們每個人說的都對,又都不對。
人類目前對量子世界的理解也就像盲人一樣,還沒發看到它的全貌。所以打破因果律的推論不過是在一個片面的觀測下得到的片面結論。
量子世界還有很多未解之謎等待我們去破解。
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5 # Soilor
這個實驗中,單個電子干涉不干涉並不重要,重要的事情是:如果人參與了觀察就會影響實驗的結果!即人觀察了,則不干涉,沒觀察,就干涉,如果這是真的,這太可怕了!
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6 # 土老冒他哥
在一八零一年,英華人托馬斯讓一束光透過一個雙縫,在雙縫後面觀測到干涉條紋,從而證明電子具有波動性,在明條紋處,兩條光波到達它們的波谷剛好抵消,波的強度減弱,形成較暗的條紋,感光屏上條紋形狀與兩條狹縫之間的距離背關。
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7 # 陰陽五行造化玄機
匪夷所思之處在於電子彷彿可以感知到人類在觀察它
也許科學的盡頭就是玄學吧!
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8 # 呼嘯賦詩
人們不明白其中道理而已。
科學要講道理的嗎?
搞科學,不要講道理呀,靠想象力就可以了啊!講道理,雞蛋煮熟了不能返生。講科學,我們可以製造蟲洞,來往於過去與未來;遨遊於天堂與地獄(多維時空、平行世界)。
自渡在悟,他渡在緣。
相對論謬誤根源在邏輯前提。
前提一所有地方v=s/t;前提二所有參考系平權,光速恆定,不以參考系的選擇而改變。
若定義光速為光在真空中的速度,光速的參考系是限定為真空的,光速恆定不變。 若光的參考系不限定,不同參考系光速就會不同。
如:以真空為參考系時,光速為c;以光自身為參考系時,光速是零。又如:一束光從遠方傳來,奔向光線的人會比待在原地的人更早看到光,請問光速相同嗎?還有,兩束光分別向相反的方向發出,它們相互分開的速度難道不是兩倍的光在真空中的速度嗎?1+1=2還要做實驗嗎?所以,要光速不變,參考系不能變;參考系變,光速變。
洛倫茲變換成立的前提,光相對靜止參考系的速度(直角邊上)與光相對運動參考系的速度(斜邊上)相等。一束光不可能同時走過三角形的直角邊和斜邊,直角邊上的速度是光在真空中真實走過的速度,斜邊上速度是光與運動參考系的分離速度。這兩個速度不僅大小不同,方向也不同。
邁克爾遜-莫雷實驗是為了驗證假設的以太是否存在。
相對論的正謬你要獨立自主的判斷呢?還是聽從主教(科學家)的說教呢?
莫造神,莫迷信,獨立思考。
回覆列表
說到雙縫干涉實驗就是把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面這樣就形成了一個點光源(從一個點發出的光源)。現在在紙後面再放一張紙,不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫。從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到螢幕上,就會形成一系列明、暗交替的條紋,光子的波干涉現象。然後科學家想仔細在觀察清楚光子是怎麼透過雙縫形成波干涉的,就想用高速攝像機觀察,但是神奇的事發生了,只要透過高速攝像機觀察,波的干涉現象就會消失,就好像光子知道有人在觀察他們一樣,也就是所這些微觀粒子是活的有自己意識的,這顛覆了人類對微觀世界的認識。世界萬物皆由這些微觀世界的粒子組成,要是他們是有自己意識的,到底是我們控制他們還是他們控制我們,或者說我們在看一個物體的時候他是動的,如果我們不在看他們時是不是他們就停止運動了呢,那在我們睡覺的時候這個世界是怎麼樣的呢,宇宙深處我們看不到的地方又是什麼樣的呢,這也只有等科學家給我們答案了。