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  • 1 # 雄鷹展翅長空

    在量子力學裡,雙縫實驗(double-slit experiment)是一種演示光子或電子等等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。雙縫干涉實驗”就是為了演示微觀粒子的波粒二象性而做的實驗。雙縫,顧名思義,就是在一塊隔板上開兩條縫。

    用一個發射光子的機槍對著雙縫掃射,從縫中漏過去的光子,打在縫後面的屏上,就會留下一個光斑。第一次實驗 :把光子發射機對準雙縫發射,結果是出現斑馬線條紋。第二次改成粒子槍一個一個的發射,保證每次只通過一個粒子,結果是一開始光子數量較少時,螢幕上的光點看上去一片雜亂無章,隨著積少成多,漸漸顯出了斑馬線條紋!第三次實驗 :在螢幕前加裝兩個攝像頭,一邊一個左右排開。哪邊的攝像頭看到光子,就說明光子穿過了哪條縫。同樣,還是點射模式發射光子。結果:每次不是左邊的攝像頭看到一個光子,就是右邊看到一個。一個就是一個,從來沒有發現哪個光子分裂成半個的情況。

    從上面的情況來看:光子確實是一個個粒子,然而在穿過雙縫時,不知怎麼就會變形成兩道波同時穿過,形成干涉條紋。

    據說這就是 波粒二象性 了。

    不過奇怪的事情發生了:人們發現,螢幕上的圖案,不知什麼時候,悄悄變成了兩道槓!沒用攝像頭看,結果總是斑馬線,光子是波;用攝像頭看了,結果就成了兩道槓,光子變成了粒子。

    其具體方式為:連續發射單個的電子穿過有著兩條縫隙的障礙物,最後這些電子會落在用於觀測的螢幕上,以便於觀察,在重複了很多次的這個過程之後,也就是說電子在運動過程中表現出了波的性質,它能夠以波的形式同時穿過兩條縫隙,並且“與自己產生干涉現象”。當研究人員安裝了感應裝置之後,再次進行雙縫實驗時,他們驚奇的發現,電子的干涉條紋消失了,不管發射了多少個電子,它們都只表現出粒子性。

    第四次實驗:事先,只有螢幕沒有攝像頭;

    我們算好光子穿過縫的時機,等它穿過之後,再以迅雷不及掩耳之勢加上攝像頭。(等效於 1978 年惠勒延遲選擇實驗)

    結果是:無論加攝像頭的速度有多快,只要最終加上了攝像頭,螢幕上一定是兩道槓;反過來,如果一開始有攝像頭,哪怕在最後一刻秒秒鐘撤掉,螢幕上一定是斑馬線。

    面對上面的波粒二象性,玻爾總結了量子世界的三大基本原則:一是態疊加原理。在量子世界,一切事物可以同時處於不同的狀態(疊加態),各種可能性並存。比如,在雙縫干涉實驗中,一個光子可以同時處在左縫和右縫,疊加態是不可精確測量的。二是測不準:比如精確測出了粒子的位置,但它的速度卻永遠測不準!三是觀察者因素:雖然一切事物都是多種可能性的疊加,但是,我們永遠看不到一個既左且右、又黑又白的量子物體。只要進行觀測,必然看到一個確定無疑的結果。至於到底看到哪個態則是隨機的,其概率高低取決於疊加態中哪個態的成分居多。

    最終“”雙縫干涉“”實驗的官方解釋是:沒裝攝像頭:光子在未觀測的情況下處於「多種可能性並存」的疊加態,以 50% 的概率同時通過了左縫和右縫,形成干涉條紋;裝上攝像頭:光子被觀測後只能處於一個態,不能神奇地同時穿雙縫了,所以干涉條紋就消失了。

    這就是目前量子力學教科書上的正統理論:哥本哈根解釋。

    物理學家薛定鍔根據雙縫干涉實驗結果及玻爾的理論反推,結果得到的是唯心主義。薛定鍔假設將一隻貓放在紙盒子裡面,裡面也有一個放射性物質,假設每小時有50%的機率衰變,但是如果衰變,那麼觸發機關,打破裝毒藥的瓶子,貓會死亡;但如果原子沒有衰變,結果相反貓不會死亡。那麼如果你不開啟箱子,即不進行觀測,那麼你不會知道貓是否死亡;但如果你進行觀測,那麼可以理解為你進行觀測之前貓處於不死不活的狀態,貓死與活決定於你進行觀測的時候。也可以理解為貓死與活決定於原子衰變的時候。在開啟盒子前貓的死活的不確定性,可以說開啟盒子前貓是一個死活疊加的狀態,即既是死的,又是活的,且這個盒子對外界不會造成任何影響,當薛定諤開啟盒子時,有兩種可能性,一種是看到貓死了,另一種是看到貓活了,而就在此時世界通往了兩個不同的方向,也就是世界發生了分離,變成兩個互不干涉的世界,即貓死的世界和貓活的世界。這就是著名的“薛定鍔貓論”。這也就是這個試驗所說的“恐怖之處“吧!畢竟唯心主義與唯物科學主義是相違背的。

    在近幾年全世界各國的科學家用粒子對撞機在一定程度上驗證了粒子的不確定性,但離真正的完全驗證還有很長的路要走,這個在未來需要我們人類去繼續在科學的道路上探索。

  • 2 # 由天原創

    雙縫實驗,著名光學實驗,在1807年,托馬斯·楊總結出版了他的《自然哲學講義》,裡面綜合整理了他在光學方面的工作,並在裡面第一次描述了雙縫實驗: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,這就是現在眾人皆知的雙縫干涉條紋。

    試驗本身沒什麼問題,證明了光有波粒二象性,但是科學家們想觀察清楚如何會這樣,於是他們在微觀層面上來觀察,架設高速攝像機,觀察光子是如何一個一個通過縫隙形成波干涉的,這時候神奇的事情出現了,光子波的特性消失了!又變成人類最容易理解的粒子,只出現了兩條條紋。這才引出了超級可怕和詭異的電子雙縫干涉實驗和後來石破天驚的的“延遲選擇實驗”,給整個人類帶來了前所未有的思想衝擊。

    科學家波爾的解釋更加恐怖:因為它居然認為世界是由意識決定的。互補原理是這樣說的:電子既是一種粒子,也是一種波,它具有波—粒二重性。但在每一個特定的時刻,電子不可能既是粒子又是波,而只能是其中的一種。它到底會是粒子還是波,這取決於是否有人觀察它,當沒人觀察它時,它就是波,而一旦有人觀察它,它就變成了粒子。由此,大家才認為雙縫實驗是十分恐怖的

  • 3 # 邢斂鋒

    雙縫干涉實驗,其實還可以勉強接受,但是雙縫干涉延遲實驗就有點恐怖了,因為在顯示屏上出現的干涉條紋。在這個之後,你再用顯示器去觀測簽過雙縫的電子或者光子。電子顯示屏上已經顯示的干涉條紋馬上消失了只留下兩條縫隙這一點就有一點恐怖。這似乎在告訴我們 。在量子的世界,時間並不存在,現在可以改變過去。我們真實的宇宙也是由量子組成的,那現在是否在告訴我們,我們的宇宙中時間也不存在?細思極恐啊!

  • 4 # 使用者3097939762021

    這個經過很長,提出理論的叫波爾,曾經跟愛因斯坦對壘三次,愛因斯坦均敗下陣來。很難理解,愛因斯坦開始對量子理論沒當回事,嘲笑的說,上帝還會擲骰子?結果被三次打臉。

  • 5 # 四九城衚衕老大爺

    首先,現代科學是建立在客觀的基礎上!也就是說唯物的,不管怎麼觀測都是按照自己的規則執行!

    當你進行觀測就對結果進行改變的情況下,這就恐怖了,到底結果是什麼?是否是正確的?是否是可重複的?

    最後變成薛定諤的貓!那就太那啥了!現代科學就面臨崩盤

  • 6 # micky

    這個實驗告訴你,如果有人觀察實驗,結果就變了!實驗本身怎麼知道有人在觀察?結果為什麼有不確定性?這就是量子力學了。

  • 7 # 神氣的毛豆

    電子有兩個東西: 1)顆粒,2)機率波,Guiding wave, 或叫Ghost wave。Guiding wave 導引或決定電子顆粒運動,或存在。電子顆粒體積有限,而波在空間是分佈著的。粒子不能分開,但是,波可以分成束,波束與波束之間可以干涉。就這麼簡單。

  • 8 # 無中生有1972

    說恐怖是故弄玄虛,科學家感到困惑的是不能用現在的理論去解釋這個現象,並不感到恐怖。感到恐怖的是半桶子水的吃瓜群眾和民科。現有的觀測儀器也是用光波成像原理去測試,肯定對粒子有干擾,隨著技術和觀測手段提升肯定是能解開這個謎團的

  • 9 # 金海岸上的老船長

    有啥恐怖的!現在的實驗都不是純實驗,尤其是微觀世界的實驗就更加的明顯,因為還有我們沒被發現的粒子存在!就是光的波粒兩象性最後也得統一成一像性!理論物理和實踐物理就應該向這兩科發展和突破

  • 10 # 永恆之帥

    恐怖之處就是

    人類弱後的探測手段

    嚴謹的實驗

    得出不嚴謹的結論

    把科學神化

    把必然描繪成偶然

    嚴重影響科學觀、唯物觀。

    ……

    客觀一點都不恐怖

    恐怖的是

    人類總結了錯誤的經驗

    主觀變得……哇,好恐怖

    科學變成神祕學

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